A jaké jsou moje postřehy během těchto pěti dnů? Fotek mám opravdu mraky, jelikož se na okruhu stále něco testuje. Ať už jsou to formule různých kategorií, přes okruhová Porsche, firmu Alpine trápící své okruhové BMW či testy německý motoristických časopisů.
Tady je pár fotek
Již zmiňovaný test AutoBildu. Jen pro pořádek zprava doleva M-B E63 AMG, Jaguar XF-R, BMW M5 a Audi RS6.
Karbon-keramické kotouče na přední nápravě Mercedesu a pro mě naprosto úžasný design. Nové E-čko se opravdu povedlo.
Motor Jaguaru byl spuštěný, ale jen neslyšně vrněl, V8 je holt V8.
M5 rozhodně nepatří do starého železa, i když už má pár křížků na krku. V pružném zrychlení na ní nemá ani oturbená RS6.
Keramické brzdy Audi zcela vyplňují její 20 palcové ráfky s pneu 275/35 na všech kolech. Motor je krásně „uklizený“ s efektním karbonovým krytem.
Ve středu a čtvrtek testovala Alpina svojí B6 GT3. Mimochodem veškerý BMW stojící okolo kamionu byly naftový D3.
Motor 4,4 V8 s kompresorem. Užasný zvuk když se kompresor roztočí naplno.
Mercedes testoval prototyp nového SLS, který se nám představí už na podzim ve Frankfurtu. Sekundoval mu C63 AMG ve verzi kombi.
Další motoristický časopis, který testoval na okruhu byl Auto motor und sport. Vzal si do parády Porsche Cayman S (nevešel se mi do záběru), Focus RS, Mini JCW Cabrio, Golf GTI, TT RS Cabrio a Lotus Exige.
Nejlepší záběry byly ze Sachs Kurve. O fous lepší zvuk měl 5-válec v Audi, i když ani ten ve Focusu nezněl špatně.
Jednou z atrakcí také bylo, že vás dvě ostrá kola na okruhu proveze Bernd Schneider. Dnes již bývalý pilot DTM.
Byla to upravená verze C63 AMG se čtyřmi skořepinovými sedadly s 5-bodovými pásy.
Replika Fordu GT40 od tuningové firmy RollTec.
TT Speedster, nižší čelní sklo bez horního rámu mu opravdu sluší.
Asi každý fanoušek sportovních vozů vždy snil, že se jednou stane pilotem formule a okusí jaké to je řídit monopost. A právě pro několik studentů Českého vysokého učení technického v Praze se tento sen stává realitou. Již za pár týdnů budou moci podrobit testům formuli splňující pravidla Formula Student/SAE, kterou si sami zkonstruovali.
Co je to Formula SAE?
Formula SAE je konstrukční soutěž pro studenty inženýrských škol. Vznikla v USA v roce 1981. Od roku 1998 existuje její evropská odnož, Formula Student. Obě soutěže mají stejný cíl a prakticky stejná pravidla. Každý rok se v rámci Formula Student/SAE pořádá 8 jednotlivých soutěží po celém světě. V současné době v seriálů Formula Student/SAE soutěží více než 270 univerzitních týmů z celého světa.
Formula Student/SAE je konstrukční úkol, který by mohla položit jakákoliv automobilová výrobní firma. Zadání je vývoj prototypu závodního vozu. Zákazník, pro kterého je vůz určen, je víkendový neprofesionální závodník holdující autokrosu nebo sprintu. Vůz proto musí disponovat velkým výkonem ve smyslu co nejlepší akcelerace, brzdění a ovladatelnosti. Musí být levný, spolehlivý, údržba musí být snadná a musí být konkurenceschopný. Vůz by tedy měl být také esteticky na úrovni, pohodlný a využívat co nejvíce běžně dostupných součástí. Produkční plán je 1000 vozů za rok. Vůz by neměl být dražší než 25 000$ (toto pravidlo není u všech soutěží). Úkol zní: Navrhnout vůz, který co nejlépe splňuje uvedené požadavky. Na konci bude vůz porovnán s návrhy konkurence. A pouze nejlepší návrh se dočká výroby.
Tým
CTU CarTech, plným názvem Czech Technical University CarTech Formula Student/SAE Team (dále jen CTU CarTech), je univerzitní tým ČVUT v Praze, který staví závodní formuli pro víkendového řidiče. Cílem je tedy vyvinout, vyrobit a závodit s malým jednomístným vozem.
Tým se skládá asi ze 30 studentů bakalářského, magisterského i doktorského studia, kteří studují především na fakultě strojní a elektrotechnické. Z hlediska struktury se tým dělí na dvě základní skupiny, technickou a projektovou. Nad těmito skupinami stojí fakultní poradce, jako člověk zodpovědný za celkové dění v týmu.
