Sedikit sejarah - bagaimana drive hybrid Toyota berkembang?

Kami telah menjalankan C-HR di ruang redaksi untuk sementara waktu sekarang. Setiap hari kami mengapresiasi manfaat penggerak hibrida di kota, tetapi untuk sementara kami bertanya-tanya sejauh mana kinerja Penggerak Sinergi Hibrid sebelum hadir di model terbaru? Jika Anda juga tertarik, baca terus.

Pernahkah Anda bertanya-tanya seberapa jauh sejarah drive hybrid telah berkembang? Bertentangan dengan penampilan, jenis penemuan ini bukanlah domain dari dekade terakhir ini. Paten pertama untuk sistem penggerak menggunakan mesin pembakaran internal dan motor listrik adalah milik William H. Patton, dan itu muncul ... sebelum 128 tahun yang lalu! Paten ini mengembangkan Patton Motor Car, powertrain hybrid yang digunakan untuk menggerakkan trem dan lokomotif kecil. Pada tahun 1889, prototipe dibuat, dan delapan tahun kemudian versi serial lokomotif dijual ke perusahaan kereta api.

Setahun sebelumnya, Phaeton diluncurkan ke jalan sebelum produksi kereta gantung Patton. Tidak, bukan Volkswagen-Bentley ini. Armstrong Phaeton. Mungkin mobil hybrid pertama, atau lebih tepatnya kursi roda, dalam sejarah. Di dalamnya ada mesin pembakaran internal 6,5 silinder 2 liter, serta motor listrik. Roda gila juga bertindak sebagai dinamo yang mengisi baterai. Armstrong Phaeton sudah memulihkan energi dari pengereman, tetapi dengan cara yang sedikit berbeda dari hibrida hari ini. Motor listrik digunakan untuk menyalakan lampu dan menyalakan mesin pembakaran internal, dan mungkin ini tidak mengejutkan jika bukan karena fakta bahwa itu melampaui starter otomatis Cadillac selama 16 tahun.

Tertarik? Bagaimana dengan transmisi semi-otomatis 3-percepatan? Gears tidak harus diubah sepenuhnya dengan tangan. Jauh sebelum sinkronisasi ditemukan dan teknik kopling ganda dilupakan, motor listrik menggerakkan kopling secara otomatis saat mengganti persneling. Namun, mesin Armstrong Phaeton… terlalu bertenaga. Dia terus-menerus merusak roda kayu, yang kemudian dihilangkan dengan menambahkan bala bantuan ke roda.

Ferdinand Porsche juga memiliki prestasi dalam sejarah mobil. Lohner-Porsche Mixte Hybrid adalah kendaraan yang, dalam versi selanjutnya, ditenagai oleh motor listrik, satu untuk setiap roda. Motor ini ditenagai oleh baterai dan torsi mesin pembakaran internal. Kendaraan ini mampu mengangkut hingga empat orang dan bergerak hanya dengan tenaga listrik atau hanya menggunakan mesin pembakaran dalam.

Kedengarannya bagus? Tidak sepenuhnya. Baterai Mixte terdiri dari 44 sel 80 volt dan berat 1,8 ton. Tautannya tidak terlalu kuat, jadi mereka ditutup dalam wadah yang sesuai dan digantung di pegas. Namun, ini adalah baterai itu sendiri, dan mari kita tambahkan banyak motor listrik ke dalamnya. Penemuan Lohner dan Porsche memiliki berat lebih dari 4 ton. Meskipun dari sudut pandang hari ini sepertinya benar-benar macet, Mixte membuat banyak insinyur berpikir. Misalnya, orang-orang dari Boeing dan NASA, yang mempelajari peralatan ini dengan sangat hati-hati. Dengan efek, karena LRV yang digunakan misi Apollo 15, 16, dan 17 untuk berkeliling bulan memiliki banyak solusi yang diambil dari hibrida Lohner-Porsche Mixte.

Sejarah hibrida cukup panjang, jadi mari kita langsung ke masa sekarang dari awal. Hibrida seperti yang kita kenal baru menjadi populer di akhir 90-an ketika Toyota Prius memasuki pasar Jepang. Saat itulah untuk pertama kalinya - pada tahun 1997 - nama "Toyota Hybrid System" digunakan, yang kemudian menjadi "Hybrid Synergy Drive". Seperti apa generasi individu itu?

