Біраз тарих - Toyota гибридті жетегі қалай дамыды?

Біз біраз уақыттан бері жаңалықтар бөлімінде C-HR қызметін жүргізіп жатырмыз. Біз күн сайын қаладағы гибридті дискінің артықшылықтарын бағалаймыз, бірақ біраз уақыт біз Hybrid Synergy Drive соңғы үлгіге келгенге дейін қаншалықты алысқа барғанын ойладық. Егер сізді де қызықтырса, оқыңыз.

Сіз гибридті дискілердің тарихы қаншалықты алысқа жеткенін ойлап көрдіңіз бе? Көрсетілгенге қарамастан, өнертабыстың бұл түрі соңғы онжылдықтардың домені емес. Іштен жану қозғалтқышы мен электр қозғалтқышын пайдаланатын жетек жүйесіне арналған бірінші патент Уильям Х. Паттонға тиесілі болды және ол ... 128 жыл бұрын пайда болды! Бұл патент трамвайлар мен шағын локомотивтерді қуаттандыру үшін қолданылатын гибридті қуат блогы Patton Motor Car-ды жасады. 1889 жылы прототип жасалды, ал сегіз жылдан кейін локомотивтің сериялық нұсқасы теміржол компаниясына сатылды.

Бір жыл бұрын Фаэтон Паттонның аспалы автомобиль өндірісінен бұрын жолдарға шықты. Жоқ, бұл Volkswagen-Bentley емес. Армстронг Фаэтон. Тарихта бірінші гибридті көлік, дәлірек айтсақ, мүгедектер арбасы шығар. Бортта 6,5 литрлік 2 цилиндрлі ішкі жану қозғалтқышы, сондай-ақ электр қозғалтқышы болды. Маховик аккумуляторды зарядтайтын динамо рөлін де атқарды. Армстронг Фаэтон қазірдің өзінде тежеуден энергияны қалпына келтірді, бірақ бүгінгі гибридтерге қарағанда сәл басқаша. Электр қозғалтқышы шамдарды қуаттандыру және іштен жану қозғалтқышын іске қосу үшін пайдаланылды, мүмкін бұл Cadillac-тың автоматты стартерінен 16 жылға озып кеткені болмаса, бұл таңқаларлық емес еді.

Қызықты ма? 3 жылдамдықты жартылай автоматты беріліс қорабы туралы не деуге болады? Берілістерді қолмен толығымен өзгерту қажет емес еді. Синхронизаторлар ойлап табылмай, қос ілінісу техникасы ұмытылғанға дейін көп уақыт бұрын электр қозғалтқышы берілістерді ауыстырған кезде ілінісуді автоматты түрде іске қосты. Алайда Армстронг Фаэтон қозғалтқышы тым күшті болды. Ол үнемі ағаш дөңгелектерге зақым келтірді, кейінірек дөңгелектерге арматураларды қосу арқылы жойылды.

Фердинанд Поршенің автомобильдер тарихында да еңбегі бар. Lohner-Porsche Mixte Hybrid көлік құралы болды, оның кейінгі нұсқаларында әр доңғалақ үшін бір-бірден электр қозғалтқыштарымен жұмыс істейді. Бұл қозғалтқыштар батареялардан және іштен жанатын қозғалтқыштың айналу моменті арқылы жұмыс істейтін. Бұл көлік төрт адамға дейін тасымалдай алады және тек электр қуатымен немесе тек іштен жану қозғалтқышы арқылы қозғала алады.

Керемет естіледі ме? Толық емес. Микс батареялары 44 80 вольтты ұяшықтан тұрды және салмағы 1,8 тонна болды. Сілтемелер өте күшті болмады, сондықтан олар қолайлы корпуста жабылып, серіппелерге ілінді. Дегенмен, бұл батареяның өзі және оған көптеген электр қозғалтқыштарын қосайық. Лоннер мен Порше өнертабысы салмағы 4 тоннадан астам болды. Бүгінгі көзқараспен бұл толық қателік сияқты көрінгенімен, Микс көптеген инженерлерді ойландырды. Мысалы, бұл аппаратты өте мұқият зерттеген Boeing және NASA-дан келгендер. Әсерлері бар, өйткені Apollo 15, 16 және 17 миссиялары айды айналып өту үшін пайдаланған LRV Lohner-Porsche Mixte гибридінен алынған көптеген шешімдерге ие болды.

Гибридтердің тарихы өте ұзақ, сондықтан басынан бастап тікелей бүгінгі күнге барайық. Біз білетін гибридтер 90-шы жылдардың соңында Toyota Prius Жапония нарығына кірген кезде ғана танымал болды. Дәл сол кезде алғаш рет – 1997 жылы «Тойота гибридті жүйесі» атауы қолданылды, кейін ол «Гибридтік синергия дискісі» болды. Жеке ұрпақтар қандай болды?