Technická skupina se skládá ze tří podskupin a ty jsou dále děleny podle potřeby. Projektová skupina zahrnuje tři se sebou úzce související části (viz. podrobnější popis). Každý student účastnící se konstrukce, stavby, testování, závodu a dalších událostí spojených s projektem, si vyzkouší v praxi technické, lidské a jazykové dovednosti a znalosti. Kromě vítězství v závodu Formula Student/SAE, projekt poskytuje skvělou zkušenost a přípravu na povolání pro budoucí inženýry.
Soutěž
Jedním z důležitých kroků, který se týmu CTU Cartech podařilo udělat, byla registrace na mezinárodní soutěž Formula Student Germany 2009.
O tuto soutěž je po celém světě nebývalý zájem a týmy, které na ní ještě nestartovaly, jako kdyby nebyly. O velikosti prestiže FSG svědčí i fakt, že kapacita startujících týmů je během pár minut po otevření registrace vyčerpána a ti, kteří registraci nestihnou, musí čekat ve „Waiting listu“ dokud se nějaké místo neuvolní.
Tento rok byla registrace zaplněna za 8 sekund! CTU Cartech je prvním český týmem, který se této soutěže zúčastní (startovní číslo 30). Soutěžní víkend se odehrává na známém okruhu Hockenheim Ring, který poskytuje zázemí vysoké třídy. Pokud se tedy ocitnete na soutěži, ať už jako člen týmu nebo divák, pocítíte atmosféru Formule 1 beroucí dech.
Disciplíny
Soutěž Formula Student Germany 2009 probíhá v 5.-9. srpna. První dva dny jsou věnovány statickým disciplínám a víkend patří samotnému závodu (dynamické disciplíny).
Maximální počet bodů, které může tým obdržet, je 1000. Z toho 325b připadá na statické, hodnotí se design, cena a prezentace.
Zbytek na dynamické, tedy 675b. Podmínkou vpuštění vozu na trať je splnění bezpečnostních testů. Hodnotí se technika a bezpečnost. V prostoru pilota se protahují šablony, které vymezují prostor, do kterého nesmí nic zasahovat (tj. rám, šrouby, svazky kabelů atd.). Pilot musí být schopen vůz opustit do 5 sekund.
Dále je to zkouška náklonu (až 60°), brzd a hluku. Samotný závod se zahajuje jízdou v osmičce, akcelerace na 75m, sprint (časovka) a vytrvalostní závod (hodnotí se i spotřeba).
Auto
Koncepce
Vůz nese označení Formula Student/SAE – FS0.1. Jedná se o jednosedadlový vůz poháněný konvenčním spalovacím motorem o maximálním objemu 600 cm3 vybaveným restriktorem sání o průměru 20mm a předpokládaným výkonem cca 75kW. Motor je umístěn v prostoru mezi jezdcem a poháněnou zadní nápravou – tzv. uprostřed.
Základem navrženého vozu je prostorový svařovaný trubkový rám z konstrukční oceli, na kterém je uchycen motor s převodovkou a nápravy vozu. Rám vytváří bezpečný kokpit pro jezdce, který je krytý sklolaminátovou karoserií s žebry pro umístění chladičů. Všechna kola vozu jsou zavěšena nezávisle a odpružena pomocí push rodů.
Přenos točivého momentu z převodovky na hnací kola je realizován pomocí řetězového sekundárního převodu. Hnací náprava je vybavena diferenciálem typu Torsen. Všechna kola jsou brzděná pomocí kotoučových brzd.
Design
Design_koncept _FS_01
Osobní stránky designéra Karla Linharta http://linhartdesigncz.wordpress.com/
Konstrukční řešení
Konstrukční řešení FS_01
Elektronika
Elektrotechnic_FS_01
Technické údaje
Vůz pohání zážehový, kapalinou chlazený čtyřválec z motocyklu Yamaha YZF-R6 (2006/2007). Předpokládáný výkon 74kW/100 k. Převodovka je 6-stupňová sekvenční Yamaha, řazení má elektro-pneumatické ovládání s pádly pod volantem. Saní a výfuk kompletně přepracován dle požadavků koncepce vozu.
Rozvor vozu je 1700mm, rozchod vpředu/vzadu 1260mm. Pohotovostní hmotnost 220kg. Maximální rychlost vozu 155km/h (dle zpřevodování). Akceleraci z 0-100km/h se odehraje do 4s.
Vůz obouvá závodní pneumatiky bez drážek (slicky) šířky 195mm, ráfky mají obvyklý průměr 13 palců (OZ Racing Superleggera).
