Kol dalis automobilių gamintojų vis daugiau investuoja į elektromobilius, „Toyota“ ir toliau daug dėmesio skiria hibridinėms technologijoms. Vienas įdomiausių pavyzdžių – 2,5 litro „Dynamic Force“ benzininis variklis, naudojamas hibridinėse sistemose ir montuojamas Lietuvos vairuotojams gerai pažįstamuose modeliuose, tokiuose kaip „Toyota Camry“ ir RAV4.
A25A-FXS variklis veikia kartu su elektros pavara ir e-CVT transmisija. Jo išskirtinumas slypi ne turbokompresoriuje ar itin didelėje galioje, o aukštame terminiame efektyvume, nedidelėse degalų sąnaudose ir gerai tarpusavyje suderintuose hibridinės sistemos komponentuose.
Kuo ypatingas 2,5 litro „Dynamic Force“ variklis?
„Toyota“ 2,5 litro „Dynamic Force“ variklių šeimą sukūrė kaip TNGA jėgos agregatų strategijos dalį. Gamintojo duomenimis, hibridams skirta šio variklio versija gali pasiekti maksimalų 41 proc. terminį efektyvumą.
Terminis efektyvumas parodo, kokią degaluose sukauptos energijos dalį vidaus degimo variklis gali paversti naudinga mechanine energija. Įprastuose benzininiuose varikliuose didelė energijos dalis prarandama šilumos, išmetamųjų dujų, aušinimo ir mechaninės trinties pavidalu.
„Toyota“ šiuos nuostolius mažino pasitelkdama kelis techninius sprendimus. 2 487 cm³ darbinio tūrio keturių cilindrų hibridinis variklis turi 14:1 suspaudimo laipsnį ir naudoja Atkinsono ciklo principą.
- Darbinis tūris – 2 487 cm³;
- keturių cilindrų benzininis variklis;
- suspaudimo laipsnis – 14:1 hibridinėje versijoje;
- degalų įpurškimo sistema – „Toyota D-4S“;
- maksimalus deklaruojamas terminis efektyvumas – 41 proc.;
- hibridinė transmisija – elektroniniu būdu valdoma e-CVT.
D-4S sistema derina tiesioginį ir įsiurbimo kolektoriuje atliekamą degalų įpurškimą. Priklausomai nuo variklio darbo režimo, elektronika gali pasirinkti tinkamiausią įpurškimo būdą, siekdama efektyvesnio degimo, mažesnių emisijų ir optimalaus variklio darbo.
Elektros variklis keičia benzininio variklio darbą
Vidaus degimo variklis yra tik viena „Toyota“ hibridinės sistemos dalis. Elektros variklis gali padėti automobiliui įsibėgėjant, o regeneracinio stabdymo metu dalis kinetinės energijos, kuri įprastame automobilyje būtų prarasta šilumos pavidalu, grąžinama į aukštos įtampos bateriją.
Tai reiškia, kad vairuotojui stipriau paspaudus akceleratorių benzininis variklis neprivalo vienas užtikrinti visos reikalingos galios. Elektros pavara gali iš karto suteikti papildomos traukos, todėl vidaus degimo variklis dažniau gali veikti efektyvesniu režimu.
Važiuojant nedideliu greičiu ir esant nedidelei apkrovai, automobilis tam tikromis sąlygomis gali trumpą laiką judėti naudodamas tik elektros energiją. Tai priklauso nuo baterijos įkrovos, aplinkos temperatūros, automobilio greičio ir kitų sąlygų.
Skirtingai nei iš tinklo įkraunamas hibridas, įprastas „Toyota“ HEV hibridas neturi būti jungiamas prie išorinio elektros energijos šaltinio. Baterija papildoma regeneracinio stabdymo metu ir pačios hibridinės sistemos pagalba.
e-CVT nėra įprasta CVT pavarų dėžė
Kita svarbi sistemos dalis – „Toyota“ e-CVT. Nors pavadinimas primena tradicines belaiptes CVT transmisijas, jos konstrukcija gerokai skiriasi nuo įprastų diržinių CVT pavarų dėžių.
„Toyota“ hibridinėje sistemoje naudojamas galios paskirstymo mechanizmas, sujungiantis benzininį variklį ir elektrinius motorus-generatorius. Sistema gali nuolat reguliuoti, kaip vidaus degimo ir elektros variklių energija perduodama ratams.
Vairuotojui tai reiškia sklandų važiavimą be tradicinių pavarų perjungimų. Stipriau akceleruojant variklio apsukos gali greitai padidėti ir kurį laiką išlikti aukštos, nors automobilio greitis didėja palaipsniui. Tai viena iš gerai žinomų „Toyota“ hibridų charakteristikų.
Ką ši technologija reiškia Lietuvos vairuotojams?
Hibridinė sistema ypač naudinga miesto sąlygomis. Vilniuje, Kaune, Klaipėdoje ir kituose Lietuvos miestuose vairuotojams dažnai tenka stabdyti prie šviesoforų, lėtėti spūstyse ir vėl įsibėgėti. Tokiomis sąlygomis regeneracinio stabdymo sistema gali susigrąžinti dalį energijos.
Važiuojant magistrale pastoviu didesniu greičiu elektros pavaros pranašumas paprastai sumažėja. Tuo metu mieste ir mišriu režimu hibridinė sistema turi daugiau galimybių išjungti benzininį variklį arba panaudoti elektrinę pavarą jam padėti.
