Isang kaunting kasaysayan - paano nabuo ang hybrid drive ng Toyota?

Kanina pa kami nagpapatakbo ng C-HR sa newsroom. Araw-araw ay pinahahalagahan namin ang mga benepisyo ng hybrid na drive sa lungsod, ngunit saglit na iniisip namin kung gaano kalayo ang narating ng Hybrid Synergy Drive bago ito dumating sa pinakabagong modelo? Kung interesado ka rin, basahin mo.

Naisip mo na ba kung gaano kalayo ang narating ng kasaysayan ng hybrid drive? Taliwas sa mga hitsura, ang ganitong uri ng imbensyon ay hindi ang domain ng mga huling dekada o higit pa. Ang unang patent para sa isang drive system gamit ang isang panloob na combustion engine at isang de-koryenteng motor ay pag-aari ni William H. Patton, at ito ay lumitaw ... bago ang 128 taon na ang nakakaraan! Binuo ng patent na ito ang Patton Motor Car, isang hybrid na powertrain na ginamit sa pagpapagana ng mga streetcar at maliliit na lokomotibo. Noong 1889, isang prototype ang nilikha, at pagkalipas ng walong taon ang serial na bersyon ng lokomotibo ay naibenta sa kumpanya ng tren.

Isang taon na ang nakaraan, ang Phaeton ay inilunsad sa mga kalsada bago ang produksyon ng cable car ni Patton. Hindi, hindi itong Volkswagen-Bentley. Armstrong Phaeton. Marahil ang unang hybrid na kotse, o sa halip ay isang wheelchair, sa kasaysayan. Nakasakay ang isang 6,5-litro na 2-silindro na panloob na combustion engine, pati na rin ang isang de-koryenteng motor. Ang flywheel ay kumilos din bilang isang dynamo na nag-charge ng baterya. Nakabawi na si Armstrong Phaeton ng enerhiya mula sa pagpepreno, ngunit sa medyo naiibang paraan kaysa sa mga hybrid ngayon. Ang de-koryenteng motor ay ginamit upang paandarin ang mga lamp at simulan ang panloob na makina ng pagkasunog, at marahil ay hindi ito nakakagulat kung hindi dahil sa katotohanang nalampasan nito ang awtomatikong starter ng Cadillac ng 16 na taon.

Interesado? Paano ang tungkol sa isang 3-bilis na semi-awtomatikong paghahatid? Ang mga gear ay hindi kailangang ganap na palitan sa pamamagitan ng kamay. Matagal bago naimbento ang mga synchronizer at ang double clutch technique ay nakalimutan, isang de-koryenteng motor ang awtomatikong nagpaandar ng clutch kapag nagpapalit ng mga gears. Gayunpaman, ang makina ng Armstrong Phaeton ay... masyadong malakas. Patuloy niyang sinisira ang mga gulong na gawa sa kahoy, na pagkatapos ay inalis sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga pampalakas sa mga gulong.

Si Ferdinand Porsche ay nagkaroon din ng kanyang merito sa kasaysayan ng mga kotse. Ang Lohner-Porsche Mixte Hybrid ay isang sasakyan na, sa mga susunod na bersyon, ay pinapagana ng mga de-kuryenteng motor, isa para sa bawat gulong. Ang mga motor na ito ay pinalakas ng mga baterya at ang metalikang kuwintas ng isang panloob na combustion engine. Ang sasakyang ito ay maaaring magdala ng hanggang apat na tao at gumagalaw lamang sa pamamagitan ng kapangyarihan ng kuryente o gamit lamang ang internal combustion engine.

Mukhang maganda? Hindi ganap. Ang mga mixte na baterya ay binubuo ng 44 80-volt na mga cell at may timbang na 1,8 tonelada. Ang mga link ay hindi masyadong malakas, kaya sila ay sarado sa isang angkop na kaso at nag-hang sa mga bukal. Gayunpaman, ito mismo ang baterya, at magdagdag tayo ng maraming de-koryenteng motor dito. Ang pag-imbento ng Lohner at Porsche ay tumimbang ng higit sa 4 na tonelada. Bagama't sa punto de vista ngayon ay mukhang isang kumpletong misfire, naisip ni Mixte ang maraming inhinyero. Halimbawa, ang mga mula sa Boeing at NASA, na pinag-aralan nang mabuti ang kagamitang ito. May mga epekto, dahil ang LRV na ginamit ng Apollo 15, 16, at 17 na mga misyon para makalibot sa buwan ay maraming solusyon na kinuha mula sa hybrid na Lohner-Porsche Mixte.

Ang kasaysayan ng mga hybrid ay medyo mahaba, kaya dumiretso tayo sa kasalukuyan mula sa simula. Ang mga hybrid na alam natin ay naging tanyag lamang noong huling bahagi ng dekada 90 nang pumasok ang Toyota Prius sa merkado ng Hapon. Noon sa unang pagkakataon - noong 1997 - ginamit ang pangalang "Toyota Hybrid System", na kalaunan ay naging "Hybrid Synergy Drive". Ano ang hitsura ng mga indibidwal na henerasyon?

