A Prius és a hibrid Auris hajtáslánca | Totalcar

A Prius és a hibrid Auris hajtáslánca

Lehet szeretni, vagy nem szeretni a japánokat, de tény, hogy bő kétmillió hibridautót eladtak addig, amíg a legtöbb gyártó a szériabevezetés gondolatán töprengett. A meglevő technológia óvatos reszelgetése és a rizikóminimalizálásra törekvő apró lépések helyett gyakorlatilag új autót és vadonatúj hajtásláncot terveztek.

technika hibrid prius auris nextc

Közzétéve: 2010. 09. 08. 09:20

Közzétéve: 2010. 09. 08. 09:20

Next Tc Logo

– Most akkor soros vagy párhuzamos? – kérdezte Bill vészjósló hangon. Négy éve vezette a Nagy Amerikai Autógyár versenytárselemző részlegét, és eddig még sosem fordult ilyesmi elő. – Az attól függ – felelte kiszáradt torokkal Tom, a Priust darabokra szedő csapat vezetője –, ilyen is, olyan is.

<page name="0"></page>

– Kicsit konkrétabban, ha kérhetném! – Utálta, ha nem értett valamit, és ennél csak azt utálta jobban, ha ezt a beosztottjai is észrevették.

– Pontosan mi sem értjük, Bill – próbálta nyugtatni a főnökét, ami egyrészt igaz is volt, másrészt talán megúszhatják a közelgő dühkitörést, ha előre leszögezik: nem csak a főnök a hülye. – Pedig a mechanika egyszerű, mint a faék: egyetlen nyomorult bolygóműhöz csatlakozik két villany- és egy benzinmotor.

– Látom – morogta Bill –, mi ebben a bonyolult?

– Az, hogy egy normál bolygóműben az egyik kerék mindig áll, másik kettő meg forog. Itt meg forog minden összevissza. Teleraktuk szenzorokkal az egészet, megmértünk mindent, de ha ránéz a grafikonokra, maga is elszédül, főnök.

– Koka, yuko, wasari! – rontott ekkor a tárgyalóba Eddie, aki kétszer is volt már Japánban, és előszeretettel villogott japántudásával – megtaláltam Sam bácsi jelentését a Prius II-ről!

– Végre egy jó hir! És hol van Sam bácsi? – kérdezte Bill.

– Gondolom, otthon – dünnyögött Tom, akinek nagyon jól jött volna most az öreg segítsége –, már a válság legelején kirúgták.

– Shit… na nézzük azt a jelentést! Szóval nincs benne se váltó, se kuplung…

– Ühüm – bólogatott Tom, mert ilyesmit tényleg nem találtak az autóban.

…a motor és a hajtott kerekek között az erőátvitelt egy bolygóműből és két elektromotorból álló, a vezérléstől függően fokozatmentes áttételként viselkedő nyomatékelosztó biztosítja. Az üzemmódtól és a fordulatszámoktól függően mindkét villamos gép viselkedhet egyaránt motorként vagy generátorként.

– Nyilván ezért jelölte őket Sam bácsi MG1 és MG2 névvel – szólt közbe Eddie, mert végre ő is értett valamit.

– Nyilván.

A hajtott kerekek a nagyobbik elektromotorral (MG2) vannak közvetlen kapcsolatban, míg MG1 a bolygómű napkerekéhez csatlakozik. Ez utóbbi látja el a hagyományos önindító és a generátor szerepét is.

– Mi is ezt gyanítottuk, mert se önindítót, se generátort nem találtunk… se ékszíjat, se rendes vízpumpát, se…

– Nyugi Tom, előbb rágjuk át magunkat a hajtáson… Az üzemmódokról nem ír valamit?

– Nézem… azt mondja:

Hidegindításnál MG2 áll, MG1 a napkeréken keresztül megforgatja a benzinmotort.

– Egy 42 kilowattos önindító, az tuti nem küszködik úgy, mint apám öreg Chevyje télen – gondolta Tom egy pillanatra, de érezte: a főnök nem örülne, ha ki is mondaná.

Az üzemmeleg motort álló helyzetben mindig kikapcsolják. Elinduláskor a hajtást a kerekekkel közvetlen kapcsolatban álló MG2 biztosítja, míg MG1 az álló motor miatt szabadon forog hátrafelé. Ha a nyomatékigény vagy az akku töltöttsége miatt szükséges, mindeközben MG1 is vezérlést kap, fordulatszáma csökken, sőt akár irányt is vált, a két motor nyomatékának eredője (más nézőpontból a két motor fordulatszámának különbsége) pedig megforgatja a benzinmotort, ami bekapcsolódik a hajtásba.