Toyota Prius Pertama - Toyota Hybrid System

Kita sudah tahu bahwa ide mobil hybrid bukanlah hal baru. Namun, butuh lebih dari 100 tahun untuk konsep ini menjadi sangat populer. Toyota Prius menjadi mobil hybrid pertama yang diproduksi massal. Mungkin itu sebabnya semua hibrida jelas terkait dengan Prius. Tapi mari kita lihat solusi teknisnya.

Meski produksi Prius dimulai pada 1997, porsi penjualan ini hanya untuk pasar Jepang. Ekspor ke pasar lain, terutama AS, baru dimulai pada tahun 2000. Namun, model ekspor NHW11 telah sedikit ditingkatkan dari pendahulunya (NHW10).

Di bawah kap mesin hibrida Jepang ada mesin 1.5 VVT-i dengan timing katup variabel, yang beroperasi pada siklus Atkinson. Asumsinya kurang lebih sama seperti sekarang - mesin bensin ditopang oleh dua motor listrik - satu bekerja sebagai generator, dan yang lainnya menggerakkan roda. Roda gigi planet, yang berfungsi sebagai transmisi CVT variabel kontinu, bertanggung jawab atas distribusi kerja mesin yang benar.

Itu bukan mobil yang sangat cepat, dengan output daya 58 hp. dan 102 Nm pada 4000 rpm. Oleh karena itu, akselerasinya agak sederhana, seperti halnya kecepatan maksimum 160 km / jam. Yang membuat saya senang adalah konsumsi bahan bakarnya yang rendah, yang rata-rata bisa turun di bawah 5 l / 100 km.

Pada versi NHW11, sebagian besar komponen telah ditingkatkan untuk memberikan performa yang lebih baik. Tenaga motor listrik telah ditingkatkan sebesar 3 kW dan torsi sebesar 45 Nm. Kerugian mekanis telah berkurang dan kebisingan telah berkurang. Kecepatan mesin maksimum juga telah ditingkatkan sebesar 500 rpm.

Prius pertama, bagaimanapun, bukannya tanpa kekurangan - tidak dapat diandalkan seperti model saat ini, ada masalah dengan baterai yang terlalu panas, dan beberapa komponen listrik (seperti motor listrik) terlalu keras.

Prius II, Penggerak Sinergi Hibrida czyli

Pada tahun 2003, Prius lain muncul dengan mesin THS generasi kedua. Ini pertama kali disebut Hybrid Synergy Drive. Sebelum kita masuk ke drive, ada baiknya menyebutkan bentuk ikoniknya. Itu tidak muncul dari awal dan bahkan memiliki nama sendiri - "Kammbak". Ini dikembangkan pada 30-an oleh insinyur aerodinamis Wunibald Kamm. Bodi dengan tinggi, cut back lebih ramping, tidak ada turbulensi di belakang mobil.

Saat menggarap Prius generasi kedua, Toyota mendaftarkan sebanyak 530 paten. Meskipun konsepnya mirip dengan drive THS, hanya di HSD kemampuan sistem disk digunakan dengan benar. Potensi motor listrik dan mesin pembakaran dalam disamakan, berbeda dengan gagasan sebelumnya, yaitu meningkatkan daya mesin pembakaran dalam untuk meningkatkan produktivitas. Prius kedua dimulai dan dipercepat sebagian dengan bantuan motor listrik. Kekuatan bagian listrik drive meningkat sebesar 50%.

Generasi ini juga melihat pengenalan kompresor AC listrik yang tidak memerlukan mesin pembakaran internal untuk mendinginkan atau memanaskan kompartemen penumpang. Itu tetap demikian sampai hari ini. Prius juga menerima baterai NiMH yang lebih ringan pada tahun 2003. Jumlah sel telah berkurang dan kepadatan elektrolit telah meningkat. Juga, dalam model inilah mode EV pertama kali diperkenalkan, yang memungkinkan Anda mengemudi hanya dengan motor listrik.

Lexus mengembangkan varian sendiri dari powertrain generasi ini. Pada tahun 2005, ia menerapkan motor listrik lain ke gandar belakang dan dengan demikian menciptakan hibrida penggerak semua roda. Mesin ketiga bekerja secara independen dari perintah ke gandar depan - meskipun, tentu saja, dikendalikan oleh pengontrol yang mengatur torsi dan perbedaan kecepatan.

