Toyota technology - Zpráva o stavu hybridů

Výroba hybridních automobilů vzrůstá, přestože jejich přednosti nejsou tak jednoznačné, jak se na první pohled zdá. Především ve městech, kde krátkodobě využívají elektrického pohonu s vypínáním spalovacího motoru, přinášejí úsporu klasického paliva (většinou benzinu), ale při jízdě mimo město vyšší rychlostí a zvláště na dálnici nepřinášejí velké úspory (ve srovnatelném provozu mohou být zejména vznětové motory méně žíznivé). Nevýhodou je především komplikovanější a dražší konstrukce (i výroba); hybridní vůz má totiž dvě pohonné jednotky, spalovací motor a trakční elektromotor/generátor, nemluvě o řídicí elektronice a sadě těžkých akumulátorů. Přesto jsou v módě a zejména pro laiky jsou ukázkou toho, že se něco pro zlepšení životního prostředí opravdu dělá…

Z technického hlediska jde ovšem o velmi zajímavý vývoj, přestože i u Toyoty si uvědomují, že hybridy nejsou konečným řešením, a proto pracují na dalších způsobech snižování emisí (palivové články, inovativní akumulátory, biopaliva). V počtu nejrůznějších hybridních konstrukcí, z nichž mnohé byly uvedeny do sériové výroby, Toyota jednoznačně vede. Už v polovině minulého roku bylo oznámeno, že produkce hybridních automobilů Toyota přesáhla jeden milion kusů, prodeje činily přesně 1,047 milionu hybridních vozů k 31. květnu 2007 a výroba samozřejmě pokračuje. Není to ovšem jen známý Prius, prodávaný od roku 1997 v Japonsku a od roku 2000 na dalších trzích včetně Evropy a Severní Ameriky (nyní přes čtyřicet zemí), ale i řada dalších méně známých typů, nabízených především v Japonsku, a hybridní verze luxusních automobilů Lexus. Toyota také zahájila zahraniční výrobu hybridních vozů v roce 2005 v čínském Changchunu (Prius II) a o rok později v Kentucky v USA (Camry Hybrid).

Toyota pracuje na alternativních pohonech velmi dlouho, zahájila vývoj elektrických a hybridních vozidel dávno předtím, než propukla dnešní pseudoekologická hysterie. Málokdo například ví, že v Japonsku sériově vyráběla elektrickou verzi malého SUV ­Toyota RAV4 EV (1997 – 2003) a dokonce s ním v Evropě několikrát vyhrála soutěž elektrických vozidel! Tehdy zabudovala do třídveřové verze první generace RAV4 trakční elektromotor 50 kW, 190 N.m, a sadu akumulátorů Ni‑MH 288 V, 95 A.h., o hmotnosti 450 kg (celý elektromobil vážil 1540 kg), které vozu umožnily akční rádius 215 km podle japonské normy 10‑15 mode a největší rychlost 125 km/h; RAV4 EV byl plně pětimístný a akumulátory se dobíjely za šest až osm hodin. Zkušenosti s akumulátory Ni‑MH pak Toyota využila v hybridním pohonu Hybrid Synergy Drive THS‑I/II pro obě generace známých hybridních sedanů Prius.

Pokud jde o hybridní automobily, tak k průkopníkům patřilo dvoumístné kupé Toyota Sports 800 Gas Turbine Hybrid, u něhož původní dvouválec vpředu pod kapotou nahradila malá spalovací turbína, která roztáčela generátor elektrické energie, jenž dodával energii trakčnímu elektromotoru 22 kW (30 k) pro pohon zadních kol. Vývoj turbínového hybridu probíhal už od roku 1965, hybridní kupé Sports 800 se představilo na Tokijském autosalonu 1977 (o dva roky dříve tam byl vystaven sedan Century se stejným druhem hybridního turbínového pohonu). V březnu 1997 byl uveden hybridní pohon THS, jenž se záhy objevil v první generaci sedanu Prius (na evropské trhy přišel v roce 2000). V Japonsku tehdy uplatnili hybridní pohon také v malém autobusu Toyota Coaster Hybrid, v roce 2001 tam uvedli na trh MPV Estima Hybrid a klasický sedan Crown Mild Hybrid (THS‑M), jenž vedle řadového šestiválce 2,0 l DOHC/109 kW (143 k) dostal malý střídavý motor/generátor 3 kW, 56 N.m, který přispíval pohonu zadních kol. Úsporu spotřeby u této Camry vytvářel také systém Start/Stop. V roce 2002 už úhrnné prodeje vozů Toyota s hybridním pohonem přesáhly sto tisíc.

V dubnu 2003 se představil vylepšený hybridní pohon THS‑II, zejména pro druhou generaci sedanu Prius (viz technické údaje v obvyklém přehledu). Zatímco v Japonsku se za první tři roky prodalo na čtyřicet tisíc Priusů první generace, v Evropě byl jejich prodej zklamáním. Japonští konstruktéři odpověděli automobilem Prius druhé generace, jenž měl o poznání lepší jízdní vlastnosti, dynamiku a v neposlední řadě design. Toyota Prius II se pak stala hitem, získala prestižní evropský titul Vůz roku 2005 a její prodeje úspěšně pokračují. Podobný systém pohonu THS‑C1, v němž plynulý planetový převod Priusu nahradila skutečná plynulá převodovka Super CVT systému Variomatic, s dvojicemi řemenic a proměnným oběžným průměrem pružného pásu, pohání s větším zážehovým čtyřválcem 2,4 l/96 kW (130 k) a elektromotorem 13 kW přední kola automobilů MPV Toyota Estima a Alphard Hybrid, u nichž pak pohon zadních kol zajišťuje systém E‑Four s druhým trakčním elektromotorem 18 kW vzadu.