Premiéra konceptu na Ampéru 2009
Vůz se veřejnosti poprvé představil v Praze na Ampéru 2009 pořádaný na výstavišti v Letňanech ve dnech 31.3.-3.4. Na stánku byl kromě samotného konceptu FS.01 k vidění také funkční systém elektro-pneumatického řazení. Každý kdo nás navštívil, si mohl „zacvakat“ pádly pod volantem.
Panel s řazením a systémem řízení trakce
Kdy lze vůz opět spatřit?
Autosalon Brno je nejvýznamnějším veletrhem svého druhu ve střední Evropě a je zařazen do prestižního kalendáře autosalonů Mezinárodní organizace výrobců automobilů O.I.C.A.
CTU CarTech nebude u takové příležitosti samozřejmě chybět a široké veřejnosti představí svůj první prototyp závodního vozu FS.01 na svém stánku!
Datum konání autosalonu je stanoven na 6.6.2009-11.6.2009, kdy 5.6.2009 je tiskovým a odborným dnem.
Pár videí na závěr
Reportáž České televize z dílny týmu CTU Cartech, kterou jste mohli shlédnout v Událostech dne 29.3.2009 odkaz
A jak to vypadá, když se to umí a formule šlape jak má?
Maserati GrandTurismo S vs F0711-3
————————————————————————————————————————–
Více o našem projektu se dozvíte na stránkách CTU CarTech. Články spojené s tímto tématem budu postupně doplňovat, poodhalím některá konstrukční řešení,…
]]>
Interiér prošel výraznou změnou a svými hranami připomíná staré dobré mercedesy z 80. let. Zajímavý detail, klasické hodiny s ručičkami jsou stále součástí združených ukazatelů ;-).
]]>
V dnešním článku spojíme teorii s praxí a povíme si něco o fungování asi dnes nejznámějšího hybridu Toyoty Prius. Jak už bylo řečeno, jedná se o kombinovaný hybrid. Klíčovým členem celého systému je dělič výkonu.
Pro začátek si je dobré uvědomit několik věcí:
– vůz nemá klasickou převodovku ( manuální či automatickou)
– vůz není vybaven ani spojkou či hydrodynamickým měničem (spalovací motor je pevně spojen s poháněnými koly přes jeden převodový poměr!! )
– motor nemá startér, jeho funkci zastupuje jeden z motor-generátorů (Prius má dva)
– motor nemá alternátor, elektrická energie pro spotřebiče na palubě vozu je dodávána z některého motor-generátoru
Dělič výkonu (v tomto případě mechanický, ještě existuje elektrický) je planetové soukolí, které se obecně skládá z ozubených kol a unašeče. Umožňuje větvit tok výkonu.
SP-spalovací motor, G- motor/generátor 1, EM-motor/generátor 2
V případě Priusu se jedná o planetový diferenciál se dvěma stupni volnosti.
Planetový diferenciál (D) má dva centrální členy. Prvním je koruna s vnitřním ozubením, druhým je planeta s vnějším ozubením. Jejich vzájemný kontakt zprostředkovává satelit. Malé ozubené kolo uložené většinou na jehlových ložiskách. Satelity jsou nasazeny na unašeči, který je spojen s výstupem spalovacího motoru (červený hřídel). Planeta je zase propojena s rotorem motor/ generátoru 1 (označíme si ho MG1).
[Zde je video, které nemůže být zobrazeno ve feedu.Pro zobrazení videa navštivte tento blog.]
Čelní pohled na planetový diferenciál (video viz Rozjezd)
Režimy pohonného ústrojí
Rozjezd
Při rozjezdu poháněná kola stojí. Rozbíhají se z nulových otáček. To naznačují šrafy na korunovém kole (fialová). Koruna je spojena s hřídelem, který skrze ocelový pás a pár ozubených kol pohání klec nápravového diferenciálu. Odtud jde výkon přes kuželová kola na hnané poloosy. Červený hřídel značí výstup ze spalovacího motoru, je spojen s unašečem (zelená), který pohání satelity (modrá). Jelikož korunové kolo stojí, satelity obíhají po jeho vnitřním ozubení a otáčejí planetou (oranžová). S rotorem MG1 je spojena právě planeta. Rotor se tedy otáčí a ze statoru je odebírán elektrický proud. Celý proces naznačuje tok výkonu (červená křivka).
Takto získaná elektrická energie prochází elektrickým konvertorem (mění proud a napětí) a je spotřebována na pohon rotoru motor/generátoru (MG2). Tento rotor je nalisován na hřídeli spojeným právě s korunovým kolem (fialové).
