Hybrydowy układ napędowy w samochodach osobowych i SUV-ach oraz ogniwa paliwowe służące do produkcji prądu w zeroemisyjnych wodorowych autach elektrycznych to wizja transportu (obecnej i niedalekiej) przyszłości, konsekwentnie realizowana przez Toyotę. Dlaczego firma postawiła właśnie na takie technologie? Wytłumaczenie jest dość proste: hybrydy niewymagające doładowania z gniazdka są najmniej uciążliwe dla kierowcy – ich użytkowanie w praktyce nie różni się niczym od jazdy samochodem z napędem spalinowym.

Foto: Toyota
Niskie spalanie to korzyść dla kierowcy. Tu wskazanie komputera w RAV4 2.5 – SUV średniej wielkości zadowala się 6,5 l/100 km. Po lewej stronie zegarów – wskaźnik wykorzystania energii – zamiast obrotomierza śledzimy kiedy napęd wykorzystuje tylko silnik elektryczny (eco), kiedy dodaje do niego benzyniaka (power) oraz kiedy odzyskuje energię podczas hamowania (charge).

Hybryda nie wymaga też praktycznie żadnych zmian w infrastrukturze zewnętrznej – rozwiązuje problemy z ładowaniem akumulatorów (dostępem do prądu o odpowiednio dużej mocy). Jakie więc niesie korzyści? Przede wszystkim wyraźnie obniża zużycie benzyny (co oczywiście doceniają wszyscy kierowcy) oraz redukuje emisję szkodliwych substancji (ważne dla środowiska oraz ekoużytkowników). Nie bez znaczenia są rozsądne koszty zakupu takich aut – ceny hybryd wyraźnie spadły i nie odbiegają znacząco od benzyniaków. Przykład: nowa Corolla w wersji hatchback z silnikiem 1.2 Turbo i bezstopniową przekładnią w wersji Active jest tylko kilka tysięcy zł tańsza od odmiany hybrydowej. 

Foto: Toyota
1. Silnik spalinowy: najnowsza generacja silników 2.0 oraz 2.5 łączy wtrysk pośredni z bezpośrednim. Przy spokojnej jeździe maksymalnie oszczędzamy, przy pedale gazu w podłodze uzyskujemy dodatkowy zastrzyk mocy. 2. Power Control Unit: moduł sterujący kontroluje przepływ energii pomiędzy silnikiem elektrycznym, generatorem oraz benzyniakiem. Dzięki dwóm motorom elektrycznym hybryda Toyoty może produkować prąd również w czasie napędzania auta. 3. Skrzynia e-CVT: dzięki wykorzystaniu przekładni planetarnych można uzyskać bezstopniową skrzynię biegów. Pracą steruje PTU, używając do tego m.in. drugiego motoru elektrycznego. 4. Akumulator: wraz z rozwojem techniki bateria staje się coraz mniejsza i lżejsza. W klasycznych hybrydach Toyota i Lexus stosują baterie litowo-jonowe lub niklowo-metalowo-wodorkowe o pojemności 1,0-1,9 kWh. W przypadku hybrydy bez możliwości doładowania z gniazdka to wystarczające parametry.

Szeroki wybór modeli

To nie koniec zalet: umieszczenie w samochodzie dużej baterii (oczywiście, niedorównującej tej z aut elektrycznych, ale znacząco większej niż w klasycznych modelach) pozwala efektywnie odzyskiwać energię traconą zazwyczaj podczas hamowania. Umożliwia też poruszanie się samochodem z użyciem wyłącznie silnika elektrycznego (w trybie EV) – mowa tu o kilku kilometrach zasięgu, ale to wystarczy, żeby np. cicho wyjechać w nocy z osiedla. Zastanawiacie się, jak długo hybrydy potrafią poruszać się bez udziału silnika spalinowego? Odpowiedź dają wyniki badania efektywności układu. Przeprowadzono je niezależnie w kilku miejscach, m.in. na Uniwersytecie Rzymskim – Prius IV pokonał w mieście, w trybie elektrycznym, 62,5 proc. dystansu. Na paryskim Ecole Polytechnique badano takie samo auto, a uzyskany przebieg „elektryczny” to 51,5 proc. dystansu. Politechnika Krakowska sprawdzała model C-HR – wynik: 54,5 proc. Wniosek: w mieście, niezależnie od kraju, tradycyjne hybrydy Toyoty to w połowie auta elektryczne, co wpływa na obniżenie emisji spalin i zużycia paliwa.