Unang Toyota Prius - Toyota Hybrid System

Alam na natin na ang ideya ng isang hybrid na kotse ay hindi bago. Gayunpaman, tumagal ng higit sa 100 taon para maging talagang sikat ang konseptong ito. Ang Toyota Prius ang naging unang mass-produced hybrid na kotse. Marahil iyon ang dahilan kung bakit ang lahat ng mga hybrid ay malinaw na nauugnay sa Prius. Ngunit tingnan natin ang mga teknikal na solusyon.

Bagama't nagsimula ang produksyon ng Prius noong 1997, ang bahaging ito ng mga benta ay para sa Japanese market lamang. Ang mga pag-export sa ibang mga merkado, pangunahin sa US, ay nagsimula lamang noong 2000. Gayunpaman, ang modelo ng pag-export na NHW11 ay bahagyang na-upgrade mula sa hinalinhan nito (NHW10).

Sa ilalim ng hood ng Japanese hybrid ay isang 1.5 VVT-i engine na may variable valve timing, na gumagana sa Atkinson cycle. Ang mga pagpapalagay ay halos pareho sa mga ito ngayon - ang makina ng gasolina ay sinusuportahan ng dalawang de-koryenteng motor - ang isa ay gumagana bilang isang generator, at ang isa ay nagtutulak ng mga gulong. Ang planetary gear, na nagsilbing patuloy na variable na paghahatid ng CVT, ay responsable para sa tamang pamamahagi ng gawain ng mga makina.

Ito ay hindi isang napakabilis na kotse, na may power output na 58 hp. at 102 Nm sa 4000 rpm. Samakatuwid, ang acceleration ay medyo katamtaman, tulad ng maximum na bilis ng 160 km / h. Ang nakalulugod sa akin ay ang mababang pagkonsumo ng gasolina, na sa karaniwan ay maaaring mahulog sa ibaba 5 l / 100 km.

Sa bersyon ng NHW11, karamihan sa mga bahagi ay pinahusay upang magbigay ng mas mahusay na pagganap. Ang lakas ng de-koryenteng motor ay nadagdagan ng 3 kW at ang metalikang kuwintas ng 45 Nm. Ang mekanikal na pagkalugi ay nabawasan at ang ingay ay nabawasan. Ang maximum na bilis ng engine ay nadagdagan din ng 500 rpm.

Ang unang Prius, gayunpaman, ay walang mga depekto - ito ay hindi kasing maaasahan ng mga modelo ngayon, may mga isyu sa sobrang init ng mga baterya, at ang ilang mga de-koryenteng bahagi (tulad ng de-koryenteng motor) ay masyadong malakas.

Prius II, o Hybrid Synergy Drive

Noong 2003, lumitaw ang isa pang Prius na may pangalawang henerasyong THS engine. Una itong tinawag na Hybrid Synergy Drive. Bago tayo pumasok sa drive, sulit na banggitin ang iconic na hugis. Hindi ito nagmula sa simula at kahit na may sariling pangalan - "Kammbak". Ito ay binuo noong 30s ng aerodynamic engineer na si Wunibald Kamm. Ang katawan na may mataas, gupit na likod ay mas streamlined, walang kaguluhan sa likod ng kotse.

Habang nagtatrabaho sa pangalawang henerasyong Prius, nagrehistro ang Toyota ng kasing dami ng 530 patent. Bagama't ang konsepto na tulad nito ay katulad ng THS drive, nasa HSD lamang na maayos na ginamit ang mga kakayahan ng disk system. Ang potensyal ng de-koryenteng motor at ang panloob na combustion engine ay napantayan, sa kaibahan sa naunang ideya, na kung saan ay upang taasan ang kapangyarihan ng panloob na combustion engine upang mapataas ang produktibidad. Ang pangalawang Prius ay nagsimula at bahagyang bumilis sa tulong ng isang de-koryenteng motor. Ang kapangyarihan ng de-koryenteng bahagi ng drive ay nadagdagan ng 50%.

Nakita rin ng henerasyong ito ang pagpapakilala ng isang electric air conditioning compressor na hindi nangangailangan ng internal combustion engine upang palamig o init ang interior. Nananatili itong ganoon hanggang ngayon. Nakatanggap din ang Prius ng mas magaan na baterya ng NiMH noong 2003. Ang bilang ng mga cell ay nabawasan at ang density ng electrolyte ay nadagdagan. Gayundin, sa modelong ito na unang ipinakilala ang EV mode, na nagpapahintulot sa iyo na magmaneho lamang sa de-koryenteng motor.

Gumawa ang Lexus ng sarili nitong mga variant ng powertrain ng henerasyong ito. Noong 2005, naglapat siya ng isa pang de-koryenteng motor sa rear axle at sa gayon ay lumikha ng isang all-wheel drive hybrid. Ang ikatlong engine ay nagtrabaho nang nakapag-iisa sa command sa front axle - bagaman, siyempre, ito ay kinokontrol ng isang controller na kumokontrol sa metalikang kuwintas at bilis ng pagkakaiba.