Бірінші Toyota Prius - Toyota гибридті жүйесі

Біз гибридті автомобиль идеясының жаңа емес екенін білеміз. Дегенмен, бұл тұжырымдама шынымен танымал болу үшін 100 жылдан астам уақыт қажет болды. Toyota Prius алғашқы жаппай шығарылған гибридті автокөлік болды. Мүмкін сондықтан барлық гибридтер Приуспен анық байланысты. Бірақ техникалық шешімдерді қарастырайық.

Prius өндірісі 1997 жылы басталғанымен, сатылымның бұл бөлігі тек жапон нарығына арналған. Басқа нарықтарға, негізінен АҚШ-қа экспорт 2000 жылы ғана басталды. Дегенмен, NHW11 экспорттық моделі бұрынғыдан (NHW10) сәл жаңартылды.

Жапон гибридінің капотының астында Аткинсон циклінде жұмыс істейтін ауыспалы клапан уақыты бар 1.5 VVT-i қозғалтқышы болды. Болжамдар қазіргідей азды-көпті болды - бензин қозғалтқышы екі электр қозғалтқышымен қамтамасыз етілді - біреуі генератор ретінде жұмыс істейді, ал екіншісі дөңгелектерді басқарады. Үздіксіз айнымалы CVT беріліс қорабы ретінде қызмет еткен планетарлық беріліс қозғалтқыштардың жұмысын дұрыс бөлуге жауапты болды.

Бұл өте жылдам көлік емес еді, қуаты 58 а.к. және 102 Нм 4000 айн/мин. Сондықтан, жеделдету өте қарапайым болды, максималды жылдамдығы 160 км / сағ болды. Мені қуантқаны орташа есеппен 5 л / 100 км-ден төмен түсетін отынның төмен шығыны болды.

NHW11 нұсқасында құрамдастардың көпшілігі жақсы өнімділікті қамтамасыз ету үшін жетілдірілді. Электр қозғалтқышының қуаты 3 кВт, айналу моменті 45 Нм артты. Механикалық шығындар азайып, шу азайды. Қозғалтқыштың максималды жылдамдығы да 500 айн/мин арттырылды.

Бірінші Prius, алайда, кемшіліктерсіз болған жоқ - ол бүгінгі модельдер сияқты сенімді емес еді, батареялардың қызып кетуіне байланысты мәселелер болды және кейбір электрлік компоненттер (мысалы, электр қозғалтқышы) тым қатты болды.

Prius II немесе Hybrid Synergy Drive

2003 жылы екінші буын THS қозғалтқышы бар тағы бір Prius пайда болды. Ол алғаш рет гибридті синергия дискі деп аталды. Драйверге кіріспес бұрын, иконалық пішінді атап өткен жөн. Ол нөлден пайда болған жоқ және тіпті өз атауы бар - «Қамбақ». Оны 30 жылдары аэродинамикалық инженер Вунибальд Камм жасаған. Биік, кесілген шанақ біршама реттелген, көліктің артында турбуленттілік жоқ.

Prius екінші буынында жұмыс істеу кезінде Toyota 530 патентті тіркеді. Тұжырымдама THS дискісіне ұқсас болғанымен, диск жүйесінің мүмкіндіктері тек HSD-де ғана дұрыс пайдаланылды. Еңбек өнімділігін арттыру үшін іштен жанатын қозғалтқыштың қуатын арттыру туралы бұрынғы идеядан айырмашылығы, электр қозғалтқышы мен іштен жанатын қозғалтқыштың потенциалы теңестірілді. Екінші Prius электр қозғалтқышының көмегімен іске қосылып, жартылай жылдамдады. Жетектің электрлік бөлігінің қуаты 50%-ға артады.

Бұл ұрпақ сонымен қатар жолаушылар салонын салқындату немесе жылыту үшін іштен жанатын қозғалтқышты қажет етпейтін электрлік кондиционер компрессорының енгізілуін көрді. Осы күнге дейін солай қалды. Prius 2003 жылы жеңіл NiMH батареяларын алды. Жасушалардың саны азайып, электролиттің тығыздығы артты. Сондай-ақ, дәл осы модельде EV режимі алғаш рет енгізілді, ол тек электр қозғалтқышында жүруге мүмкіндік береді.

Lexus осы ұрпақтың қуат блогының өз нұсқаларын жасады. 2005 жылы ол артқы оське тағы бір электр қозғалтқышын қолданды және осылайша толық жетекті гибридті жасады. Үшінші қозғалтқыш алдыңғы оське командадан тәуелсіз жұмыс істеді - дегенмен, әрине, оны айналу моменті мен жылдамдық дифференциалын реттейтін контроллер басқарды.

