Pak histori - si u zhvillua makina hibride e Toyota-s?

Ne kemi drejtuar C-HR në redaksi për një kohë tani. Çdo ditë vlerësojmë përfitimet e makinës hibride në qytet, por për njëfarë kohe po pyesnim se sa larg shkoi Hybrid Synergy Drive para se të vinte te modeli më i fundit? Nëse jeni gjithashtu të interesuar, lexoni më tej.

A e keni pyetur ndonjëherë veten se sa larg ka arritur historia e disqeve hibride? Ndryshe nga sa duket, ky lloj shpikjeje nuk është domeni i dekadave të fundit apo më shumë. Patenta e parë për një sistem lëvizës që përdor një motor me djegie të brendshme dhe një motor elektrik i përkiste William H. Patton, dhe u shfaq ... para 128 vjetësh! Kjo patentë zhvilloi Patton Motor Car, një motor hibrid që përdorej për të fuqizuar tramvaje dhe lokomotiva të vogla. Në 1889, u krijua një prototip, dhe tetë vjet më vonë versioni serial i lokomotivës iu shit kompanisë hekurudhore.

Një vit më parë, Phaeton doli në rrugë përpara prodhimit të teleferikut të Patton. Jo, jo ky Volkswagen-Bentley. Armstrong Phaeton. Ndoshta makina e parë hibride, ose më mirë një karrige me rrota, në histori. Në bord ishte një motor 6,5-litërsh me djegie të brendshme me 2 cilindra, si dhe një motor elektrik. Volanti ka vepruar gjithashtu si një dinamo që karikonte baterinë. Armstrong Phaeton tashmë e ka rikuperuar energjinë nga frenimi, por në një mënyrë pak më ndryshe nga hibridet e sotme. Motori elektrik u përdor për të ndezur llambat dhe për të ndezur motorin me djegie të brendshme, dhe ndoshta kjo nuk do të ishte befasuese nëse jo për faktin se ai e tejkaloi motorin automatik të Cadillac me 16 vjet.

Të interesuar? Po për një transmision gjysmë automatik me 3 shpejtësi? Ingranazhet nuk duhej të ndërroheshin plotësisht me dorë. Shumë kohë përpara se të shpikeshin sinkronizuesit dhe të harrohej teknika e tufës së dyfishtë, një motor elektrik aktivizonte automatikisht tufën kur ndërronte marshin. Megjithatë, motori Armstrong Phaeton ishte… shumë i fuqishëm. Ai dëmtonte vazhdimisht rrotat e drurit, të cilat më pas u eliminuan duke shtuar përforcime në rrota.

Meritën e tij në historinë e makinave e kishte edhe Ferdinand Porsche. Lohner-Porsche Mixte Hybrid ishte një automjet që, në versionet e mëvonshme, fuqizohej nga motorë elektrikë, një për çdo rrotë. Këta motorë mundësoheshin nga bateritë dhe çift rrotullimi i një motori me djegie të brendshme. Ky automjet mund të transportonte deri në katër persona dhe të lëvizte vetëm përmes fuqisë së energjisë elektrike ose vetëm duke përdorur një motor me djegie të brendshme.

Tingëllon mirë? Jo plotësisht. Bateritë Mixte përbëheshin nga 44 qeliza 80 volt dhe peshonin 1,8 ton. Lidhjet nuk ishin shumë të forta, ndaj mbylleshin në një kuti të përshtatshme dhe vareshin në susta. Sidoqoftë, kjo është vetë bateria, dhe le t'i shtojmë shumë motorë elektrikë. Shpikja e Lohner dhe Porsche peshonte më shumë se 4 tonë. Edhe pse nga këndvështrimi i sotëm duket si një gabim i plotë, Mixte bëri që shumë inxhinierë të mendojnë. Për shembull, ata nga Boeing dhe NASA, të cilët e studiuan këtë aparat me shumë kujdes. Me efekte, sepse LRV që misionet Apollo 15, 16 dhe 17 përdorën për të rrotulluar hënën, kishin shumë zgjidhje të marra nga hibridi Lohner-Porsche Mixte.

Historia e hibrideve është mjaft e gjatë, kështu që le të shkojmë drejt e në të tashmen që nga fillimi. Hibridet siç i njohim ne u bënë të njohura vetëm në fund të viteve '90 kur Toyota Prius hyri në tregun japonez. Ishte atëherë që për herë të parë - në 1997 - u përdor emri "Toyota Hybrid System", i cili më vonë u bë "Hybrid Synergy Drive". Si dukeshin brezat individualë?