Tyto vozy Hybrid THS‑C E‑Four se prodávají na japonském trhu už od počátku nového tisíciletí. Nová generace Estima Hybrid THS‑III má větší výkony všech motorů, a to zážehového 2,4 l/110 kW (150 k), elektrického vpředu 105 kW a vzadu 50 kW, její spotřeba benzinu podle japonské normy 10‑15 mode klesla na 5,0 l/100 km. Poměrně velký vůz o pohotovostní hmotnosti 1950 kg s akumulátory Ni‑MH vykazuje emise CO2 pouze 116 g/km. Stejný způsob pohonu najdeme také u nové generace sedanu Camry Hybrid, ovšem bez zadního elektromotoru, takže vpředu je zážehový čtyřválec 2,4 l/108 kW (147 k) spolu s elektromotorem 105 kW. Toyota postupně uplatnila systém hybridního pohonu také u vozů SUV a luxusní značky Lexus, kde nyní nabízí tři různé typy hybridů (LS 600h; GS 450h a RX 400h).

Pokud jde o vznětové motory, jež jsou z principu funkce účinnější a tedy hospodárnější, tak Toyota zatím uplatnila kombinaci Diesel Hybrid pouze u lehkého nákladního vozu Dyna Hybrid. Proti shodnému typu pouze se vznětovým motorem 4,01 l/110 kW (150 k) vzrostla zástavbou přídavného elektromotoru 23 kW a sady akumulátorů Ni‑MH hmotnost jen o 230 kg. Jde o tzv. paralelní mild hybrid, u něhož má elektromotor pomocnou funkci a pomáhá při potřebě největšího výkonu, avšak slouží rovněž jako generátor elektrické energie.

Vývoj hybridních systémů THS pokračuje společně s vývojem jiných alternativních pohonů, např. spalovacích motorů na biopaliva (např. sedany Toyota Corolla Flex v Brazílii) a vodíkových palivových článků (SUV Toyota FCHV ujel trasu 560 km na jednu vodíkovou náplň). V poslední době se hybridní pohony Toyota uplatnily v motoristickém sportu a Toyota Supra HV‑R se zážehovým motorem 4,5 l/353 kW (480 k), elektromotory vpředu v kolech po 10 kW a jedním 150 kW vzadu, už vyhrála svůj první velký závod.


Zdroj: Automobil 06/08


TOYOTA PRIUS II - STRUČNÉ TECHNICKÉ ÚDAJE

POHÁNĚCÍ SOUSTAVA – Hybrid Synergy Drive THS II, kapalinou chlazený řadový zážehový čtyřválec, uložený vpředu napříč s elektromotorem a generátorem; a) variabilní rozvod DOHC 4V VVT‑i; 1497 cm3 (ø 75 x 84,7 mm), 13,0:1, 57 kW (77 k)/5000 min‑1, 115 N.m/ 4000 min‑1, vícebodové vstřikování paliva, EU4; b) střídavý synchronní elektromotor Toyota s permanentními magnety, 50 kW/1200 až 1540 min‑1, 400 N.m/0 až 1200 min‑1, 500 V; c) střídavý synchronní generátor (alternátor); d) planetová elektronická plynulá převodovka E‑CVT s rozdělovačem točivého momentu, kombinace max. 82 kW (110 k) a 478 N.m; redukční převod, diferenciál, pohon předních kol; e) elektronická řídicí jednotka 32 bitů s měničem DC/AC (akumulátory/motor), akumulátory Ni‑MH (Panasonic EV Energy), 201,6 V (168 článků po 1,2 V), uložené vzadu pod podlahou, hmotnost 39 kg.
PODVOZEK – bezrámová konstrukce s pomocným rámem vpředu; všechna kola nezávisle zavěšena, vpředu příčná ramena a vzpěry McPherson, vzadu vlečená ramena spojená torzně poddajnou příčkou; pérování vinutými pružinami a teleskopickými tlumiči, příčné zkrutné stabilizátory; hřebenové řízení 19,2:1 s elektrickým posilovačem; kotoučové brzdy ø 255/269 mm, vpředu s vnitřním chlazením, ABS/EBD, BA, E‑TRC/VSC Plus; pneumatiky Michelin 195/55 R 16.
ROZMĚRY A HMOTNOSTI – rozvor 2700 mm, rozchod 1510/1480 mm; d/š/v 4450/1725/ 1490 mm; pohotovostní/celková hmotnost 1300/1725 kg; objem zavazadlového prostoru 408 l; objem palivové nádrže 45 l.
PROVOZNÍ VLASTNOSTI (údaje výrobce) – největší rychlost 170 km/h; zrychlení z 0 na 100 km/h za 10,9 s; spotřeba paliva podle metodiky EU 5,0/4,2/4,3 l/100 km, emise
CO2 115/99/104 g/km, CO 0,18 g/km, HC 0,02 g/km a NOx 0,01 g/km.