Алғашқы Lexus GS 450h және LS 600h HSD қуатты қозғалтқыштармен және артқы доңғалақ жетектерімен бірге қалай жұмыс істейтінін көрсетті. Бұл жүйе одан да күрделі болды - әсіресе тасымалдау саласында. Төрт білікпен Ravigneaux планеталық беріліс қорабы, доңғалақтарға қатысты екінші қозғалтқыштың беріліс қатынасын өзгертетін екі ілінісу - егжей-тегжейге жету түсініксіз болды. Мұны инженер-механик түсіндіруі керек.

Гибридті Synergy Drive III

Біз гибридті дискінің соңғы буынына жеттік. Міне, нағыз революция болды. Бөлшектердің 90% ауыстырылды. Ішкі жану қозғалтқышы жұмыс көлемін 1.8 литрге дейін арттырды, бірақ электр қозғалтқыштары азайды. Қуаты 136 а.к. дейін өсті, ал отын шығыны 9%-ға төмендеді. Бұл ұрпақта біз жүргізу режимін таңдай алдық - қалыпты, эко және динамикалық.

HSD-де бекітілген беріліс қатынасы бар, сондықтан планетарлық беріліс CVT-ге ұқсас болғанымен, мүлдем басқа нәрсе. Тісті берілістің сыртқы сақинасы - MG2 қозғалтқышы, күн берілісі - MG1 қозғалтқышы, ал ICE "планеталар" арқылы қосылады. Драйвер іштен жану қозғалтқышы мен электр қозғалтқышының жұмысына қандай да бір түрде әсер етуі мүмкін, бірақ газ педалы тек компьютермен байланысу үшін қолданылады. Біз қалай жылдамдатқымыз келетінін айтамыз, ал компьютер жол жағдайлары қандай екенін және электр қозғалтқышы мен ішкі жану қозғалтқышының жұмысын қалай тиімді біріктіруге болатынын есептейді.

Toyota C-HR немесе HSD IV

Жетектің төртінші ұрпағы ... Prius төртінші буынында пайда болды. Дегенмен, ол басқа модельдерде - мысалы, C-HR-де тамыр ала алды. Квартет HSD III-ге қатты сүйенеді, бірақ отын шығынын аз жұмсай отырып, одан да көп сығады. Дегенмен, «көп» қуаттылықты білдірмейді, өйткені ол 122 а.к.

Ең алдымен, аккумуляторлардың зарядтау сипаттамалары жақсарды - жаңа гибридтер энергияның үлкен дозаларын қысқа мерзімде сіңіруге қабілетті. Инвертордың бөлек салқындату жүйесі бар және 30% аз орын алады. Планетарлық беріліс цилиндрлік беріліспен ауыстырылады. Бүкіл беріліс қорабы қайта жобаланған, сондықтан ол 20% аз шығын шығарады.

Жинақтау

Біз электр қозғалтқыштарының артықшылықтарын ішкі жану қозғалтқыштарының әмбебаптығымен біріктіретін Toyota компаниясының автомобильдерге саяхатының бөліктерін көрдік. Дегенмен, өзгеретін дискінің өзі емес. Гибридті көлік концепциясы да өзгеруде. Бұл әлдеқашан Prius болуды тоқтатты және әдеттегідей көрінетін көліктерге айналуда. Гибридтер бірте-бірте күнделікті өмірдің бір бөлігіне айналуда. Біз оларды үлкен қалаларда кез келген жерде көреміз. 

Олардың бірі - Toyota C-HR, ол қызықты кроссоверде қала бойынша қозғалғысы келетіндерге ұнайды, бірақ отынның аз шығыны мен шуылсыздығын бағалайды. Сондай-ақ ластануды азайту қажеттілігі туралы хабардарлық өсуде - және автомобильдер мұнда барлық зұлымдықтардың көзі болмаса да, олар оның бір бөлігі, сондықтан бұл туралы бірдеңе істеу керек. Toyota гибридті көліктер сатылымының жыл сайын айтарлықтай өсуін тіркеді. Prius арқасында емес - Auris немесе C-HR сияқты автомобильдердің арқасында - әдеттегі пакетте әмияндағы бағасы әлі де қолжетімді, бірақ қосымша құны сенімділігі дәлелденген жетілдірілген жетек.

Келесі ұрпақ қашан? Біз білмейміз. Біз тағы бірнеше жыл күтетін шығармыз. Дегенмен, соңғы Toyota гибридтерінің қуат блогы қазірдің өзінде керемет жоғары деңгейге жетіп отыр.