Historia pixka bat - nola garatu zen Toyotaren disko hibridoa?

Denbora bat daramagu C-HR erredakzioan. Egunero baloratzen ditugu hiriko disko hibridoen onurak, baina denbora batez galdetzen ari ginen noraino iritsi zen Hybrid Synergy Drive azken modelora iritsi aurretik? Interesa baduzu ere, jarraitu irakurtzen.

Galdetu al zaizu inoiz noraino iritsi den disko hibridoen historia? Itxura denaren aurka, asmakizun mota hau ez da azken hamarkadetako eremua edo. Barne-errekuntzako motor bat eta motor elektriko bat erabiltzen dituen gidatzeko sistema baten lehen patentea William H. Pattonena izan zen, eta agertu zen... duela 128 urte baino lehen! Patente honek Patton Motor Car garatu zuen, tranbiak eta lokomotora txikiak mugitzeko erabiltzen zen tren motor hibridoa. 1889an, prototipo bat sortu zen, eta zortzi urte geroago trenbide-konpainiari trenbide-konpainiari saldu zioten tren-makinaren serie-bertsioa.

Urtebete lehenago, Phaeton errepideetara atera zen Patton-en teleferikoen ekoizpena baino lehen. Ez, ez Volkswagen-Bentley hau. Armstrong Phaeton. Seguruenik, historiako lehen auto hibridoa, edo hobeto esanda, gurpil-aulkia. Ontzian 6,5 litroko 2 zilindroko barne-errekuntzako motor bat zegoen, baita motor elektriko bat ere. Bolanteak bateria kargatzen zuen dinamo gisa ere jokatzen zuen. Armstrong Phaetonek balaztatik energia berreskuratu zuen jada, baina gaur egungo hibridoek baino modu apur bat ezberdinean. Motor elektrikoa lanparak pizteko eta barne-errekuntzako motorra martxan jartzeko erabiltzen zen, eta agian ez zen harritzekoa izango Cadillac-en abiarazte automatikoa 16 urtez gainditzen zuelako ez balitz.

Interesatuta? Zer moduz 3 abiadurako transmisio erdi-automatiko batekin? Engranajeak ez ziren eskuz guztiz aldatu behar. Sinkronizatzaileak asmatu eta enbrage bikoitzeko teknika ahaztu baino askoz lehenago, motor elektriko batek enbragea automatikoki eragiten zuen engranajeak aldatzean. Hala ere, Armstrong Phaeton motorra... indartsuegia zen. Egurrezko gurpilak etengabe hondatzen zituen, gerora gurpilei errefortzuak gehituz desagerrarazi ziren.

Ferdinand Porschek ere bere meritua izan zuen autoen historian. Lohner-Porsche Mixte Hybrid ibilgailu bat zen, geroagoko bertsioetan, motor elektrikoen bidez, gurpil bakoitzeko bat. Motor hauek bateriek eta barne-errekuntzako motor baten momentuaren bidez elikatzen ziren. Ibilgailu honek lau pertsona garraiatu ditzake eta elektrizitatearen poderioz bakarrik mugi daiteke edo barne-errekuntzako motor bat erabiliz soilik.

Sekulako soinua al duzu? Ez guztiz. Mixte bateriak 44 voltioko 80 zelulez osatuta zeuden eta 1,8 tona pisatzen zuten. Loturak ez ziren oso sendoak, beraz, kaxa egoki batean itxi eta malgukietan zintzilikatzen ziren. Hala ere, hau bateria bera da, eta gehitu diezaiogun motor elektriko asko. Lohner eta Porscheren asmakizunak 4 tona baino gehiago pisatzen zituen. Gaurko ikuspuntutik erabateko hutsegite bat dirudien arren, Mixtek ingeniari asko gogoeta egin zuen. Adibidez, Boeing eta NASAkoak, aparatu hau arreta handiz aztertu zutenak. Efektuekin, Apollo 15, 16 eta 17 misioek ilargia inguratzeko erabili zuten LRVak Lohner-Porsche Mixte hibridotik ateratako soluzio ugari zituelako.

Hibridoen historia nahiko luzea da, beraz, goazen zuzenean orainaldira hasiera-hasieratik. Ezagutzen ditugun hibridoak 90eko hamarkadaren amaieran bakarrik bihurtu ziren ezagun Toyota Prius Japoniako merkatuan sartu zenean. Orduan erabili zen lehen aldiz -1997an- "Toyota Hybrid System" izena, gerora "Hybrid Synergy Drive" bihurtu zena. Nolakoak ziren belaunaldi indibidualak?