Toyota udowadnia, że elektryczne wspomaganie ma sens w autach o różnej wielkości i klasie. Lista obecnych samochodów tego typu dostępnych w Polsce liczy… 15 modeli! To zarówno miejska Toyota Yaris, jak i luksusowy Lexus LS czy SUV-y RAV4 i RX. Jest też oferta dla tych, którzy oczekują większego zasięgu w trybie EV: Prius plug-in. 

Choć idea działania hybryd Toyoty nie zmienia się od ponad 20 lat, firma udoskonala rozwiązania. Najnowsze trendy w tej dziedzinie to np. wprowadzenie rodziny silników Dynamic Force (2.0 i 2.5) oraz nowe baterie (w tym litowo-jonowe). Dzięki miniaturyzacji systemu udało się uzyskać pełną funkcjonalność aut hybrydowych. Nowa Corolla kombi ma płaską podłogę przedziału bagażowego z asymetrycznie dzieloną i rozkładaną kanapą (baterie pod siedziskiem).

Foto: Toyota
1.8 Hybrid – skupiony na oszczędzaniu. Benzynowa jednostka 1.8 była stosowana w licznych modelach: Prius (od 3. generacji), Auris, C-HR, a także w najnowszej Corolli. Pracujący w cyklu Atkinsona motor został specjalnie opracowany pod kątem współpracy z hybrydą – jest mało wysilony i bardzo trwały.
Foto: Toyota
Dynamic Force: 2.0/2.5. Nowa rodzina silników dla kierowców szukających w hybrydach dynamiki. Systemy zbudowano na zupełnie nowych silnikach benzynowych o najwyższej efektywności cieplnej (41 proc.). Wsparte wydajniejszym systemem elektrycznym dają doskonałą dynamikę uzupełnioną wysoką elastycznością przy wyższych prędkościach. Dzięki wydajności obniża się zużycie paliwa – szczególnie podczas jazdy na autostradach (był to jeden ze słabych punktów poprzednich generacji hybryd). Rodzina Dynamic Force debiutuje w tym roku wraz z nowymi generacjami Corolli, RAV4 oraz Camry. Charakterystyczne cechy nowego silnika to rozrząd DVVT/VVT-iE – zmienne fazy na obu wałkach i elektryczne sterowanie modulacją po stronie ssącej. Pojawił się podwójny wtrysk oraz elektryczny napęd pompy oleju i cieczy chłodzącej.

W 2019 r. zadebiutuje też Prius wyposażony w napęd AWD-i. „Inteligentne” 4x4 z silnikiem elektrycznym przy tylnej osi zwiększa pewność prowadzenia w trudnych warunkach drogowych. AWD-i korzysta z dodatkowego silnika o dużym momencie, współpracującego z pełnym układem hybrydowym, napędzającym przednią oś. AWD-i włącza się automatycznie, gdy wymagają tego warunki: podczas ruszania, do 10 km/h oraz przy wyższych prędkościach, gdy czujniki wykryją śliską nawierzchnię. Układ AWD-i jest kompaktowy i lekki, nie wymaga zastosowania wału napędowego ani centralnego dyferencjału. Dzięki temu Prius 4x4 ma praktycznie tak samo przestronną kabinę pasażerską, jak wersja 4x2 i porównywalne zużycie paliwa oraz emisję spalin.

Od 2018 r. polskie fabryki Toyoty stały się europejskim centrum produkcji napędów hybrydowych. Wytwarzane są już przekładnie do hybrydy 1.8. Na wrzesień zaplanowano początek produkcji silnika 2.0 Dual Dynamic Force, zaś na kwiecień 2020 r. – silnika 1.5 do małej hybrydy.

Foto: Toyota
Polskie fabryki Toyoty – europejskim centrum produkcji napędów hybrydowych!
Foto: Toyota
Polskie fabryki Toyoty – europejskim centrum produkcji napędów hybrydowych!
Foto: Auto Świat
Na rynku pojawiła się nasza najnowsza książka: "Auta elektryczne, hybrydowe i na gaz". Prezentujemy pełną ofertę takich samochodów, dostępnych na naszym rynku. Nie brakuje też przeglądu używanych modeli oraz zagadnień związanych z techniką oraz eksploatacją. Zapraszamy do lektury!