Ipinakita ng unang Lexus GS 450h at LS 600h kung paano gumagana ang HSD kasama ng malalakas na makina at rear wheel drive. Ang sistemang ito ay mas kumplikado - lalo na sa larangan ng paghahatid. Ravigneaux planetary gearbox na may apat na shaft, dalawang clutches na nagbabago sa gear ratio ng pangalawang engine na may kaugnayan sa mga gulong - hindi malinaw na pumunta sa mga detalye. Dapat itong ipaliwanag ng mechanical engineer.

Hybrid Synergy Drive III

Naabot namin ang penultimate generation ng hybrid drive. Dito naganap ang isang tunay na rebolusyon. Pinalitan ang 90% ng mga bahagi. Ang panloob na combustion engine ay nadagdagan ang gumaganang dami sa 1.8 litro, ngunit ang mga de-koryenteng motor ay nabawasan. Ang lakas ay tumaas sa 136 hp, habang ang pagkonsumo ng gasolina ay bumaba ng 9%. Sa henerasyong ito, nakapili kami ng driving mode - normal, eco at dynamic.

Ang HSD ay may nakapirming gear ratio, kaya ang planetary gear, habang katulad ng isang CVT, ay isang bagay na ganap na naiiba. Ang panlabas na singsing ng gearing ay ang MG2 motor, ang sun gear ay ang MG1 motor, at ang ICE ay konektado ng "mga planeta". Maaaring maimpluwensyahan ng driver ang pagpapatakbo ng internal combustion engine at electric motor, ngunit ang accelerator pedal ay ginagamit lamang upang makipag-usap sa computer. Sinasabi namin kung paano namin gustong mapabilis, at kakalkulahin ng computer kung ano ang mga kondisyon ng kalsada at kung paano pinakaepektibong pagsamahin ang gawain ng de-koryenteng motor at panloob na combustion engine.

Toyota C-HR o HSD IV

Ang ika-apat na henerasyon ng drive ay lumitaw ... sa ika-apat na henerasyon ng Prius. Gayunpaman, nagawa na niyang mag-ugat sa iba pang mga modelo - halimbawa, sa C-HR. Ang Quartet ay nakasandal nang husto sa HSD III, ngunit mas pinipiga ito nang mas kaunting pagkonsumo ng gasolina. Gayunpaman, ang "higit pa" ay hindi nangangahulugang kapangyarihan, dahil nabawasan ito sa 122 hp.

Una sa lahat, ang mga katangian ng pag-charge ng mga baterya ay napabuti - ang mga bagong hybrid ay nakakakuha ng malalaking dosis ng enerhiya sa mas maikling panahon. Ang inverter ay may hiwalay na sistema ng paglamig at tumatagal ng 30% mas kaunting espasyo. Ang planetary gear ay pinalitan ng isang cylindrical. Ang buong gearbox ay muling idinisenyo kaya ito ay bumubuo ng 20% ​​na mas kaunting pag-aaksaya.

Pagsusuma

Nakita namin ang mga bahagi ng paglalakbay ng Toyota sa mga sasakyan na pinagsasama ang mga benepisyo ng mga de-koryenteng motor sa versatility ng mga internal combustion engine. Gayunpaman, hindi ang disk mismo ang nagbabago. Ang konsepto ng isang hybrid na kotse ay nagbabago din. Ang isang ito ay matagal nang tumigil sa pagiging isang Prius at pumapasok sa mga kotse na mukhang mas conventional. Ang mga hybrid ay unti-unting nagiging bahagi ng pang-araw-araw na buhay. Nakikita natin sila kahit saan sa malalaking lungsod. 

Ang isa sa kanila ay ang Toyota C-HR, na mag-apela sa mga gustong lumipat sa paligid ng lungsod sa isang kawili-wiling crossover, ngunit pinahahalagahan ang mababang pagkonsumo ng gasolina at kawalan ng ingay. Mayroon ding lumalagong kamalayan sa pangangailangang bawasan ang polusyon - at habang ang mga sasakyan ay hindi ang pinagmulan ng lahat ng kasamaan dito, bahagi sila nito, kaya may kailangang gawin tungkol dito. Itinala ng Toyota ang makabuluhang paglago sa mga benta ng hybrid na sasakyan taon-taon. Hindi salamat sa Prius - salamat sa mga kotse tulad ng Auris o C-HR - magagamit pa rin sa wallet, sa karaniwang packaging, ngunit may pinahusay na drivetrain, ang dagdag na halaga nito ay napatunayang pagiging maaasahan.

Kailan ang susunod na henerasyon? Hindi namin alam. Malamang maghihintay pa tayo ng ilang taon. Gayunpaman, ang powertrain ng pinakabagong Toyota hybrids ay umaabot na sa isang hindi kapani-paniwalang mataas na antas ng pagiging sopistikado.