Zrychlování
Při zrychlování vozu rostou otáčky kol. S poháněnou nápravou je spojeno korunové ozubené kolo (fialová). Toto otáčení koruny způsobí, že dojde k poklesu otáček planety (oranžová), která roztáčí rotor generátoru MG1. Dochází k větvení výkonu. S rostoucími otáčkami koruny ( = poháněné nápravy), klesají otáčky generátoru. Nebo jinak řečeno, roste hodnota výkonu přenášeného mechanickou cestou (paralelně tj. výstup 2) nad hodnotou výkonu přenášeného elektricky (sériově tj. výstup 1).
Jízda vysokou rychlostí (dálnice)
Při jízdě vysokou rychlostí se planeta (oranžová) vůči koruně (fialová) prakticky neotáčí. Z toho důvodu se rotor generátoru MG1 neotáčí. Na obrázku je naznačeno šrafy. Výkon je přenášen mechanickou cestou.
Brzdění (rekuperace)
Pokud řidič sundá nohu z plynu spalovací motor nedodává výkon a volně se protáčí. Otáčející se kola se stávají zdrojem energie a otáčí rotorem MG2. Jde o přeměnu kinetické energie vozu na elektrickou. Z MG2 (při rozjezdu měl funkci elektromotoru) se stává generátor. Na statoru jeho vinutí se odebírá elektrický proud. Ten se využívá k dobíjení baterií v případě, že nejsou zcela nabity. Pokud bude využita zcela jejich kapacita, řídící jednotka začne automaticky posílat tento elektrický proud do vinutí statoru MG1, dochází k brzdění jeho rotoru a přes dělič i spalovacího motoru.
EV mód
Jedná se o čistě elektrický režim. U Evropských verzí může být aktivován tlačítkem. Umožňuje jízdu bez spalovacího motoru. Motor-generátor MG2 je napájen z baterií. Jelikož se klikový hřídel neotáčí, unašeč je zastaven a dochází k volnému otáčení rotoru MG1. V případě poklesu zhruba na 60% maximální kapacity baterií je spuštěn benzinový motor. Řídící jednotka tedy umožňuje využití jen 40% kapacity baterií z důvodu prodloužení jejich životnosti.
Couvání
Jelikož automobil nedisponuje klasickou převodovkou, která zařazením dálšího ozubeného kola zajistí zpětný chod vozu, musí dojít k tzv. přepólování statoru MG2. Rotor se tak otáčí opačným směrem a vůz couvá. Podmínkou je dostatečné nabití baterií (známi jsou problémy řidičů při couvání v San Fanciscu). Případně je dodatečná energie získána z MG1, který je poháněn spalovacím motorem. Tímto způsobem mohou být nabíjeny baterie, pokud vůz stojí (energií z MG1).
Převodovka CVT
Podle zvuku, který Prius během zrychlování a jízdě samotné vydává, se zdá, že vůz disponuje převodovkou CVT. Tato převodovka umožňuje plynule měnit převodový poměr a tak je spalovací motor během zrychlování udržován v pásmu nejvyššího točivého momentu. Vůz tedy zrychluje, otáčky motoru jsou však konstantní. Takový typ převodovky je ideálním kompromisem, umožňuje motoru setrvat v nízkých otáčkách během dálniční jízdy, a tak uspořit palivo a při akceleraci je v zásobě vždy dostatek výkonu. Převodovka se obvykle skládá s ocelového pásu, který obíhá po dvou kuželech. Příčným posuvem kuželů se mění průměr opásání na vstupu a výstupu a tím i výsledný převodový poměr.
Princip běžné převodovky CVT, kužele se přibližují/oddalují, tím se mění poloměr opásání na vstupním/výstupním hřídeli
Pohonné ústrojí Priusu
Power split device = dělič výkonu
Avšak Toyota svůj „převodový“ systém nazývá ECVT (Electrically Controlled Variable Transmission). Kola vozu jsou pevně spojeny se spalovacím motorem. Výkon z hřídele, na kterém je nalisován rotor MG2, je přenášen sice ocelovým pásem, ale poloměr opásání se nemění. Vůz má tedy jeden stálý převodový poměr. Toto řešení je možné jedině u hybridního vozu, kterému při rozjezdu z nízkých otáček pomáhá elektromotor. Ten má narozdíl od spalovacího motoru k dispozici 400 Nm již od 0-1200min-1. Kolísání otáček motoru je zajištěno spoluprácí děliče, MG1 a MG2. Maximální rychlost vozu je omezena otáčkami MG2.