Lexus GS 450h dan LS 600h pertama menunjukkan bagaimana HSD dapat bekerja sama dengan mesin bertenaga dan penggerak roda belakang. Sistem ini bahkan lebih kompleks - khususnya di bidang transmisi. Gearbox planet Ravigneaux dengan empat poros, dua cengkeraman yang mengubah rasio roda gigi mesin kedua relatif terhadap roda - tidak jelas untuk menjelaskan secara detail. Ini harus dijelaskan oleh insinyur mesin.

Penggerak Sinergi Hibrida III

Kami mencapai generasi kedua dari belakang dari drive hybrid. Di sinilah sebuah revolusi nyata terjadi. Mengganti 90% suku cadang. Mesin pembakaran internal meningkatkan volume kerja menjadi 1.8 liter, tetapi motor listrik berkurang. Tenaga meningkat menjadi 136 hp, sementara konsumsi bahan bakar turun 9%. Pada generasi ini, kami dapat memilih mode berkendara - normal, ramah lingkungan, dan dinamis.

HSD memiliki rasio roda gigi tetap, jadi roda gigi planetary, meskipun mirip dengan CVT, adalah sesuatu yang sama sekali berbeda. Cincin luar roda gigi adalah motor MG2, roda gigi matahari adalah motor MG1, dan ICE dihubungkan oleh "planet". Pengemudi entah bagaimana dapat memengaruhi pengoperasian mesin pembakaran internal dan motor listrik, tetapi pedal akselerator hanya digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer. Kami mengatakan bagaimana kami ingin berakselerasi, dan komputer akan menghitung seperti apa kondisi jalan dan bagaimana cara paling efektif menggabungkan kerja motor listrik dan mesin pembakaran internal.

Toyota C-HR atau HSD IV

Drive generasi keempat muncul ... di Prius generasi keempat. Namun, ia telah berhasil mengakar di model lain - misalnya, di C-HR. Kuartet sangat bersandar pada HSD III, tetapi lebih menekannya dengan konsumsi bahan bakar yang lebih sedikit. Namun, "lebih" tidak berarti tenaga, karena telah dikurangi menjadi 122 hp.

Pertama-tama, karakteristik pengisian baterai telah ditingkatkan - hibrida baru mampu menyerap energi dalam dosis besar dalam waktu yang lebih singkat. Inverter memiliki sistem pendingin terpisah dan memakan ruang 30% lebih sedikit. Roda gigi planet diganti dengan roda gigi silinder. Seluruh gearbox telah didesain ulang sehingga menghasilkan 20% lebih sedikit pemborosan.

penjumlahan

Kami telah melihat bagian dari perjalanan Toyota ke mobil yang menggabungkan keunggulan motor listrik dengan keserbagunaan mesin pembakaran internal. Namun, bukan disk itu sendiri yang berubah. Konsep mobil hybrid juga berubah. Yang ini sudah lama berhenti menjadi Prius dan masuk ke mobil yang terlihat sedikit lebih konvensional. Hibrida secara bertahap menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari. Kami melihat mereka di mana-mana di kota-kota besar. 

Salah satunya adalah Toyota C-HR, yang akan menarik bagi mereka yang ingin berkeliling kota dengan crossover yang menarik, tetapi menghargai konsumsi bahan bakar yang rendah dan tidak berisik. Ada juga kesadaran yang berkembang tentang perlunya mengurangi polusi - dan meskipun mobil bukanlah sumber dari semua kejahatan di sini, mereka adalah bagian darinya, jadi sesuatu perlu dilakukan untuk mengatasinya. Toyota mencatat pertumbuhan signifikan dalam penjualan kendaraan hybrid dari tahun ke tahun. Bukan berkat Prius - berkat mobil seperti Auris atau C-HR - masih terjangkau di dompet, dalam paket konvensional, tetapi dengan drivetrain canggih yang nilai tambah terbukti keandalannya.

Kapan generasi berikutnya? Kami tidak tahu. Kami mungkin akan menunggu beberapa tahun lagi. Namun, powertrain hibrida Toyota terbaru sudah mencapai tingkat kecanggihan yang sangat tinggi.