Toyota przygotowuje zupełnie nową generację napędów hybrydowych, która ma przynieść ponad 15% poprawy efektywności względem obecnych rozwiązań. Japoński producent opracował mniejsze silniki spalinowe, nową elektronikę i bardziej zintegrowany układ napędowy. Pierwszym samochodem wykorzystującym tę technologię ma być kolejna generacja Corolli.
Nowa Toyota Corolla otrzyma napęd zaprojektowany od podstaw
Toyota od lat rozwija technologię hybrydową, ale tym razem nie zamierza ograniczać się do modernizacji istniejących jednostek. Koncern przygotował nową architekturę napędu, w której silnik spalinowy, układ hybrydowy i elektronika sterująca zostały zaprojektowane jako jeden zintegrowany system. To istotna zmiana względem podejścia polegającego na dostosowywaniu konwencjonalnych silników do współpracy z napędem elektrycznym.
Jak informuje włoski magazyn Quattroruote, którego dziennikarze uczestniczyli 15 października w wydarzeniu zorganizowanym w europejskiej siedzibie Toyoty, nowa technologia zadebiutuje w kolejnej Corolli. Następnie ma trafić na rynki całego świata. Producent nie ujawnił jednak oficjalnego harmonogramu wprowadzenia tego rozwiązania do sprzedaży, choć pojawiają się informacje wskazujące na możliwy debiut już w 2027 roku.
Najważniejszą zmianą jest sposób projektowania całego zespołu napędowego. Zamiast optymalizować osobno poszczególne podzespoły, inżynierowie skupili się na ograniczeniu strat energii w całym układzie. Równocześnie zmniejszyli jego rozmiary, co ma znaczenie zarówno dla zużycia paliwa, jak i konstrukcji przyszłych samochodów.
Silnik 1.5 zastąpi większą jednostkę 1.8. Toyota przygotowała też nowe turbo
Podstawą nowej rodziny jednostek spalinowych będzie wolnossący silnik benzynowy o pojemności 1,5 litra. Toyota zamierza wykorzystać go do zastąpienia zakresu osiągów oferowanego obecnie przez jednostki 1.8 oraz trzycylindrowy silnik 1.5. Oznacza to, że mniejszy silnik ma przejąć zadania wykonywane dotychczas przez różne konstrukcje.
Na tym jednak nie koniec. Producent opracowuje również turbodoładowaną odmianę silnika 1.5 o osiągach mających odpowiadać zakresowi oferowanemu przez wolnossącą jednostkę 2.5. W przygotowaniu znajduje się ponadto nowy, dwulitrowy silnik turbo, przystosowany do różnych konfiguracji pojazdów.
fot. Toyota
Takie podejście pozwala ograniczyć pojemność skokową jednostek bez konieczności rezygnowania z dotychczasowego zakresu osiągów. Nie oznacza jednak, że Toyota podała już konkretne wartości mocy, momentu obrotowego czy przyspieszenia nowych modeli. Szczegółowe parametry poszczególnych odmian pozostają nieznane.
Nowa rodzina silników ma również konstrukcję modułową. Według informacji przekazanych przez producenta architektura umożliwia rozwijanie nie tylko rzędowych jednostek czterocylindrowych, ale także silników R6, V6, a nawet V8. Nie jest to zapowiedź wprowadzenia wszystkich tych konfiguracji do produkcji, lecz wskazanie możliwości technicznych nowego rozwiązania.
Zużycie paliwa niższe o ponad 15%. Skąd tak duża poprawa?
Najbardziej interesującą dla kierowców zapowiedzią jest poprawa efektywności o ponad 15% w porównaniu z obecnymi modelami. Toyota wiąże ten wynik nie z jednym przełomowym elementem, lecz z szeregiem zmian konstrukcyjnych, które mają wzajemnie wzmacniać swoje działanie.
Jednym z podstawowych założeń jest ograniczenie strat mechanicznych i poprawa sprawności cieplnej silnika spalinowego. Mniejsza jednostka ma pracować w układzie hybrydowym opracowanym specjalnie pod kątem jej charakterystyki, zamiast być jedynie dostosowana do istniejącego systemu elektryfikacji.
Ważną rolę odgrywa również elektronika mocy wykorzystująca węglik krzemu (SiC). Toyota opracowała własne rozwiązania obejmujące między innymi falowniki i układy sterowania. Technologia ta ma pomóc ograniczyć straty podczas przetwarzania energii elektrycznej, a jednocześnie umożliwić zmniejszenie rozmiarów podzespołów.
Na końcowy rezultat składają się zatem mniejsze opory mechaniczne, skuteczniejsze zarządzanie temperaturą, ograniczone straty elektryczne oraz poprawiona aerodynamika samochodu. Zapowiadana korzyść dotyczy całego pojazdu i jego układu napędowego, a nie wyłącznie sprawności samego silnika benzynowego.
