Toyota – lídr hybridní technologie

To nejlepší ze dvou světů

Hybridní technologie kombinující spalovací motory a elektrický pohon je naprosto logickým vývojem dopravního prostředku jménem automobil. Z principu své činnosti se totiž tyto dva druhy motorů dokonale doplňují. Je ale potřeba nalézt správný způsob jejich „propojení“. A právě v tom spočívá unikátnost řešení společnosti Toyota.

V případě osobních automobilů se hybridním pohonem rozumí kombinace spalovacího motoru a elektromotoru. Toyota u svých globálně nabízených hybridních vozů upřednostňuje spojení elektrického pohonu se zážehovými motory. Optimální kombinace těchto dvou druhů motorů spočívá v tom, že zatímco spalovací motor obecně pracuje nejlépe ve středních (účinnost) a vysokých otáčkách (výkon), elektromotor dosahuje maxima točivého momentu již od nulových otáček. Tím je nasnadě, že zatímco elektřinu je výhodné použít pro rozjezd, spalovací motor pro jízdu vyššími rychlostmi.

Hybridní hnací soustavy ale mají ještě jednu významnou schopnost, a sice možnost rekuperace kinetické energie. Zatímco v běžných automobilech se tato energie při brzdění ztrácí v podobě tepla v brzdách, hybridní automobil zpomaluje tím, že vyrábí elektřinu, kterou následně ukládá do akumulátoru a později ji využívá k rozjezdu a pohonu obecně. Právě elektrická součást hybridní hnací soustavy umožňuje mnohem hospodárnější využívání energií ve voze, což v konečném důsledku přináší celkově větší účinnost v podobě nižší spotřeby paliva. Určitou nadstavbou hybridních vozů jsou plug-in hybridní automobily pracující na podobném principu, ovšem s možností doplnění elektřiny z vnějšího zdroje. Tím je automobil schopen nahradit část energie, získávané obvykle z benzinu, dodanou elektřinou. Spotřeba paliva je proto nižší. Tyto vozy mají obvykle posílenou elektrickou část hnacího řetězce a jsou schopné jízdy čistě na elektřinu. Plug-in hybridní modely se vyznačují značným rozptylem spotřeby paliva podle způsobu používání. Jak ukazuje příklad vozu Prius -Plug-in, teoreticky lze při častém nabíjení jezdit i s nulovou spotřebou benzinu, tedy jako čistý elektromobil, ovšem vždy připravený bez omezení dojet na druhou stranu Evropy.

UNIKÁTNÍ HYBRIDNÍ TECHNIKA TOYOTA

Toyota již vyrobila více než deset milionů vozidel vybavených hybridním ústrojím Toyota Hybrid Synergy Drive. Po technické stránce je tento systém, byť vyráběný v různých modifikacích přizpůsobených různému způsobu používání, ve světovém měřítku unikátní. To platí také pro odvozené systémy sesterské společnosti Lexus, která se zaměřuje na výkonnější vozy a disponuje několika specifiky včetně elektronického hybridního pohonu všech kol. Toyota vyvinula a stále zdokonaluje řešení s planetovou převodovkou, umožňující zcela variabilně měnit poměr hnací síly pocházející ze spalovacího motoru a z elektromotoru. Právě v tom je zásadní rozdíl od převážné většiny konkurentů. Použitá planetová převodovka, která je pomyslným srdcem systému, slouží nejen jako slučovač výkonu (zážehového motoru a elektromotoru), ale současně jako jeho rozdělovač – určuje například to, kolik síly spalovacího motoru se použije pro pohon a kolik pro nabíjení akumulátoru. Princip činnosti je nejlépe patrný z připojeného schématu. Vždy je rozhodujícím hlediskem celková efektivita hospodaření s energiemi. Unikátní technické řešení hybridních systémů Toyota má značné přednosti nejen ve  vysoké míře účinnosti, ale také ve -zcela plynulém jízdním projevu. Planetové ústrojí ze své podstaty nemá pevně nastavené převody, a tudíž je jízda zcela hladká a mimořádně komfortní. Silnou stránkou je též nízká hlučnost hybridního pohonu, jež se projeví zejména při jízdě v městském prostředí.

VODÍKOVÁ BUDOUCNOST JMÉNEM MIRAI

Toyota vnímá hybridní technologii jako jednu z cest vývoje hnacích soustav moderních automobilů. Hledá však i další cesty, které ukazuje třeba na příkladu vodíkového modelu Mirai. V něm se z vodíku v palivových článcích vytváří elektřina sloužící pro pohon automobilu. Mirai patří k průkopníkům vodíkových vozidel budoucnosti s tímto druhem pohonu. V prodeji je v Japonsku a USA a na několika evropských trzích. 