– Értem, végre értem! – kurjantotta Tom. – Ezt nézze, főnök: a mérési eredményekből csináltunk egy animációt, de nem bírtam felfogni, miért forog visszafelé a sárga motor.

– Rafinált kis sárgák – dünnyögte Bill, és még háromszor megnézte a videót –, de van benne logika. Mit ír még Sam bácsi?

Állandó sebességű haladásnál a motor mechanikai energiájának egy része a bolygóművön keresztül közvetlenül a kerekeket hajtja. A bolygómű napkereke eközben MG1-re támaszkodik, melynek fordulatszámát változtatva az elektronika beállítja az áttételt. Így a motor fordulatszáma mindig a fogyasztás szempontjából optimális értéken tartható.

– Elég béna hangja van menet közben, az tény – szólt közbe Eddie.

Mivel MG1 eközben generátor üzemben működik, az általa termelt elektromos energiát a vezérlés vagy az akkumulátorok töltésére, vagy MG2-n keresztül közvetlenül hajtásra fordítja.

Mennyit bír az akksi?

Gerald Killmannt, a Toyota Europe Powertrain Group igazgatóját faggattuk a hibridekről.

TC: Világméretű trend a downsizing, azaz az egyre kisebb motorok beépítése az autókba, Önök mégis növelték a hengerűrtartalmat. Direkt járnak mindig külön úton?

GK: Az első Priusok a japán belső piacra készültek, ahol sokkal zsúfoltabb a közlekedés, alacsonyabb az átlagsebesség, nagyobbak a dugók. Európában ehhez képest jelentős a nagyobb sebességű szakaszok aránya, ehhez igazítottuk hozzá a rendszert. A nagyobb hengerűrtartalom mellé hosszabb végáttételt választottunk, így a fordulatszám százhuszas tempónál 2500-ról 2200-ra csökkent: ez jót tesz a fogyasztásnak és az akusztikának is.

TC: Ennyire Európára szabták volna az új Priust?

GK: A fejlesztésnél fokozottan figyelembe vettük az európai és az amerikai piac igényeit, az Auris pedig az első hibridmodell, amit kimondottan az európai piacra szánunk. Csak hogy még egy példát mondjak: Európában alacsonyabb az átlaghőmérséklet. Ez volt az egyik oka a kipufogógáz-hőcserélőnek. A másik a rövidebb hidegjáratás miatt javuló fogyasztás és emisszió.

TC: Ha hibridekről van szó, az akkumulátor élettartama az egyik legkritikusabb kérdés. Mennyit bírnak az új akksik?

GK: Az akkumulátorok tervezett élettartama megegyezik a járműével.

TC: Jó, de az mégis hány év? Vagy hány kilométer?

GK: Folyamatosan elemezzük a vásárlók és a szervizek visszajelzéseit. Tudunk olyan Prius I-ről, amelyik 13 éves akkumulátorral közlekedik, és Svédországban akad olyan taxi, amelyik már a 300 000 kilométeren is túl van.

TC: A vezetési stílus vagy a használat módja befolyásolja az élettartamot?

GK: A töltés-kisütés folyamata az elektronika által nagyon pontosan szabályozott, erre a vezetési stílus nincs hatással. Az elméletileg lehetséges kapacitásnak körülbelül a felét hasznájuk ki pontosan azért, hogy minél hosszabb élettartamot érhessünk el. A túltöltés és a mélykisütés halálos az akksira nézve, de ez normál üzemben nem fordulhat elő.

TC: A hideget és a meleget se szeretik…

GK: Az akkumulátor hűtése valóban fontos: a cellák hőmérsékletét folyamatosan méri az elektronika, a hűtéshez pedig az utastérből szívja egy ventilátor a temperált levegőt. A túl nagy hideg tényleg nem használ, de megint csak a svéd taxira hivatkoznék…

TC: És mit hoz a jövő? Mi a fejlesztés további iránya?

GK: Jelenleg egy hatszáz autóból álló plug-in-hibrid flottát tesztelünk szerte a világban. A statisztikák szerint az emberek 80%-a napi 25 kilométernél kevesebbet autózik. Körülbelül ide kell majd belőni a tisztán elektromos üzemű hatótávot, és máris hatalmas lépést tettünk a lokális emissziócsökkentés felé.

TC: Mi a véleménye a range extenderekről?

