» Elektryfikacja osprzętu silnika w samochodzie

Pompa cieczy chłodzącej (pompa wody), pompa wspomagania układu kierowniczego oraz sprężarka klimatyzacji – te podzespoły w wielu modelach aut z silnikami benzynowymi, diesla i napędem hybrydowym zostały zelektryfikowane. Czy elektryczna pompa cieczy chłodzącej, elektryczna pompa wspomagania i elektryczna sprężarka klimatyzacji to dobre rozwiązanie? Jakie są plusy i minusy takich rozwiązań?

Pompa cieczy chłodzącej – napędzana paskiem rozrządu czy elektryczna pompa cieczy chłodzącej?

Każdy silnik spalinowy wymaga odpowiedniego, cieczowego układu chłodzenia. Jedynie w motorowerach i motocyklach ze słabymi silnikami, stosuje się jeszcze chłodzenie powietrzem. I może jeszcze w kosiarkach spalinowych. Każdy mocniejszy silnik potrzebuje już chłodzenia cieczą.
W standardowym silniku stosuje się łopatkowe pompy cieczy chłodzącej, napędzane przez pasek rozrządu.
Obroty pompy są zależne od prędkości obrotowej silnika. Po wyłączeniu silnika pompa cieczy chłodzącej (pompa wody) przestaje pracować.

W 2004 roku zadebiutowały pompy cieczy chłodzącej z napędem elektrycznym. Po raz pierwszy zastosowano je w autach BMW. Z czasem ich popularność rosła, zaczęto je także stosować w samochodach hybrydowych.
Równocześnie, producenci stosowali też inne rozwiązanie, które zwiększało skuteczność pracy pompy i pozwalało na sterowanie jej wydajnością. Była to pompa cieczy chłodzącej z łopatkami o zmiennej geometrii. Jednak ostatecznie pompa wody z napędem elektrycznym okazała się znacznie lepszym rozwiązaniem.

Jakie są plusy pompy cieczy chłodzącej z napędem elektrycznym?
- Możliwość zamontowania jej w dowolnym miejscu w komorze silnika, bez potrzeby montowania jej przy silniku.
- Możliwość dostosowywania jej pracy do warunków, zwiększania lub zmniejszania prędkości obrotowej pompy (a dzięki temu ciśnienia płynu chłodniczego) przez sterownik silnika.
- Możliwość pracy po wyłączeniu silnika, aby go schłodzić.
- Lepsze, równomierne chłodzenie cylindrów.
- Mniejsze obciążenie rozrządu, czyli teoretycznie, w jakimś małym stopniu mniejsze spalanie.
- Możliwość wykrywania awarii przez system diagnostyki.
- Nie ma potrzeby jej wymiany przy każdej wymianie rozrządu.

Jakie są wady pompy cieczy chłodzącej z napędem elektrycznym?
- Bardzo wysoka cena – taka pompa może kosztować nawet 2000 zł lub więcej.
- Droga wymiana.

夢の散歩, CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons

夢の散歩, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons

Sprężarka klimatyzacji napędzana przez silnik elektryczny

W standardowym samochodzie z silnikiem spalinowym, kompresor klimatyzacji jest napędzany przez pasek wieloklinowy.
Na szczęście, nie obciąża silnika przez cały czas, co miałoby wpływ na spalanie. Stosuje się specjalne sprzęgło. Po uruchomieniu klimatyzacji, załączany jest napęd na sprężarkę.
Każdy, kto ma auto z klimatyzacją wie, że po jej uruchomieniu zużycie paliwa wzrasta nawet o 1,5 l / 100 km.

Aby odciążyć silniki aut hybrydowych, miękkich hybryd 48V, jak również aby móc stosować klimatyzację w autach elektrycznych, zastosowano napęd, zapewniany przez silnik elektryczny.
W ten sposób można zmniejszyć obciążenie jednostki napędowej (teoretycznie, bo przecież potrzebny jest prąd do zasilania silnika elektrycznego sprężarki, a silnik napędza alternator albo generator). Poza tym nie trzeba stosować sprzęgła przy sprężarce klimatyzacji, które bywa zawodne i potrafi się psuć.

Sprężarka klimatyzacji z napędem elektrycznym może być w jakimś stopniu zasilana z energii, odzyskiwanej przy hamowaniu. Niestety, w tym przypadku wadą jest również wysoka cena podzespołu.

Elektryczna pompa układu wspomagania kierownicy

Pompa wspomagania, napędzana elektrycznie, stosowana jest już od wielu lat.
W starych układach wspomagania hydraulicznego, pompa wspomagania była napędzana przez cały czas. Napędzał ją pasek wieloklinowy. Powodowało to niepotrzebne obciążenie silnika, a także niepotrzebne zużycie całego układu i samej pompy.
W przypadku pompy napędzanej elektrycznie, silnik elektryczny uruchamia się tylko wtedy, gdy kierowca wykonuje skręt.