Warto przy tym odróżnić deklarowaną poprawę od wyników rzeczywistych testów drogowych. Toyota nie przedstawiła jeszcze szczegółowych, porównywalnych danych homologacyjnych przyszłej Corolli. Jeżeli jednak założyć spadek zużycia paliwa o 15%, samochód spalający obecnie 4,5 l/100 km potrzebowałby około 3,83 l/100 km.
Mniejsze silniki pozwolą zmienić wygląd samochodów
Nowa konstrukcja ma przynieść korzyści wykraczające poza ograniczenie zużycia paliwa. Zmniejszenie wymiarów silnika, falownika i pozostałych elementów układu hybrydowego daje projektantom większą swobodę przy opracowywaniu nadwozi.
Przede wszystkim możliwe stanie się obniżenie linii maski, co pozwala poprawić aerodynamikę i zmienić proporcje samochodu. Dotychczas konieczność zmieszczenia stosunkowo dużego zespołu napędowego pod przednią pokrywą stanowiła jedno z ograniczeń konstrukcyjnych. Bardziej kompaktowy układ ma zmniejszyć ten problem.
Toyota Corolla Concept | fot. Toyota
Ma to szczególne znaczenie dla kolejnych generacji samochodów, które będą wykorzystywać wspólne platformy konstrukcyjne niezależnie od rodzaju napędu. Toyota chce uniknąć sytuacji, w której zastosowanie silnika spalinowego wymusza istotne zmiany sylwetki pojazdu opracowanego pierwotnie jako elektryczny.
Toyota stawia na platformy elektryczne, ale nie rezygnuje z hybryd
Jednym z ciekawszych elementów nowej strategii jest sposób projektowania przyszłych platform samochodowych. Toyota zamierza stosować podejście określane jako „electric first”, czyli opracowywać architekturę przede wszystkim pod kątem samochodów elektrycznych, a następnie przystosowywać ją do napędów hybrydowych i plug-in.
To odwrócenie tradycyjnej kolejności, w której konstrukcję samochodu często przygotowywano z myślą o jednostce spalinowej, a później dostosowywano do elektryfikacji. Nowe, mniejsze silniki mają umożliwić wykorzystanie wspólnej platformy bez istotnego pogarszania proporcji nadwozia czy ograniczania jej przydatności dla samochodów akumulatorowych.
Takie rozwiązanie daje producentowi większą elastyczność. Na bazie jednej architektury można rozwijać pojazdy odpowiadające różnym potrzebom klientów i wymaganiom poszczególnych rynków. Jednocześnie wspólne rozwiązania konstrukcyjne pozwalają rozłożyć koszty opracowania nowych technologii na większą liczbę modeli.
Nie oznacza to jednak, że Toyota zamierza zastąpić wszystkie swoje samochody hybrydowe konstrukcjami elektrycznymi. Przeciwnie, opracowanie zupełnie nowej rodziny silników spalinowych wskazuje, że koncern nadal traktuje hybrydy jako istotną część swojej długoterminowej oferty.
Nowe hybrydy Toyoty mogą trafić również do innych producentów
Ważnym założeniem projektu jest uproszczenie procesu opracowywania i wdrażania kolejnych układów napędowych. Większa integracja podzespołów oraz modułowa konstrukcja mają ograniczać koszty projektowania, co może zwiększyć opłacalność wykorzystania tej technologii w różnych samochodach.
Według informacji Quattroruote Toyota bierze pod uwagę również możliwość oferowania nowych systemów innym producentom. Nie przedstawiono jednak konkretnych porozumień ani listy marek, które miałyby korzystać z tych rozwiązań.
Nowe jednostki zaprojektowano ponadto z myślą o możliwości stosowania paliw odnawialnych oraz paliw określanych jako zeroemisyjne pod względem bilansu węglowego. Samo przystosowanie silnika do takich paliw nie oznacza jednak braku emisji CO2 podczas spalania. Ich potencjalne korzyści klimatyczne zależą między innymi od sposobu produkcji i całkowitego bilansu emisji.
Nowa Corolla będzie pierwszym sprawdzianem technologii
Zapowiedzi Toyoty pokazują, że zamierza ona rozwijać hybrydy równolegle z samochodami elektrycznymi. Zamiast skupiać się wyłącznie na zwiększaniu mocy lub pojemności akumulatorów, koncern postawił na kompleksowe ograniczanie strat energii i zmniejszanie wymiarów całego napędu.
Najważniejszym sprawdzianem tych założeń będzie kolejna generacja Corolli. Dopiero jej oficjalne parametry i wyniki testów pozwolą ocenić, w jakim stopniu zapowiadana poprawa efektywności przełoży się na rzeczywiste zużycie paliwa. Jeżeli Toyota zrealizuje swoje deklaracje, nowa technologia może stać się podstawą napędów stosowanych w wielu przyszłych modelach marki.
