Toyota Corolla Touring Sports – jak działa Hybryda?

Układy hybrydowe w motoryzacji stały się już tak powszechne, że praktycznie każdy z producentów ma już w swojej ofercie modele z takim właśnie napędem. Jeszcze 3 lata temu nikt oprócz Toyoty i koreańskiego Hyundaia nie oferował powszechnie kombinacji silnika spalinowego i elektrycznego. Jednak zmiana przepisów dotyczących emisji CO2 i NOx w Unii Europejskiej sprawiły, że koncerny musiały ugiąć się wreszcie, by spełniać wyśrubowane normy Euro 6d i kolejne. Toyota, wprowadzając 24 lata temu model Prius 24 okazała się prorocza w swoich poczynaniach i choć wszyscy pukali się wtedy w głowę twierdząc, że samochód przyjmie się tylko wśród celebrytów mieszkających w Los Angeles i zakręconych ekologicznie dziwaków, dziś produkuje już czwartą generację układu hybrydowego i właśnie w taki napęd wyposażone są Toyoty Corolle Touring Sports, dostępne w wypożyczalni samochodów PANEK Rent a Car.

Wiele się mówi o napędach elektrycznych i zelektryfikowanych, ale czym jest układ hybrydowy i jak to w ogóle działa, że tak cicho jeździ i zużywa mało paliwa? Toyota ma na to swój sposób, który rozwija i dopieszcza od ponad 20 lat. Samoładujący układ hybrydowy, jak nazywa go japoński producent, składa się z wolnossącego silnika spalinowego 1.8 VVTi i silnika elektrycznego zasilanego prądem z akumulatora trakcyjnego. Akumulator hybrydowy jest ładowany zawsze podczas zwalniania i hamowania, a w razie potrzeby również dzięki generatorowi przez silnik spalinowy. Z kolei Inwerter jest urządzeniem, które steruje przepływem prądu do i z akumulatorów. Dodatkowo zarządza przepływem prądu do systemu klimatyzacji, zapewniając odpowiednią temperaturę we wnętrzu pojazdu nawet wtedy, gdy silnik spalinowy nie pracuje.

Gdzie ta moc?

Silnik spalinowy 1.8 VVTi w Corolli generuje moc 98 KM i moment obrotowy 142 Nm osiągany przy 3600 obr./min. Silnik elektryczny z kolei legitymuje się mocą 72 KM i momentem obrotowym 163 Nm. Z prostej matematyki wynika, że układ hybrydowy powinien osiągać moc 170 KM, dlaczego więc producent podaje 122 KM? Wynika to przede wszystkim z przebiegu krzywych mocy i momentów obrotowych obydwu silników. Żeby nie zaciemniać obrazu pozostawmy tę kwestię na tym etapie. Silnik spalinowy pracuje dodatkowo w cyklu Atkinsona-Millera, w którym zawory wydechowe otwarte są dłużej niż ssące, co pozwala na lepszą wymianę cieplną i możliwość zastosowania większego stopnia sprężania w cylindrach. Efektem jest większa wydajność silnika i mniejsze zużycie paliwa przy stosunkowo niewielkiej mocy jednostki napędowej.

Jak to działa?

Na postoju zawsze wiodącym jest układ elektryczny. Specjalnie używamy takiego sformułowania, ponieważ sam silnik elektryczny pozostaje w stanie spoczynku (podobnie jak spalinowy), a samochód zasilany jest prądem skumulowanym w akumulatorach. Z pozycji kierowcy odczucia są dokładnie takie same, jak w momencie uruchomienia systemu Start/Stop w aucie z „tradycyjnym” napędem. Jednak w układzie hybrydowym wciąż działają nie tylko urządzenia takie jak radio, czy światła, ale również klimatyzacja, co jest jego ogromną przewagą, szczególnie latem. Dodatkowo urządzenia elektryczne nie obciążają akumulatora, a prąd pobierany jest z baterii.

Podczas jazdy możliwych jest kilka scenariuszy:

1. Ruszanie i spokojna jazda. Tu zawsze pierwsze skrzypce gra silnik elektryczny. Jego wysoki moment obrotowy, dostępny już od samego początku, pozwala dynamicznie ruszyć i osiągnąć prędkość, przy której silnik spalinowy najłatwiej będzie mógł dołączyć się do pracy.

Po uzyskaniu zadanej prędkości komputer tak steruje napędem, żeby wykorzystywać maksymalnie silnik elektryczny, a spalinowy pełni funkcję wspomagającą, pracując głównie jako generator prądu. Dodatkowo układ odzyskuje energię z hamowania i gromadzi ją w bateriach. W tym trybie samochód jest w stanie pokonać w mieście nawet 70 procent trasy wykorzystując silnik elektryczny.

2. Jazda dynamiczna. Układ hybrydowy wykorzystuje w tym trybie maksymalne możliwości obydwu silników – spalinowego i elektrycznego. Większa ekspozycja silnika spalinowego ma także wpływ na zwiększony apetyt na paliwo i w ekstremalnych warunkach średnie zużycie benzyny może wzrosnąć nawet dwukrotnie. Najlepsze efekty przyspieszania uzyskamy postępując zgodnie z procedurą: * pełne przyspieszenie do zadanej prędkości * zdjęcie nogi z pedału przyspieszenia * ponowne wciśniecie pedału przyspieszenia w celu ustalenia prędkości i przejścia w tryb EKO

3. Jazda autostradą. W tym przypadku układ korzysta głównie z silnika spalinowego, a elektryczny pełni jedynie funkcję pomocniczą. Bardzo szybko ładuje się za to akumulator trakcyjny, dlatego jeśli tylko zjedziemy z drogi szybkiego ruchu, natychmiast silnik elektryczny wkracza do akcji.

Samoładujący Układ Hybrydowy Toyoty okazuje się zatem dość prostym, ale bardzo wydajnym rozwiązaniem. Zapewnia porównywalne do konkurencji osiągi przy zachowaniu mniejszej mocy i większej trwałości podzespołów. Najważniejszą kwestią jest jednak minimalne zapotrzebowanie na paliwo. Dzięki czemu w warunkach miejskich udaje się osiągnąć wyniki na poziomie 3,5 – 4 l/100 km. W trasie jest ono nieco wyższe i oscyluje w granicach 6 l/100 km. Układ hybrydowy wykorzystywany w modelu Corolla bez problemu spełnia normę EURO 6AG i osiąga emisję CO2 w cyklu mieszanym na poziomie 78 g/km.