Přenos výkonu na kola přes ocelový pás včetně páru ozibených kol a stálého převodu
Ocelového pásu je použito i z jiného důvodu. V převodovkách se používají převážně ozubená kola se šikmým ozubením. Při záběru šikmé ozubení vyvozuje axiální síly (tj. v ose hřídele). Tyto síly bývají zachyceny například kuželíkovými ložisky. Ale uložení výstupního hřídele děliče ( spojen s korunovým kolem) neumožňuje použití těchto ložisek. Možným řešením, je použití kol s přímým ozubením. Ta zase bývají mnohem hlučnější (typický zvuk vozu při couvání, zpátečka mívá přímé zuby).
U ocelového pásu problém s axiální silou nenastává.
Pohonné ústrojí a zavěšení
Baterie
Třetí generace Prius používá Ni-Mh baterie. Skládají se z 28 modulů. Ty obsahují 6 článků. Každý má napětí 1,2 V. Celkové napětí baterií pokleslo oproti druhé generaci (z 273,6V na 201,6 V). Avšak díky elektronice je napětí celého hybridního systému zvýšeno na 500V. Hmotnost baterií je 45kg a měrný výkon je 1250 W/kg (1.generace 600 W/kg). Jejich správné fungování, optimální teplotu a nabití, hlídá elektronika. Toyota slibuje, že po 290 tis km se jejich výkon a kapacita nebude měnit.
Baterie
Elektrický konvertor
Motor-generátor
Oba elektromotory mají podobnou konstrukci. Liší se hlavně velikostí. Oba jsou to 3-fázové synchronní motory na střídavý proud, s permanentními magnety. Vinutí je pouze ve statoru. MG1 je spojen s planetovým kolem. Slouží jako startér spalovacího motoru a řídí jeho otáčky. Jeho maximální výkon je 18 kW. MG2 je spojen s korunovým kolem děliče. Jeho dostatečný výkon 50kW mu dává možnost pohánět vůz, či ho brzdit při generátorovém chodu. Oba jsou chlazeny vodou.
Vinutí MG2
Spalovací motor
Jedná se o řadový čtyřválec o objemu 1,5 litru. Výkon je 76 koní v 5000 min-1 a 115Nm ve 4200min-1. Motor nepoužívá klasický „Ottův“ cyklus, kdy je sací ventil zavírán před dolní úvratí, ale „Atkinsonův“ cyklus. Sací ventil je zavírán až za dolní úvratí, část komprese je nevyužito a vzduch uniká zpět do sacího potrubí. Je to dáno požadavkem menšího množství vzduchu potřebného k naplnění válce při nižším zatížení a otáčkách. U konvenčních motorů dochází ke škrcení vzduchu klapkou na vstupu do válce, což způsobuje ztráty.
U Atkinsonova cyklu je dráha, po kterou dochází ke kompresi menší než dráha expanzní (kdy píst koná práci a je tlačen dolů). Více tepla je přeměněno v mechanickou práci. Motor spotřebuje méně paliva.
Odsazení na klikovém hřídeli
U motoru byly dále sníženy třecí ztráty odsazením na klikovém hřídeli. Píst je tak při pracovním zdvihu méně tlačen na stěnu válce. Maximální otáčky jsou omezeny na 5000min-1. Proto jsou některé díly odlehčeny a celý klikový mechanismus má menší setrvačné síly.
Struktury pohonu se můžete setkat se třemi systémy
-sériový
-paralelní
-kombinovaný (s děličem výkonu)
Sériový hybrid
Sériový hybridní pohon se v mnohém podobá vozu s čistě elektrickým pohonem. Spalovací motor pohání generátor, není tedy přímo spojen s poháněnými koly. Generátor má dvě funkce, buď slouží k dobíjení baterií nebo dodává energii pro elektromotor pohánějící kola vozu. Při požadavku maximálního výkonu, je potřebná energie dodána jak z baterií, tak z generátoru. Převodovka není potřeba, elektromotor je účinnější v širším rozsahu otáček než-li spalovací motor. Elektromotorů může být ve voze několik, buď podle počtu poháněných náprav, nebo je lze umístit do nábojů poháněného kola ( viz již Lohner-Porsche 1899 ) . Sériový hybrid může být dále vybaven superkondenzátory či setrvačníkem jako akumulátoru kinetické energie. Tato struktura sériového hybridu se úspěšné využívá u lokomotiv.
