Egyedülálló választékú C-HR

A 2,0 literes 2,0 Hybrid Dynamic force hajtáslánc

A Toyota valamennyi hibrid hajtáslánca csendes, kifinomult, hatékony és öntöltő elektromos üzemű technológiát kínál, számos egyéb előnnyel: a fenntartási költségek alacsonyak, a töltéshez nincs szükség hálózatra, kiemelkedő üzemanyag-takarékossággal és alacsony CO₂-kibocsátással jár, városban pedig akár a vezetési idő 80 százaléka emissziómentes lehet. A Hybrid Dynamic Force rendszer esetében még ennél is többről van szó. Amellett, hogy az autó a GA-C platform minden előnyét kínálja vezetési kényelemben, stabilitásban, kiváló kezelhetőségben és kellemes vezethetőségben, a fejlesztők arra fektették a hangsúlyt, hogy az új generációs hibrid hajtásláncok ne csak könnyű kezelhetőséget, de kimagasló vezetési élményt is kínáljanak. A teljesen új, kis helyet foglaló hibridrendszer könnyebb és hatékonyabb is elődeinél; az akkumulátor, az elektromos- és a benzinmotor is jelentősen fejlődött. A hibrid akkumulátorcsomag nagyobb energiasűrűségű mint eddig: az egyes akkumulátorcellák teljesítménye változatlan maradt, de a cellák száma megnőtt, amitől a regeneratív fékezés során felvett energia mennyisége is megemelkedett. Annak érdekében, hogy egyensúlyban legyen a 2,0 literes Dynamic Force erőforrással, nagyobb lett az elektromotor/generátor. Teljesítmény-tömeg arányuk a legmagasabbak között van az autóiparban; a fő elektromotor 80 kW és 202 Nm leadására képes. A vadonatúj belsőégésű motor és a hibridrendszer alkotóelemeinek jelenlegi kombinációja tökéletes munkamegosztást tesz lehetővé a hajtáslánc elemei között. A gyorsulási érzet a korábbinál jóval természetesebb, a gázpedál lenyomására az autó azonnal reagál, gyorsulása rögtön követi a motor fordulatszámát. A vezetőt szinte felvillanyozza ez a dinamikus vezetési élmény.

Az új Toyota C-HR 2,0 literes, szívó- és kipufogóoldalán egyaránt intelligensen változó szelepvezérlésű (Dual VVT-i), Atkinson-ciklusú benzinmotorja követi a Toyota New Global Architecture (TNGA) szellemiségét: moduláris szerkezetű motor, a lehető legtöbb, más – akár eltérő hengerűrtartalmú – Toyota erőforrásokban is megtalálható alkatrésszel, az egyszerűbb gyártás érdekében. A fenti protokollt követve a Toyotának lehetősége van a legjobb minőségű alkatrészek és csúcstechnológiás megoldások alkalmazására, mégpedig igen hatékonyan. A vadonatúj 112 kW-os motor termikus hatásfoka a 41 százalékot is elérheti. Furat-löket aránya magasabb a korábbinál, ami a nyomatéki karakterisztikának különösen jót tesz. Annak érdekében, hogy ilyen remek mutatókkal rendelkező erőforrás születhessen, a gyártó három fő fejlesztési pillérre összpontosított:

• Nagy sebességű égéstechnológia: Az égési idő minimumra csökkentésével a motor több hőenergiát és nyomást alakít mechanikai munkává. Az Atkinson-ciklus elősegíti ezt a folyamatot, miután működési elve folytán nő a hasznos lökethossz, azaz a folyamat végére a gáz jóval alacsonyabb nyomásúra tágul, mint más égésfolyamatokban. A nagy sebességű égés eléréséhez a levegő-üzemanyag keveréknek teljesen homogénnek kell lennie, ami aztán kisméretű gömb alakban a gyújtógyertya körül koncentrálódik. A dugattyúk és az égésterek alakját úgy tervezték meg, hogy a 14:1-es sűrítési arány mellett is stabil maradjon az égés. A teljesen újratervezett szívócső nagyon csekély ellenállású, miközben nagy légsebességet tesz lehetővé. A szívószelepek által bezárt szöget megnövelték és úgy helyezték el őket, hogy a hengerekbe bekerülő levegő erőteljes örvénylését idézzék elő. A szelepülékeket 3D nyomtatási eljárással, az ún. lézeres bevonatolással készítették el, erre a nagysorozatú gyártásban még nem volt példa. A nagy precizitást igénylő folyamat igen könnyű és vékony szelepülékeket eredményez, amelyek nem akadályozzák a légáramlást és kiváló a hűtőhatásuk is. Az üzemanyagtöltet több adagban érkezik a nagy sebességgel örvénylő levegőbe. A Dynamic Force erőforrást D-4S rendszerrel szerelték fel, azaz egyszerre közvetlen- és szívócső-befecskendezéses. Mindkét rendszernek megvannak az előnyei a motor különböző terhelési tartományaiban, ráadásul a két befecskendező rendszer egyszerre és egymástól függetlenül is képes működni A Dual VVT-i rendszer szabályozza a szívó- és kipufogószelepek nyitási és zárási idejét, egyensúlyt teremtve a kívánt teljesítményleadás és az optimális hatékonyság között. A szívóoldalon ezt a feladatot – a szokásos hidraulikus rendszer helyett – villanymotoros szabályozás (VVT-iE) látja el, szélesebb állítási tartományt megengedve, minden korábbinál rövidebb beavatkozási idők mellett.
• A belső veszteségek csökkentése: a tervezők arra törekedtek, hogy a motor minden egyes alkatrésze a lehető legkisebb, illetve legkönnyebb legyen anélkül, hogy ez kedvezőtlenül befolyásolná a minőséget. Különösen a mozgó alkatrészek – vezérműtengelyek, forgattyústengely, hajtókarok, dugattyúk, vezérműlánc és vezérműkerekek – tömege csökkent, minimálisra csökkentve a belső veszteségeket. Az alternáló alkatrészek speciális ötvözetből készülnek, hogy könnyű kialakításukkal és kisebb súrlódó felületeikkel is eleve csökkentsék a belső veszteségeket. Így „szupervékony” (0W16) lehet a motorolaj, amely a változó szállítású olajszivattyúval további megtakarításokat hoz, kiváló kenési jellemzők mellett. Mindezek mellett a motor alkotóelemeinek tömegéből is lefaragtak. A motorblokk külső fala mindössze 2,3 milliméter vastag, amely alacsonyabb tömegközéppontot is eredményez, ez pedig kedvezően befolyásolja az autó ívmeneti viselkedését. A motor össztömege így mindössze 113 kilogramm, azaz közel 20 százalékkal könnyebb a korábbi 2,0 literesénél.
• Tökéletes hőmérséklet-szabályozás és világelső termikus hatásfok: A hőmérséklet-szabályozás létfontosságú a motor jó hatásfokú üzeméhez. A Dynamic Force erőforrások vízszivattyúja villanymotoros hajtású, így az áramlásszabályozó szelepekkel irányított hűtőközeg áramlási sebessége mindig a motor pillanatnyi terheléséhez igazítható. A termikus hatásfok mértéke arra utal, hogy a motor az üzemanyagban lévő kémiai energiát milyen arányban képes mechanikai energiává, vagyis az autó mozgásává alakítani. A felsorolt mechanikai újítások, a legkorszerűbb szabályozórendszerek és az Atkinson-ciklus szerinti működés eredményeként az új 2,0 literes motor termikus hatásfoka a 41 százalékot is elérheti. Ez a sorozatgyártású benzinmotoroknál ma a legmagasabb érték a világon; még a negyedik generációs Prius 1,8 literes erőforrásának 40 százalékos hőhatásfokát is túlszárnyalja.

