Mercedes EQ Boost - jak działa?

Delikatne muśnięcie pedału przyspieszenia i samochód wyrywa do przodu. Bez chwili zwłoki, bez oczekiwania na rozkręcenie się turbosprężarki, bez oczekiwania na odpowiednie obroty. Tak właśnie działa technologia EQ Boost, wywodząca się z bolidów F1, którą dziś można znaleźć w osobowych samochodach Mercedesa.

Błyskawiczna reakcja na wciśnięcie pedału gazu kojarzy się głównie z samochodami elektrycznymi. Słusznie, ale to nie oznacza, że musimy już teraz rezygnować z pięknego dźwięku chociażby sześciocylindrowych, spalinowych silników. Inżynierowie Mercedesa wymyślili bowiem, jak połączyć te dwa światy - natychmiastowe reakcje jednostek elektrycznych i dźwięk, osiągi oraz zasięg jednostek spalinowych.

Z wyścigowym rodowodem.

Kiedy w 2014 r. zmieniono zasady Formuły 1, zespół Mercedesa stanął przed ogromnym wyzwaniem. Nowe jednostki napędowe musiały być mniejsze i lżejsze, a do tego miały zużywać zdecydowanie mniej paliwa niż dotychczas. Dopuszczono przy tym do użytku rozwiązania, które wcześniej były zakazane, takie jak np. turbosprężarki czy większe systemy hybrydowe. Tym samym silniki F1 zaczynały zbliżać się ideą do silników z samochodów drogowych - miały być za wszelką cenę jak najmocniejsze, jak najwydajniejsze i jak najbardziej oszczędne.

Efektem prac inżynierów był układ napędowy oznaczony jako PU106A, który na cały sezon zapewnił zespołowi Mercedesa dominację - wyposażona w niego Srebrna Strzała (Mercedes F1 W05 Hybrid) wygrała aż 16 z 19 wyścigów. Reszta stawki mogła jedynie zazdrościć niemieckiemu producentowi motoryzacyjnego dzieła sztuki.

PU106A był nim bowiem w pełnym tego określenia znaczeniu. Sześciocylindrowy, widlasty silnik spalinowy o pojemności zaledwie 1,6 l połączono z nowym system odzyskiwania energii (ERS), a także dodatkowym silnikiem elektrycznym o mocy 120 kW, ulokowanym na tylnej osi. W rezultacie nowa jednostka napędowa nie tylko nie była słabsza od większego, ośmiocylindrowego poprzednika, ale wręcz generowała zauważalnie więcej mocy (800-850 KM).

Hybrydowy układ napędowy działał przy tym na dwa sposoby. Jego pierwszym zadaniem było niwelowanie opóźnienia niezbędnego na rozkręcenie się turbiny. Duża turbina - a taka była potrzebna w tym silniku - potrzebuje sporo czasu na osiągnięcie swoich właściwych parametrów. A w tak szybkich wyścigach jak F1 żadne opóźnienie nie jest akceptowalne.

Mercedes zdecydował się więc umieścić pomiędzy turbiną a sprężarką niewielki silnik elektryczny. Jego zadaniem było rozkręcenie turbiny, zanim jej wirnik zostanie napędzony przez gorące spaliny. W rezultacie udało się nie tylko niemal do zera zmniejszyć opóźnienie, ale też - przez umiejętną integrację dodatkowego silnika - obniżyć masę całego układu.

System hybrydowy w PU106A był też w stanie odbierać energię powstałą m.in. w trakcie hamowania i magazynować ją w pokładowym zestawie akumulatorów. Kiedy zachodziła potrzeba gwałtowniejszego przyspieszenia, nie tylko szybciej uruchamiał turbosprężarkę, ale też przekazywał energię umieszczonemu z tyłu silnikowi elektrycznemu.

Z sezonu na sezon rozwiązanie to dopracowywano. Mercedes F1 W06 Hybrid wyposażono już w silnik PU106B, generujący nawet 850 KM, natomiast w 2016 r. zadebiutował Mercedes F1 W07 Hybrid, generujący o ponad 100 KM więcej.