Hlavní výhodou sériového hybridu je, že otáčky spalovacího motoru nejsou závislé na otáčkách kol. Spalovací motor se tedy pohybuje v okolí návrhového bodu ( prakticky konstantní otáčky), ve kterém má nejvyšší účinnost, tedy nejpříznivější spotřebu paliva. Dále toto uspořádání dává větší volnost inženýrů při návrhu vozidla. Klasický spalovací motor může být nahrazen plynovou turbínou či lineárním motorem. Pokud jsou elektromotory umístěny v nábojích kol není třeba používat převodovku, diferenciál či hnací hřídele. Díky tomu je podlaha nižší (autobusy, bojová vozidla). Nevýhodou tohoto řešení je výrazný nárůst neodpružené hmoty, což způsobí problémy při návrhu odpružení (viz těžká tuhá náprava offroadů odskakuje na sérii příčných nerovností, výrazné snížení komfortu). Dalším záporem při odstranění mechanického spojení spalovacího motoru s poháněnými koly prostřednictvím spojky, převodovky, diferenciálu a hnacího hřídele, je pokles účinnosti pohonu. Mechanická cesta má výrazně vyšší účinnost (98%) než elektrická cesta přes generátor, měnič do elektromotoru (70-80%).
V porovnání s paralelním hybridem, o kterém se zmíním dále, je jeho efektivita vyšší při pomalé přerušované jízdě ve městě, naopak s rostoucí rychlostí se projeví výhody paralelního pohonu.
Paralelní hybrid
U většiny dnes prodávaných hybridů se používá právě tento systém. Vůz je vybaven spalovacím motorem a elektromotorem, které jsou s koly propojeny skrze mechanickou převodovku. Častým uspořádáním je umístění elektromotoru/generátoru mezi spalovací motor a převodovku (viz Honda Insight, Civic…). Generátor plní funkci startéru a alternátoru. K akumulaci elektrické energie slouží baterie s výrazně větším napětím než je v běžných automobilech (12V). Kvůli zvýšení účinnosti spalovacího motoru bývají „spotřebiče“ jako posilovač řízení či klimatizace poháněny elektromotorem. Tím jsou jejich otáčky nezávislé na otáčkách motoru a navíc pokud zařízení nepracuje, není mu dodávána energie (viz filozofie BMW Efficient Dynamics).
Dva zdroje energie jsou spojeny hřídelem a výsledný moment je dán součtem jejich okamžitých momentů. Pokud je tedy využíván pouze jeden motor, druhý rotuje s ním, aniž by dodával výkon (volnoběh), nebo může být odpojen přes spojku. U automobilů se častěji používá spojení přes planetovou převodovku. Obvyklým režimem paralelního hybridu je, že většinu výkonu dodává spalovací motor a elektromotor se zapojuje v případě akcelerace. Výhodou je možnost rekuperace.
Kombinovaný hybrid
Je vybaven tzv. děličem výkonu. Ten zajišťujem, aby tok výkonu spalovacího motoru šel ke kolům buď to mechanickou cestou (paralelní hybrid) nebo elektrickou (sériový hybrid). O tom kolik procent výkonu půjde mechanickou či elektrickou cestou rozhoduje režim, ve kterém se vůz nachází. Jsou to například akcelerace, jízda nízkou rychlosti (město), vysokou rychlostí (dálnice), prudká akcelerace, jízda z kopce, brzdění. Tímto systémem jsou vybaveny vozy Toyota a Lexus.
Další časté dělení je podle stupně „hybridizace“
– „Full“ hybrid
– „Power assist“ hybrid
– „Mild“ hybrid
Jedná se o hybridy, které jsou schopny jet pouze na elektrický pohon, nebo mohou kombinovat jak spalovací tak elektrický motor. To znamená, že jsou vybaveny děličem výkonu. Spalovací motor už nemá výsadní postavení a při výkonových parametrech srovnatelných s konvenčním vozem, je menší (nižší objem ). Je jím už zmíněná Toyota Prius či Lexus RX400h.
Kombinovaný hybrid Lexus RX 400h s pohonem 4×4
Studie Opel Flextreme představená v roce 2007 se sériovým hybridním systémem. Vůz v produkuje jen 40g CO2/ km. K dobíjení baterií (Li-Ion) slouží malý naftový motor 1.3 CDTI.
Systém dveří FlexDoor, který dostane nová Meriva
Dalším krokem ve zdokonalení těchto hybridů je tzv. PHEV (Plug-in hybrid electric vehicle). Vůz je vybaven bateriemi umožňující dobíjení ze sítě. Měřítkem u takových vozů je pak vzdálenost, kterou je schopen ujet bez použití spalovacího motoru.
Volvo ReCharge concept na bázi C30
Power assist hybrid
Spalovací motor je primární pohonnou jednotkou vozu. V případě potřeby akcelerace se připojuje elektrický motor tzv. electric boost. Elektromotor je umístěn mezi motorem a převodovkou. Vůz je vybaven akumulátory, které jsou dobíjeny při jízdě z kopce, brzdění. Čistě elektrický pohon není prakticky možný kvůli nízkému výkonu elektromotoru. Elektromotor zároveň pracuje jako generátor (při brzdění). Příkladem je Honda Civic se systémem IMA.