Mindezeken felül a negyedik generációs 2,0 literes Hybrid Dynamic Force többtengelyes hibrid hajtáslánc rendszerének újratervezett erőátvitele hatékonyabb kialakítású, ésszerűbb tervezésű és könnyebb is a korábbinál. A fogaskerekes áthajtómű és a motor/generátorok több tengelyen helyezkednek el, ezzel a berendezés 44 milliméterrel rövidebb az előző hibridrendszereknél. Az erőátvitel négy fő komponensből áll: két elektromotor-generátorból (MG1 és MG2), egy bolygóműből és a differenciálműhöz kapcsolódó lassító áttételből. Az MG1 elsősorban generátorként működik, azaz a benzinmotortól származó energiatöbbletet elektromos árammá alakítja, amely a hajtáslánc akkumulátorában tárolható. Emellett a benzinmotor indítómotorja motorként is funkcionál. Az MG2 az elektromos hajtás motorja, 80 kW-os teljesítményt és 202 Nm maximális forgatónyomatékot kínál, azonban regeneratív fékezéskor (motorfék üzemben) generátorként is üzemel, amivel szintén a hajtáslánc akkumulátorát tölti. Az MG2 mozgatja az autót álló helyzetből elinduláskor, alacsony sebességeknél és EV (elektromos hajtás) üzemmódban, valamint hátramenetben. Tekercsfelépítése különbözik az előző generációknál látottaktól – a hangsúly itt inkább a teljesítményen van, mint a nyomatékleadáson. Az MG2 magasabb fordulatszámokon az eddigieknél jobb teljesítményre képes, ami azt is jelenti, hogy tisztán elektromos hajtással az új Toyota C-HR akár 120 km/órás sebességgel is képes haladni.

Az alacsonyabb sebességeknél jellemző kisebb forgatónyomaték-leadást a benzinmotor kompenzálja, amikor nagymértékű gyorsulásra van szükség. Így a gyorsulás jóval természetesebb érzetet kelt.

Ehhez teljesen új teljesítmény-szabályozó egység (PCU) társul. Az elődeinél 33 százalékkal kisebb és 20 százalékkal alacsonyabb veszteségű negyedik generációs teljesítmény-szabályozó egységet (PCU) nyugodtan nevezhetjük technológiai csodának: kiváló hatásfokú, miközben nem kevesebb, mint 650 V feszültséget generál az elektromos motorok hajtásához. A többfunkciós PCU a jármű elektromos szívének is tekinthető, amely az inverter/feszültség-átalakítóból (DC/DC átalakító, amely a fedélzeti 12 V-os akkumulátor számára alakítja át a hajtáslánci akkumulátor nagy feszültségét) valamint az elektromotor/generátorok elektronikáiból áll.

A rendszer elengedhetetlen részét képező nagyfeszültségű hibrid akkumulátorok (HV) szintén csúcstechnológiát képviselnek. Az 1,8 és 2,0 literes rendszerek akkumulátorcsomagjai egyaránt tökéletesen elrejtőznek a hátsó ülések mögött, így nem vesznek el helyet a csomagtérből. A jelenlegi akkumulátorok hűtése hatékonyabb, energiatartalmuk pedig a korábbiaknál jobban kihasználható. A 2,0 literes Hybrid Dynamic Force rendszer nagy teljesítménysűrűségű akkumulátora egy 180 cellás nikkel-metál-hidrid (NiMH) egység, névleges feszültsége 216 V. Az 1,8 literes rendszerhez könnyebb és kisebb lítium-ion akkumulátor tartozik, amely 56 cellából áll, névleges feszültségre pedig 207,2 V. Mivel a lítium-ionos szerkezet könnyebben veszi fel és adja le az elektromos teljesítményt, a rendszer összességében dinamikusabb is lett.