Toyota Prius i parë - Sistemi Hibrid i Toyota

Tashmë e dimë se ideja e një makine hibride nuk është e re. Megjithatë, u deshën më shumë se 100 vjet që ky koncept të bëhej vërtet popullor. Toyota Prius u bë makina e parë hibride e prodhuar në masë. Ndoshta kjo është arsyeja pse të gjitha hibridet lidhen qartë me Prius. Por le të shohim zgjidhjet teknike.

Megjithëse prodhimi i Prius filloi në 1997, kjo pjesë e shitjeve ishte vetëm për tregun japonez. Eksportet në tregje të tjera, kryesisht në SHBA, filluan vetëm në vitin 2000. Sidoqoftë, modeli i eksportit NHW11 është përmirësuar pak nga paraardhësi i tij (NHW10).

Nën kapuçin e hibridit japonez ishte një motor 1.5 VVT-i me kohën e ndryshueshme të valvulave, duke punuar në ciklin Atkinson. Supozimet ishin pak a shumë të njëjta si tani - motori me benzinë ​​mbështetej nga dy motorë elektrikë - njëri punonte si gjenerator dhe tjetri drejtonte rrotat. Ingranazhi planetar, i cili shërbente si një transmetim CVT vazhdimisht i ndryshueshëm, ishte përgjegjës për shpërndarjen e saktë të punës së motorëve.

Nuk ishte një makinë shumë e shpejtë, me një fuqi prej 58 kf. dhe 102 Nm në 4000 rpm. Prandaj, nxitimi ishte mjaft modest, siç ishte shpejtësia maksimale prej 160 km / orë. Ajo që më kënaqi ishte konsumi i ulët i karburantit, i cili mesatarisht mund të binte nën 5 l / 100 km.

Në versionin NHW11, shumica e komponentëve janë përmirësuar për të ofruar performancë më të mirë. Fuqia e motorit elektrik është rritur me 3 kW dhe çift rrotullimi me 45 Nm. Humbjet mekanike janë zvogëluar dhe zhurma është zvogëluar. Shpejtësia maksimale e motorit është rritur gjithashtu me 500 rpm.

Priusi i parë, megjithatë, nuk ishte pa të meta - nuk ishte aq i besueshëm sa modelet e sotme, kishte probleme me mbinxehjen e baterive dhe disa komponentë elektrikë (si motori elektrik) ishin shumë të zhurmshëm.

Prius II, ose Hybrid Synergy Drive

Në vitin 2003, një tjetër Prius u shfaq me një motor THS të gjeneratës së dytë. Fillimisht u quajt Hybrid Synergy Drive. Para se të futemi në makinë, ia vlen të përmendet forma ikonike. Nuk lindi nga e para dhe madje ka emrin e vet - "Kammbak". Ajo u zhvillua në vitet 30 nga inxhinieri aerodinamik Wunibald Kamm. Trupi me një shpinë të lartë, të prerë është më i efektshëm, nuk ka turbulenca prapa makinës.

Ndërsa punonte në gjeneratën e dytë Prius, Toyota regjistroi deri në 530 patenta. Megjithëse koncepti si i tillë ishte i ngjashëm me diskun THS, vetëm në HSD u përdorën si duhet aftësitë e sistemit të diskut. Potenciali i motorit elektrik dhe i motorit me djegie të brendshme u barazua, ndryshe nga ideja e mëparshme, e cila ishte rritja e fuqisë së motorit me djegie të brendshme për të rritur produktivitetin. Priusi i dytë u nis dhe u përshpejtua pjesërisht me ndihmën e një motori elektrik. Fuqia e pjesës elektrike të makinës është rritur me 50%.

Kjo gjeneratë pa gjithashtu prezantimin e një kompresori elektrik të ajrit të kondicionuar që nuk kërkonte një motor me djegie të brendshme për të ftohur ose ngrohur ndarjen e pasagjerëve. Kështu ka mbetur edhe sot e kësaj dite. Prius gjithashtu mori bateri më të lehta NiMH në 2003. Numri i qelizave është zvogëluar dhe densiteti i elektrolitit është rritur. Gjithashtu, ishte në këtë model që u prezantua për herë të parë modaliteti EV, i cili ju lejon të vozitni vetëm në motor elektrik.

Lexus zhvilloi variantet e veta të fuqisë së kësaj gjenerate. Në vitin 2005, ai aplikoi një tjetër motor elektrik në boshtin e pasmë dhe kështu krijoi një hibrid me të gjitha rrotat. Motori i tretë funksionoi në mënyrë të pavarur nga komanda në boshtin e përparmë - megjithëse, natyrisht, ai kontrollohej nga një kontrollues që rregullon çift rrotullues dhe diferencial të shpejtësisë.