Hybridní Honda Civic z roku 2006
Mild hybrid
Nejedná se o oficiální název kategorie hybridních vozů, ale spíše slovní obrat, kterým se rádo ohání marketingové oddělení. Vůz je vybaven generátorem, který přebírá funkci startéru a alternátoru. Tyto vozy využívají tzv. Stop-start režim. Při dojíždění ke křižovatce je spalovací motor vypnut, avšak ostatní spotřebiče jako klimatizace zůstávají v chodu (není to pravidlem viz Smart Mhd). Pokud sundáte nohu z brzdového pedálu, spalovací motor opět naskočí a vůz je připraven k akceleraci. BMW šlo ještě dále a při plném zatížení motoru odpojuje alternátor a naopak při nízkém zatížení je akumulátor dobíjen (navíc má větší kapacitu o 20%).
Kouzelná zkratka
Úsporný městský bojovník Smart Mhd vybavený systémem Stop-start
Příště si detailně probereme fungování systému HSD (Hybrid Synergy Drive) v Toyotě Prius
]]>
Pro začátek nahlédnu trochu do historie, v textu se objeví různé pojmy označující systémy pohonu či jiné obraty často spojované právě s hybridy. Ty budou objasněny v dalších článcích.
Co vlastně znamená hybridní automobil?
Jde o vozidlo se dvěma nebo více zdroji pohybové energie. Tento systém je již poměrně dobře vyřešen u kolejových vozidlech pohybujících se po neelektrifikovaných tratích tzv. diesel-generátorové lokomotivy.
Hybridní pohon využívá výhodných dílčích vlastností jednotlivých zdrojů pohybu při různých režimech jízdy. Každý agregát se tedy pohybuje ve svém provozním (=optimálním) režimu, pro který byl navržen. V tomto pásmu dosahuje nejvyšší možné účinnosti. Vhodnou kombinací agregátů lze rekuperovat kinetickou energii.
Pokud přijde na srovná s klasickou koncepcí se spalovacím motorem, vyjdou na povrch i zápory tohoto řešení. Jsou to především prostorová náročnost a vyšší hmotnost.
Historie
První hybridní automobily jsou prakticky stejně staré jako automobilizmus samotný . Vůbec prvním vozem kombinující více pohonů byl Lohner-Porsche (1899). Spalovací motor poháněl generátor vyrábějící elektrickou energii pro elektromotory umístěné v nábojích předních poháněné nápravy.
Později se objevila i verze 4×4 se čtyřmi elektromotory.
Ruku k dílu přiložil několika koncepty také GM. Jednalo se o experimentální plug-in hybrid představený v roce 1969. Automobil byl koncipován jako malý 3-dveřový hatchback pro přepravu osob (2 dospělí + 2 děti sedící proti směru jízdy s možností nastoupit právě zadními dveřmi) na kratší vzdálenosti. Jako materiál karoserie byl použit sklo-laminát. Svým designem připomínal například později představený Ford Pinto. Jako pohon sloužil dvouválcový (575cm3) benzinový motor a elektromotor. Elektřina byla čerpána ze šesti 12V baterií uložených u zadní nápravy s možností dobíjení ze sítě. Čistě elektrický pohon byl možný pouze do rychlosti 16km/h, kombinovaný umožňoval až 100km/h.
Průřez experimentálním vozidlem GM XP-883
První plně hybridní systém GM nabídl v městských autobusech. Čistě elektrický vůz byl k dispozici k pronájmu v roce 1996, typ GM EV1. V roce 1998 na Detroitském autosalonu představil GM další čtyři prototypy využívající platformy EV1. Byl to diesel-elektrický paralelní hybrid, sériový hybrid s plynovou turbinou pohánějící vysokorychlostní generátor s permanentními magnety, CNG verze na stlačení zemní plyn a chybět nesměla ani verze s palivovými články.
Na konci 80. let se stala evropským průkopníkem automobilka Audi. Její hybridní koncept byl představen v březnu 1990 na Ženevském autosalónu. Jednalo se o vůz Audi Duo postavený na základu 100 Avant (C3). Vůz měl systém pohonu plug-in paralel hybrid. Zadní kola poháněl elektromotor Siemens o výkonu necelých 13 koní. Energii mu dodávali Ni-Cd baterie dobíjené ze sítě. Přední kola měl na starosti tehdy klasický 5-ti válec 2.3. Řidič mohl volit mezi čistě elektrickým pohonem ve městě či na spalovací motor za městem, kde měl vůz paradoxně větší spotřebu danou nárůstem hmotnosti instalací baterií.
Vpředu podélně uložený motor s převodovkou pro pohon přední nápravy, elektromotor napájený z baterie pro pohon zadní nápravy.