Lehen Toyota Prius - Toyota sistema hibridoa

Dagoeneko badakigu auto hibrido baten ideia ez dela berria. Hala ere, 100 urte baino gehiago behar izan ziren kontzeptu hau benetan ezaguna izateko. Toyota Prius masan ekoitzitako lehen auto hibridoa bihurtu zen. Agian horregatik hibrido guztiak argi eta garbi lotzen dira Prius-ekin. Baina ikus ditzagun irtenbide teknikoak.

Prius-aren ekoizpena 1997an hasi bazen ere, salmenten zati hau Japoniako merkaturako bakarrik zen. Beste merkatu batzuetarako esportazioak, batez ere AEBetara, 2000. urtean baino ez ziren hasi. Hala ere, esportazio-eredua NHW11 aurrekoaren (NHW10) apur bat berritu da.

Japoniako hibridoaren kanpaiaren azpian 1.5 VVT-i motor bat zegoen balbula denbora aldakorrarekin, Atkinson zikloan lanean. Hipotesiak orain dauden berberak ziren —gasolinazko motorra bi motor elektrikoren laguntzarekin— bata sorgailu gisa lan egiten zuen, eta bestea gurpilak gidatzen. Engranaje planetarioa, etengabe aldakorra den CVT transmisio gisa balio zuena, motorren lanaren banaketa zuzenaren arduraduna zen.

Ez zen oso auto azkarra, 58 CV-ko potentziarekin. eta 102 Nm 4000 rpm-tan. Hori dela eta, azelerazioa apala izan zen, 160 km/h-ko abiadura maximoa ere bai. Poztu ninduena erregai-kontsumo baxua izan zen, batez beste 5 l / 100 km-tik behera jaitsi zitekeena.

NHW11 bertsioan, osagai gehienak hobetu egin dira errendimendu hobea emateko. Motor elektrikoaren potentzia 3 kW handitu da eta momentua 45 Nm. Galera mekanikoak murriztu dira eta zarata murriztu da. Gehienezko motorraren abiadura ere 500 rpm handitu da.

Lehen Prius, ordea, ez zen akatsik gabea - ez zen gaur egungo modeloak bezain fidagarria, bateriak gainberotzean arazoak zeuden eta osagai elektriko batzuk (motor elektrikoa, esaterako) ozenegiak ziren.

Prius II edo Hybrid Synergy Drive

2003an, beste Prius bat agertu zen bigarren belaunaldiko THS motor batekin. Lehen Hybrid Synergy Drive deitzen zen. Diskoan sartu aurretik, forma ikonikoa aipatzekoa da. Ez zen hutsetik sortu eta bere izena ere badu - "Kammbak". 30eko hamarkadan Wunibald Kamm ingeniari aerodinamikoak garatu zuen. Karrozeria altua, moztuta, arinagoa da, ez dago turbulentziarik autoaren atzean.

Prius bigarren belaunaldian lanean ari zela, Toyotak 530 patente erregistratu zituen. Kontzeptua THS unitatearen antzekoa bazen ere, HSDan bakarrik erabili ziren disko-sistemaren gaitasunak. Motor elektrikoaren eta barne-errekuntzako motorren potentziala berdindu zen, aurreko ideiaren aldean, hau da, barne-errekuntzako motorraren potentzia handitzea produktibitatea areagotzeko. Bigarren Prius motor elektriko baten laguntzaz abiatu eta azeleratu zen neurri batean. Diskoaren zati elektrikoaren potentzia % 50 handitzen da.

Belaunaldi honetan aire girotuko konpresore elektriko bat ere sartu zen, barne errekuntzako motorrik behar ez zuen barrualdea hozteko edo berotzeko. Hala mantendu da gaur arte. Prius-ek NiMH bateria arinagoak ere jaso zituen 2003an. Zelula kopurua murriztu da eta elektrolitoaren dentsitatea handitu da. Gainera, eredu honetan EV modua sartu zen lehen aldiz, motor elektrikoarekin soilik gidatzeko aukera ematen duena.

Lexus-ek belaunaldi honetako powertrain bere aldaerak garatu zituen. 2005ean, beste motor elektriko bat aplikatu zuen atzeko ardatzean eta horrela gurpil integraleko trakzio hibrido bat sortu zuen. Hirugarren motorrak aurreko ardatzaren komandotik independenteki funtzionatzen zuen, nahiz eta, noski, momentua eta abiadura diferentziala erregulatzen zituen kontrolagailu batek kontrolatzen zuen.