HYBRIDNÍ MÝTY

Vysoká cena hybridů. Ve skutečnosti ne, protože je potřeba srovnávat srovnatelné. Hybridní vozy je proto nutné porovnávat s konvenčními vozy se samočinnou převodovkou. Spotřebou přitom překonávají i vznětové motory. Právě celkové náklady za dobu vlastnění ukazují další silnou stránku hybridních vozů. Kromě reálně nízké spotřeby paliva totiž hybridní vozy vyžadují velmi nízké servisní náklady. 

Životnost akumulátoru. Kromě záruky v délce trvání až 10 let potvrzují jejich dlouhou životnost i nejstarší modely Prius první generace, které bez potíží stále jezdí převážně na japonských a amerických silnicích.

Obtížný prodej ojetého hybridního vozu. Stačí se podívat na nabídky inzertních serverů nebo do autobazarů. Hybridní vozy si pro svoji spolehlivost drží ceny, a navíc jsou často velmi rychle prodané.

Hybridy mají malý výkon. V hybridních vozech maximální výkon tvoří spojení zážehového motoru a elektromotoru. Samotné hodnoty proto nelze přímo srovnávat s konvenčně poháněnými vozidly. Protože se výkonové charakteristiky spalovacího motoru a -elektromotoru vhodně doplňují, je výsledná reálná dynamika hybridních vozů na vyšší úrovni než u -porovnatelných konvenčních vozů s automaticky řadícími převodovkami. Hybridní vozy navíc vykazují výrazně nižší spotřebu paliva.

ZÁVODNÍ HYBRIDY

Hybridní hnací soustavy v sériových vozech jsou zaměřeny na maximální hospodárnost v reálném provozu. Flexibilita těchto systémů je ale značná, a tak je Toyota již od roku 2005, jako vůbec první výrobce, využívá také v závodních automobilech. V tomto případě jsou ale použité systémy naladěné na maximální výkonnost. V obou verzích se využívá potenciálu rekuperace kinetické energie, kterou lze následně použít pro pohon automobilu. 

Jako první byl do závodů nasazen hybridní Lexus GS 450h ve 24hodinovém závodě v japonském Tokachi v červenci 2006. Následovala Toyota Supra HV-R, odvozená od speciálu třídy Super GT. Další vývoj závodního hybridního systému vyústil účastí Toyoty TS030 Hybrid ve vytrvalostním závodě 24 hodin Le Mans v roce 2012. Toyota svůj závodní speciál neustále zdokonaluje a účastní se s ním nejen zmiňovaného závodu, ale celého šampionátu vytrvalostních závodů WEC. V něm získala v roce 2014 mistrovský titul mezi konstruktéry.

NEJEN NÍZKÁ SPOTŘEBA... 

Toyota má s hybridními technologiemi největší zkušenosti ze všech automobilek. Nejenže je nejdéle sériově vyrábí, ale také jich dosud vyrobila zdaleka nejvíce. Své hybridní modely ladí podle konkrétního zaměření. Jednotlivé vozy ale i tak spojuje mnoho společných vlastností a zdaleka se nejedná pouze o velmi nízkou reálnou spotřebu paliva. A některé z těchto charakteristik jsou skutečně příjemné...

Nezávislá klimatizace. Hybridní vozy jsou vybaveny klimatizací s elektrickým kompresorem. Díky tomu může klimatizace pracovat nezávisle na spalovacím motoru. Lze ji tak například zapnout s předstihem, takže při nastoupení v teplém počasí je interiér již vychlazený.

Automatické řazení. Unikátní hybridní systém Toyota Synergy Drive se zásluhou planetové převodovky ve funkci slučovače a děliče výkonu chová sametově hladce jako konvenční vozy s bezestupňovou převodovkou. Proto se často označuje jako e-CVT. Díky tomu je automatické řazení, za něž se u konvenčních vozů připlácí, ideální pro jízdu ve městě. 

Minimální hlučnost. Zejména ve srovnání se vznětovými motory vynikne až pohádkový klid uvnitř vozu při jízdách v městském provozu. Časté využívání elektrického pohonu nejen při rozjezdech je zárukou minimální hlučnosti. Právě spojení plynulé jízdy a nízké hlučnosti vytváří při jízdě velmi vysokou úroveň komfortu, srovnatelnou často s vozy luxusních segmentů.

Nízké provozní náklady. Hybridní vozy vybízejí ke klidnému jízdnímu stylu. Zásluhou schopnosti zpětného využívání kinetické energie (rekuperace) tyto vozy dokáží mnoho zpomalování a brzdění absolvovat bez zásahu konvenční brzdové soustavy, pouze s pomocí generátoru. Automobily také nemají klasické převodovky, spojky či měniče, takže zcela odpadá riziko jejich poruchy. Díky tomu jsou například nároky na údržbu brzd několikanásobně nižší ve srovnání s konvenčními vozidly.

Převzato z časopisu

Fotogalerie