Lexus GS 450h dhe LS 600h i parë treguan se si HSD mund të funksionojë së bashku me motorët e fuqishëm dhe lëvizjen e rrotave të pasme. Ky sistem ishte edhe më kompleks - veçanërisht në fushën e transmetimit. Kuti ingranazhesh planetare Ravigneaux me katër boshte, dy tufa që ndryshojnë raportin e ingranazheve të motorit të dytë në lidhje me rrotat - nuk ishte e qartë të hyjmë në detaje. Kjo duhet të shpjegohet nga inxhinieri mekanik.

Hybrid Synergy Drive III

Arrijmë gjeneratën e parafundit të makinës hibride. Këtu ndodhi një revolucion i vërtetë. Ndërruar 90% të pjesëve. Motori me djegie të brendshme e rriti vëllimin e punës në 1.8 litra, por motorët elektrikë u reduktuan. Fuqia u rrit në 136 kf, ndërsa konsumi i karburantit u ul me 9%. Në këtë gjeneratë, ne ishim në gjendje të zgjidhnim një modalitet drejtimi - normal, eko dhe dinamik.

HSD ka një raport fiks ingranazhi, kështu që ingranazhi planetar, megjithëse i ngjashëm me një CVT, është diçka krejtësisht ndryshe. Unaza e jashtme e ingranazhit është motori MG2, ingranazhi i diellit është motori MG1 dhe ICE është i lidhur me "planetë". Shoferi mund të ndikojë disi në funksionimin e motorit me djegie të brendshme dhe motorit elektrik, por pedali i gazit përdoret vetëm për të komunikuar me kompjuterin. Ne themi se si do të donim të përshpejtonim, dhe kompjuteri do të llogarisë se cilat janë kushtet e rrugës dhe si të kombinojmë në mënyrë më efektive punën e motorit elektrik dhe motorit me djegie të brendshme.

Toyota C-HR ose HSD IV

Gjenerata e katërt e makinës u shfaq ... në gjeneratën e katërt të Prius. Sidoqoftë, ai tashmë ka arritur të zërë rrënjë në modele të tjera - për shembull, në C-HR. Kuarteti mbështetet shumë në HSD III, por shtrydh edhe më shumë prej tij me më pak konsum karburanti. Megjithatë, “më shumë” nuk do të thotë fuqi, pasi është ulur në 122 kuaj fuqi.

Para së gjithash, karakteristikat e karikimit të baterive janë përmirësuar - hibridet e reja janë në gjendje të thithin doza të mëdha energjie në një kohë më të shkurtër. Inverteri ka një sistem ftohjeje të veçantë dhe zë 30% më pak hapësirë. Ingranazhi planetar zëvendësohet nga një cilindrike. E gjithë kutia e marsheve është ridizajnuar kështu që gjeneron 20% më pak humbje.

Përmbledhje

Ne kemi parë pjesë të udhëtimit të Toyota-s drejt automjeteve që kombinojnë përfitimet e motorëve elektrikë me shkathtësinë e motorëve me djegie të brendshme. Megjithatë, nuk është vetë disku që ndryshon. Koncepti i një makine hibride po ndryshon gjithashtu. Ky ka kohë që ka pushuar së qeni një Prius dhe po bën rrugën e tij drejt makinave që duken pak më konvencionale. Hibridet po bëhen gradualisht pjesë e jetës së përditshme. I shohim kudo në qytetet e mëdha. 

Një prej tyre është Toyota C-HR, e cila do të tërheqë ata që duan të lëvizin nëpër qytet me një crossover interesant, por vlerësojnë konsumin e ulët të karburantit dhe zhurmën. Ekziston gjithashtu një ndërgjegjësim në rritje për nevojën për të reduktuar ndotjen - dhe ndërsa makinat nuk janë burimi i të gjitha të këqijave këtu, ato janë pjesë e saj, kështu që duhet bërë diçka për të. Toyota shënon rritje të konsiderueshme në shitjet e automjeteve hibride nga viti në vit. Jo falë Prius - falë makinave si Auris ose C-HR - ende të disponueshme në portofol, në paketimin e zakonshëm, por me sistem të përmirësuar të lëvizjes, vlera e shtuar e të cilit është besueshmëria e provuar.

Kur është gjenerata e ardhshme? ne nuk e dimë. Ndoshta do të presim edhe disa vite të tjera. Megjithatë, sistemi i fuqisë së hibridëve më të fundit të Toyota-s tashmë po arrin një nivel jashtëzakonisht të lartë të sofistikimit.