Lehen Lexus GS 450h eta LS 600h-ek HSD motor indartsuekin eta atzeko gurpileko trakzioarekin batera nola funtziona dezakeen erakutsi zuten. Sistema hori are konplexuagoa zen, batez ere transmisioaren arloan. Ravigneaux planetario-kaxa lau ardatzekin, bigarren motorraren engranaje-erlazioa aldatzen duten bi enbrageekin gurpilekiko - ez zegoen argi xehetasunetan sartzea. Hori ingeniari mekanikoak azaldu beharko luke.

Hybrid Synergy Drive III

Disko hibridoaren azkenaurreko belaunaldira iritsiko gara. Hor gertatu zen benetako iraultza. Piezen % 90 ordezkatu du. Barne errekuntzako motorrak lan bolumena 1.8 litrora igo zuen, baina motor elektrikoak murriztu ziren. Potentzia 136 zaldira igo zen, eta erregaiaren kontsumoa %9 jaitsi zen. Belaunaldi honetan, gidatzeko modu bat hautatu ahal izan genuen: normala, ekoala eta dinamikoa.

HSD-k engranaje-erlazio finkoa du, beraz, engranaje planetarioa, CVT baten antzekoa den arren, guztiz desberdina da. Engranajearen kanpoko eraztuna MG2 motorra da, eguzki-engranajea MG1 motorra eta ICE "planetak" lotzen ditu. Gidariak nolabait eragin dezake barne-errekuntzako motorraren eta motor elektrikoaren funtzionamenduan, baina azeleragailuaren pedala ordenagailuarekin komunikatzeko soilik erabiltzen da. Nola azeleratu nahiko genukeen esaten dugu, eta ordenagailuak kalkulatuko du zeintzuk diren errepideen baldintzak eta nola uztartu eraginkorren motor elektrikoaren eta barne-errekuntzako motorren lana.

Toyota C-HR edo HSD IV

Diskoaren laugarren belaunaldia agertu zen ... Prius-en laugarren belaunaldian. Hala ere, dagoeneko lortu du beste eredu batzuetan errotzea —adibidez, C-HRn—. Laukoteak HSD III-n oinarritzen da, baina are gehiago estutzen du erregai kontsumo gutxiagorekin. Hala ere, "gehiago" ez da potentzia esan nahi, 122 zaldira murriztu baita.

Lehenik eta behin, baterien karga-ezaugarriak hobetu dira - hibrido berriek energia dosi handiak xurgatzeko gai dira denbora laburragoan. Inbertsoreak hozte sistema bereizia du eta %30 leku gutxiago hartzen du. Engranaje planetarioa zilindriko batez ordezkatzen da. Aldaketa-kutxa osoa birdiseinatu da, %20 hondakin gutxiago sortzeko.

Batuketa

Motor elektrikoen onurak eta barne-errekuntzako motorren aldakortasuna uztartzen dituzten autoetara Toyotaren bidaiaren zatiak ikusi ditugu. Hala ere, ez da diskoa bera aldatzen dena. Auto hibridoaren kontzeptua ere aldatzen ari da. Honek aspaldi utzi zion Prius izateari eta apur bat konbentzionalagoak diren autoetan sartzen ari da. Pixkanaka hibridoak eguneroko bizitzaren parte bihurtzen ari dira. Hiri handietan nonahi ikusten ditugu. 

Horietako bat Toyota C-HR da, hirian zehar gurutze interesgarri batean mugitu nahi dutenentzat erakargarria izango dena, baina erregai-kontsumo txikia eta isiltasuna estimatzen dituztenentzat. Gainera, gero eta kontzientzia handiagoa dago kutsadura murrizteko beharraz, eta autoak hemen gaitz guztien iturria ez diren arren, horren parte dira, beraz, zerbait egin behar da. Toyotak urtez urte ibilgailu hibridoen salmenten hazkunde handia izan du. Ez Prius-i esker - Auris edo C-HR bezalako autoei esker - diru-zorroan oraindik merkean, pakete konbentzionalean, baizik eta bere balio erantsia fidagarritasuna frogatua duen trenbide aurreratu batekin.

Noiz da hurrengo belaunaldia? Ez dakigu. Ziurrenik urte batzuk gehiago itxarongo ditugu. Hala ere, azken Toyota hibridoen motorra sofistikazio maila izugarri altu batera iristen ari da.