EQ Boost - z toru na ulicę.

Rozwiązanie zapewniające zespołowi Mercedesa taką przewagę na torze nie mogło wiecznie na nim pozostać. Nadszedł czas, żeby podobną przewagę nad konkurencją uzyskać również na drogach.

Rezultatem wieloletnich przygotowań i kompletowania doświadczenia w wyścigach F1 były zupełnie nowe silniki dla osobowych samochodów Mercedesa. Jako pierwszy nowych rozwiązań doczekał się sztandarowy Mercedes klasy S. W gamie w 2017 r. pojawiły się zupełnie nowe modele - S 500 i S 450, w których zastosowano 48-woltową instalację pokładową, elektryczną sprężarkę, a także alternator zespolony z rozrusznikiem (ISG).

Na szczególną uwagę zasługuje zwłaszcza ten ostatni element. Ten niewielki silnik elektryczny umieszczono pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów, by spełniał funkcję zarówno rozrusznika, jak i silnika wspomagającego, a także uczestniczył w odzyskiwaniu energii podczas hamowania. Pełni on kluczową rolę podczas uruchamiania samochodu, jazdy w tzw. trybie żeglowania, a także przy dynamicznym przyspieszaniu - w tej ostatniej sytuacji jest w stanie dostarczyć dodatkowo ok. 20 KM.

Dodatkowo 48-woltowa instalacja elektryczna jest w stanie nie tylko zasilić pompę wody i kompresor klimatyzacji - oszczędzając tym samym paliwo - ale również elektryczną sprężarkę. W rezultacie podczas gwałtowniejszych przyspieszeń kierowca ma do dyspozycji nie tylko dodatkową moc, ale też czas potrzebny na osiągnięcie przez turbosprężarkę odpowiednich parametrów drastycznie maleje.

Przy tym wszystkim nie jest to rozwiązanie dedykowane wyłącznie tym, którzy chcą, aby ich samochód spalał jak najmniej. To rozwiązanie dla tych, którzy chcą, żeby ich samochód był jak najmocniejszy i jak najbardziej wydajny - bez żadnych kompromisów.

Mogą o tym świadczyć chociażby przykłady samochodów, w których montuje się obecnie te silniki. E 450 jest zauważalnie mocniejszy od E 400 z jednostką napędową poprzedniej generacji. Mercedes-AMG E53 (a teraz i GLE 53) z EQ Boost jest w każdej wersji nadwoziowej mocniejszy od poprzednika, czyli czysto spalinowego E43 o zbliżonej pojemności skokowej. Zresztą już sam fakt, że silniki te wybrało do swoich produktów AMG, może świadczyć o tym, że są to jednostki bliższe silnikom wyczynowym, niż tym, co do tej pory kojarzyło się z hybrydami.

A to, że mniej palą, generują mniej wibracji i mają mniej ruchomych elementów, to tylko mile widziany skutek uboczny.

Co najważniejsze - nie musimy się niczym przejmować i niczego kontrolować. Hybryd z systemem EQ Boost, w przeciwieństwie do samochodów elektrycznych, nie trzeba ładować. Nie musimy więc stale kontrolować poziomu naładowania akumulatorów, zastanawiając się, czy dojedziemy do celu podróży, czy też czeka nas wielogodzinna wizyta na stacji ładowania. Żeby uzupełnić bak, wystarczy na kilka minut zatrzymać się na stacji. Żeby natomiast naładować zestaw akumulatorów, wystarczy po prostu... jechać. Akumulatory ładują się bowiem samoczynnie, np. podczas hamowania, a odzyskiem energii zajmuje się wspomniany układ ISG.

Nam pozostaje po prostu cieszyć się samochodem. Z mocniejszym, oszczędniejszym i lepszym pod każdym względem silnikiem. Z którego po wciśnięciu pedału przyspieszenia dobiega przyjemny dla ucha dźwięk, a nie martwa cisza.