Hybrydowa zamiana mocy

W przypadku pojazdów hybrydowych najwięcej uwagi poświęca się elektronice i akumulatorom. Ale ugruntowała się elegancka inżynieria mechaniczna Toyota jako lider rynku hybryd. Ale już Ogólne silniki , DaimlerChrysler , oraz BMW stosują inżynierię mechaniczną, aby nadrobić zaległości. Trzej producenci połączyli siły, aby opracować technologię przekładni, która mogłaby pokonać system Toyoty – przynajmniej na autostradzie.

GM, DaimlerChrysler i BMW liczą na to, że ich dwutrybowe hybrydowe skrzynie biegów (pokazane tutaj) dogonią Toyotę. (Źródło: dyrektor generalny)

Patenty Toyoty dotyczące pojazdu hybrydowego skupiają się na układach sterowania i zaawansowanej skrzyni biegów używanych do zmiany i dzielenia mocy między silnik, silniki elektryczne i koła. W systemie jest dużo mechaniki, mówi David Hermance, inżynier wykonawczy ds. inżynierii środowiska w Toyota Gardena, CA, Technical Center. Nawet jeśli dokonasz znaczących ulepszeń po stronie elektrycznej, jeśli nie wykonasz dobrej pracy po stronie mechanicznej, nie uzyskasz tak dużej wydajności i chcesz poprawić wydajność w każdym miejscu, w którym możesz.

Pierwsze hybrydy GM i DaimlerChrysler były tak zwanymi lekkimi hybrydami zapewniającymi stosunkowo niewielki wzrost wydajności. (BMW jeszcze nie wypuściło hybrydy.)

Hybrydowy system Toyoty jest szczególnie inny ze względu na rozdzielającą moc przekładnię. Do tej pory konkurenci, tacy jak Honda, zintegrowali zasilanie elektryczne, dodając silniki do bardziej konwencjonalnych skrzyń biegów. W rezultacie silnik hybrydy musi działać, aby pojazd mógł się poruszać. W przeciwieństwie do tego, skrzynia biegów Toyoty umożliwia hybrydom, takim jak Prius sedan i SUV Highlander, start w trybie całkowicie elektrycznym, z wyłączonym silnikiem podczas pracy przy niskich prędkościach i wysokim momencie obrotowym, gdzie moc mechaniczna z silnika jest najmniej wydajna. Silnik włącza się tylko wtedy, gdy kierowca zażąda większej mocy niż mogą dostarczyć silniki elektryczne lub aby naładować akumulator pojazdu.

Skrzynia biegów Toyoty wykorzystuje również tryb pojazdu elektrycznego (EV) do napędzania swoich hybryd na biegu wstecznym, więc nie ma potrzeby budowania dedykowanych biegów wstecznych, które można znaleźć w konwencjonalnych skrzyniach biegów.

Około 500 inżynierów z GM, DaimlerChrysler i BMW opracowuje nowy układ przekładni, który zapewnia działanie w trybie EV, podobnie jak Toyota. Skrzynia biegów doda jeszcze jedną sztuczkę: system może również usunąć elektryczną stronę układu napędowego z pętli i pracować w trybie samego silnika. Ich dwutrybowa przekładnia hybrydowa, opatentowana w 1999 roku przez GM i obecnie stosowana w autobusach hybrydowych, zamienia silniki na zestaw stałych kół zębatych, blokując silnik na wale napędowym. Silniki elektryczne pomagają płynnie przełączać, synchronizując prędkość dwóch zestawów kół zębatych, ale po dokonaniu zmiany silniki znikają z obrazu. Silniki dokonują precyzyjnej regulacji, a sprzęgła po prostu się zazębiają. To wielka rewolucja w przypadku dwutrybowego układu napędowego, mówi Tim Grewe, główny inżynier GM ds. dwutrybowego hybrydowego układu napędowego.

Wyjęcie silników elektrycznych z układu napędowego daje dwie korzyści. Podczas przenoszenia ciężkich ładunków ze stałym zaciskiem silniki elektryczne są nieefektywne, ponieważ w rzeczywistości stanowią opór na silniku. Całkowite wyłączenie silników elektrycznych w takich sytuacjach sprawia, że ​​ogólna eksploatacja samochodu jest bardziej wydajna. Bardziej znacząca korzyść, mówi Grewe, pochodzi z pakowania przekładni. Wymieniając silniki w trybie dużej mocy, partnerzy sojuszu radzą sobie z mniejszymi silnikami. Rezultatem jest przekładnia hybrydowa, która nie jest większa niż przekładnia konwencjonalna. Wyjęliśmy sprzęgła i włożyliśmy silniki elektryczne, dzięki czemu udało nam się zapakować go w podobnej objętości, mówi Grewe. Powinno to uprościć zmiany konstrukcyjne i montażowe wymagane do oferowania hybrydy jako opcji w istniejących pojazdach.

Rich Schaum, były główny inżynier Chryslera i przyszły prezes Warrendale, z siedzibą w PA Stowarzyszenie Inżynierów Motoryzacyjnych , mówi, że GM ma bardzo silną pozycję patentową na transmisję dwutrybową, co pozwala partnerom sojuszu iść własną drogą z lepszą technologią. Schaum mówi, że architektura technologii dual-mode, którą stosują GM, DaimlerChrysler i BMW, jest lepsza od obecnej na ulicach innych producentów.

Oczywiście, ostrzega Schaum, nie należy zakładać, że Toyota stanie w miejscu. Inżynier hybrydowy Toyoty, Hermance, nie zobowiąże się do tego, czy Toyota rozważy system dwutrybowy. Po pierwsze, mówi Hermance, nie jest jasne, czy kierowcy rzeczywiście jeżdżą na tyle, aby zapewnić znaczące korzyści. Pojawia się pytanie, jaka część całkowitego popędu jest w tym reżimie stanu ustalonego? Dopóki nie zobaczymy rzeczywistych danych z testów cykli dla ich systemu, trudno jest ocenić, jakiego rodzaju ulepszenie mogli lub nie wprowadzili, mówi Hermance.

Niemniej jednak Hermance nazywa koncepcję dwóch trybów w zasadzie dobrym pomysłem, zwłaszcza w pełnowymiarowych ciężarówkach – segmencie rynku, w którym Toyota jeszcze nie zastosowała swojej technologii hybrydowej.

GM zadebiutuje pod koniec przyszłego roku w pełnowymiarowym SUV-ie Chevy Tahoe, a DaimlerChrysler pojawi się na początku 2008 roku z hybrydową wersją równie potężnego Dodge'a Durango. Obaj producenci twierdzą, że dwutrybowy system i bardziej wydajne silniki sprawią, że ich SUV-y będą zużywać nawet o 25% mniej paliwa niż ich niehybrydowe odpowiedniki – osiągi, które mogą być warte dużo pieniędzy, jeśli mogą odwrócić niedawny gwałtowny spadek zysków marżowe SUV-y wniesione przez wysokie ceny na dystrybutorach.

/> /> />

ukryć