GK: Érdekes koncepció, de viszonylag nagy akkumulátor kell hozzá, ami nagy tömeget és magas költségeket jelent. A Toyota és a Lexus összes modellje ugyanazon a jól bevált power-split architektúrán alapul.

Most akkor soros vagy párhuzamos? Lapozzon, kiderül!

– Most akkor soros vagy párhuzamos hibrid, azt nyögje már ki végre valaki!

– Nézem már, nézem… azt mondja:

A benzinmotor és MG2 viszonyát tekintve részben párhuzamos hajtással van dolgunk, ahol a két erőforrás nyomatéka összeadódik. Másrészről a benzinmotor * MG1 * MG2 útvonalat követve egy soros hibrid architektúrája rajzolódik ki. E két hajtási rendszer változó arányban, de rendszerint egyidejűleg van jelen, ezért indokolt a power split hibrid (elágazó vagy osztott nyomatékú hibrid) megnevezés – olvasta Tom széles mosollyal az arcán.

– Ez minden? – kérdezte Bill.

– Van még a fékezés – hervadt le a mosoly egyből Tom arcáról –, csináltunk ehhez is egy videót, de ezt tényleg csak fél szemmel és messziről nézze, főnök, mert elszédül. Bár tulajdonképpen nem is olyan bonyolult: fékezéskor MG2 generátor üzemben lassítja az autót, a benzinmotort egyszerűen leállítják, MG1 mozgása ezzel pontosan ki van jelölve. Arról ő nem tehet, hogy vitustáncot jár. De azt ne tőlem kérdezze, főnök, hogyan érték el a ferdeszeműek, hogy mindez észrevétlenül, rángatásmentesen történjen.

– Na jó, ugorjunk, mert tényleg megfájdult a fejem – dörzsölte a halántékát Bill. – Mi van még?

– Inkább mi nincs? – kérdezte Tom. Nincs ugye szíjhajtás. Egyáltalán nincs. Elektromos klíma és villanyszervó eddig is volt, az új változatban a vízpumpa is elektromos, és csak akkor kapcsol be, ha szükség van rá.

– Újabb hibaforrás – dünnyögte Bill, aki legszívesebben inkább havi egy gallonnal többet tankolt volna élete végéig, minthogy mikroprocesszort szereljen a vízpumpába is.

– A meleg vizes termoszról leszoktak a japánok, van helyette kipufogógáz-hőcserélő, azzal gyorsítják a bemelegedést.

– Végre valami józan paraszti ésszel is felfogható dolog – gondolta Bill.

– Másfél literesről 1800 köbcentisre nőtt a motor – és bár senki sem szívesen számolt közülük köbcentiben, azt azért látták és érezték, hogy ez így még mindig egy borzasztó kicsi motor. No replacement for displacement, mi? – vigyorogtak, és érezni lehetett, ahogy oldódik a feszültség.

– Mondjuk azzal a lendülettel az áttételt is megváltoztatták, így alacsonyabb lett a fordulatszám. Még az is lehet, hogy javult a fogyasztás. Gondolom, kellettek a pluszlóerők a német Autobahnra.

– Okay, mit tudunk még a motorról?

– Nem egy nagy durranás: ugyanolyan Atkinson-rendszerű, mint a korábbi, csak kicsit nagyobb. Tudja, mi az az Atkinson-ciklus? – kérdezte Tom, de még mielőtt befejezte volna a mondatot, érezte: ez nem volt jó kérdés.

– Persze hogy tudom! – horkant fel Bill, és tényleg rémlett neki valami a később záró szívószelepről és az emiatt javuló hatásfokról, de azért leizzadt volna, ha most hirtelen P-V diagramot meg szelepemelési görbét kellett volna rajzolnia. Még szerencse, hogy nem kell, hiszen itt ő a főnök – húzta ki magát.

– Ne is vesztegessünk több szót erre. Valamit az akkumulátorról?

<section class="votemachine">
</section>

Szavazzon!

– Maradtak a nikkel-fémhidridnél. Szériában még mindig úgy tűnik, hogy túl drága a lítiumionos technológia. 202 volt a névleges feszültség, maradt a léghűtés is. Az invertert egy köztes fokozat táplálja akár 650 voltos egyenárammal, de krúzoláshoz ezt is lekapcsolják, és direktbe kötik az akksival. Jól ki van ez találva.

– Jól – csúszott ki Bill száján, bár a japánokkal kapcsolatban ilyesmi még nem fordult elő vele.

Még mindig nem érti egészen, de szívesen elmagyarázná másoknak? Tegye meg a cikkhez kapcsolódó blogposzton!