Geras pavyzdys – Lietuvos rinkoje siūlomas „Toyota Camry“. 2.5 Hybrid 230 versijos bendra hibridinės sistemos galia siekia 169 kW, arba 230 AG. Oficialios kombinuotos WLTP degalų sąnaudos, priklausomai nuo komplektacijos, siekia maždaug 4,8–4,9 l/100 km.
Gamintojas taip pat nurodo, kad nuo 0 iki 100 km/val. šis automobilis gali įsibėgėti per 7,2 sekundės. Taigi nedidelės degalų sąnaudos nebūtinai reiškia prastą dinamiką.
RAV4 naudoja panašią hibridinę formulę
„Toyota RAV4“ – dar vienas svarbus gamintojo 2,5 litro hibridinės technologijos pavyzdys. Šiame modelyje 2 487 cm³ keturių cilindrų benzininis variklis taip pat derinamas su elektros pavara, tačiau konkrečios techninės charakteristikos priklauso nuo automobilio kartos, pavaros tipo ir rinkos.
Lietuvos rinkai skirtų RAV4 hibridinių versijų oficialios kombinuotos WLTP degalų sąnaudos gali prasidėti maždaug nuo 4,9 l/100 km, priklausomai nuo konkrečios versijos ir įrangos.
Toks rezultatas ypač įdomus atsižvelgiant į tai, kad RAV4 yra didesnis ir aukštesnis automobilis nei tradicinis hečbekas ar sedanas. Didesnė masė ir oro pasipriešinimas paprastai didina degalų sąnaudas, todėl efektyvi hibridinė sistema SUV klasės automobilyje turi dar didesnę reikšmę.
Kodėl „Toyota“ ir toliau investuoja į hibridus?
Elektromobiliai turi svarbių pranašumų, ypač vairuotojams, galintiems patogiai krauti automobilį namuose ar darbo vietoje. Tačiau įprasti hibridai sprendžia kiek kitokią problemą – leidžia sumažinti degalų sąnaudas nereikalaujant iš vairuotojo keisti įprastų automobilio naudojimo įpročių.
Tai gali būti aktualu ir daliai Lietuvos gyventojų, gyvenančių daugiabučiuose bei neturinčių nuosavos elektromobilio įkrovimo vietos. HEV hibridas naudojamas beveik taip pat kaip įprastas benzininis automobilis – vairuotojui tereikia papildyti degalų baką.
Vis dėlto prieš renkantis automobilį svarbu suprasti skirtumus tarp pagrindinių elektrifikuotų pavarų tipų:
- HEV hibridas – nereikalauja išorinio įkrovimo ir paprastai turi palyginti nedidelę traukos bateriją;
- PHEV hibridas – turi didesnę bateriją ir gali ilgesnį atstumą nuvažiuoti vien elektra, tačiau didžiausią naudą suteikia reguliariai jį įkraunant;
- elektromobilis – neturi vidaus degimo variklio ir energiją gauna iš išorinio elektros energijos šaltinio.
Ar 41 proc. efektyvumas reiškia itin mažas sąnaudas visada?
Ne. Dažnai minimas 41 proc. rodiklis reiškia maksimalų variklio terminį efektyvumą tinkamomis darbo sąlygomis. Tai nereiškia, kad kiekvienos kelionės metu variklis nuolat dirba 41 proc. efektyvumu.
Realios degalų sąnaudos priklauso nuo daugybės veiksnių: aplinkos temperatūros, kelionės trukmės, važiavimo greičio, eismo intensyvumo, padangų, automobilio apkrovos ir vairavimo stiliaus.
Lietuvos klimatas taip pat turi įtakos. Šaltą žiemą benzininis variklis ilgiau šyla, o salono šildymui dažniau reikalingas jo darbas. Dėl šios priežasties trumpose miesto kelionėse žiemą realios hibrido degalų sąnaudos gali būti pastebimai didesnės nei šiltuoju metų laiku.
Oficialius WLTP rodiklius todėl reikėtų vertinti pirmiausia kaip standartizuotą būdą skirtingiems automobiliams palyginti, o ne kaip garantiją, kad kiekvienas vairuotojas realiomis sąlygomis pasieks identiškas sąnaudas.
Kitoks požiūris į automobilių elektrifikaciją
2,5 litro „Dynamic Force“ hibridinė sistema gerai parodo „Toyota“ pasirinktą kryptį – mažinti degalų sąnaudas ir emisijas nebūtinai visiškai atsisakant vidaus degimo variklio.
Aukštas terminis efektyvumas, Atkinsono ciklas, elektrinė pavara, regeneracinis stabdymas ir e-CVT veikia kaip viena sistema. Todėl vertinant tokį automobilį nereikėtų koncentruotis vien į patį 2,5 litro benzininį variklį.
Didžiausią reikšmę turi tai, kaip tarpusavyje sąveikauja vidaus degimo variklis, elektros motorai, aukštos įtampos baterija ir galios paskirstymo sistema.
Lietuvos vairuotojams, kurie daug važinėja mieste ir mišriais maršrutais, tačiau neturi galimybės ar nenori reguliariai krauti automobilio iš elektros tinklo, tokio tipo hibridinė sistema išlieka alternatyva tiek tradiciniam benzininiam automobiliui, tiek iš tinklo įkraunamam modeliui.
O kokia jūsų patirtis su „Toyota“ hibridais? Jei vairuojate „Camry“, RAV4 ar kitą 2,5 litro hibridinį modelį, pasidalinkite realiomis degalų sąnaudomis ir savo nuomone komentaruose.