Baterie pod podlážkou zavazadlového prostoru.
Zadní nezávislé zavěšení typu McPherson spolu s diferencialem a elektromotorem.
Druhá generace Duo už nabídla systém quattro na bázi modelu 100 Avant (C4). Elektromotor (29 koní) sice stále poháněl kola zadní nápravy, ale vypomáhal mu i spalovací motor (2.0 benzin) prostřednictvím mezinápravového diferenciálu Torsen.
V roce 1997 se představilo Audi Duo III, která se dostalo do sériové výroby (základní cena 60 000 DM). Vůz postavený na základě A4 Avant (B5) využíval osvědčený naftový motor 1.9 TDI (90k) v kombinaci s elektromotorem (29k/60Nm). Baterie (Pb hmotnost 320kg) mohly být dobíjeny jednak během jízdy či ze sítě (plug-in). Řidič opět mohl volit čistě elektrický pohon. Nakonec bylo vyrobeno pouze 60 kusů, přesto se jedná o první evropský hybrid, který byl nabízen veřejnosti.
Návrat hybridní Audi se očekává s modelem Q7 3.6 FSI Hybrid. Ovšem tato informace platila až do minulého týdne, kdy bylo potvrzeno, že novým hybridním vozem bude nakonec až Q5, jež se objeví nejdříve v roce 2010. Důvodem je použití modernějších Li-ion (Lithium-iontové) baterií místo Ni-MH (Nikl-metal hydrid) akumulátoru z konceptu.
Prvenství s opravdu masově vyráběným hybridem drží zcela jiná automobilka. Je jí Toyota se svým Priusem. Jeho prodej začal v roce 1997 (pro srovnaní s Audi Duo III byla cena Priusu poloviční, tedy 30 000 DM). Nejdříve byl nabízen pouze pro Japonský trh. Název vychází ze slova prior, což značí „vpředu, první v řadě,..“. Vůz byl vyvíjen celkem tři roky (na základě patentu od TRW) a do prodeje se dostal na podzim 1997. Hlavním problémem se stala výdrž baterií (nyní až 10 let). Technologie byla plně připravena na export do USA a Evropy až v roce 2001.
první generace 1997-2003
druhá generace od roku 2004, prodej i v ČR
Avšak o dva roky dříve než Prius, tedy v roce 1999, byl na Americkém trhu představen hybridní vůz jiné japonské automobilky. Byla jím Honda Insight. Malý dvoumístný automobil se splývající zádí, který svou siluetou připomínal EV1 od GM. Dbalo se na lehkou konstrukci, vůz využíval ve větší míře hliník a plasty, čímž se docílilo hmotnosti jen 891kg pro verzi s CVT a klimatizací. K dispozici byla i základní verze jen s manuální převodovkou a chudší výbavou, která ušetřila dalších 53kg. Verze s CVT získala díky nízké spotřebě (kombinovaná jen 3,4l/100km) a emisím hodnocení SULEV (Super Ultra Low Emission Vehicle), jež označuje vozy, které mají o 90% nižší produkci škodlivin než je průměr vozů s klasickým spalovacím motorem v daném roce. Pohon zajišťovala jednotka IMA (Integrated Motor Assist), litrový celohliníkový 3-válec s výkonem 70 koní a elektromotor (13 k) umístěný přímo na výstup klikového hřídele motoru, tedy mezi motor a převodovku. Ni-MH akumulátory byly v zadní části vozu. Vůz měl také velice dobou aerodynamiku, koeficient čelního odporu vzduchu Cx jen 0.25. Insight používal první generaci systému IMA, který neumožňoval jízdu pouze na elektromotor, ten sloužil co by startér (při stání se motor vypínal) či asistent při akceleraci.
Vůz používal speciální pneumatiky s nízkým valivým odporem Bridgestone RE92 165/65 R14, které se hustily na tlak 2.75/2.6 bar (přední/zadní), běžná hodnota bývá 2.2/2.0 bar.
Jednotka IMA první generace
Ultra tenký stejnosměrný motor/generátor jednotky IMA
Princip toku výkonu při pohonu a regeneraci
O rozdělení hybridních systému podle struktury a stupně jejich hybridizace zase příště..
]]>Jak je z prvních fotek vidět, Renault se vydal cestou Astry, kdy se 3-dveřové výrazně odlišuje od klasičtějšího 5-dveřového vozu. V předních partiích je cítit inspirace novou Lagunou, kdy prakticky chybí přední gril v místech, kde se obvykle nachází logo automobilky. Naopak u kupé je přední nárazník s velkým otvorem pro přívod vzduchu jen s drobnými změnami převzat ze stejnojmenného konceptu. Vůbec celé pojetí třídvířka je silně ovlivněno tímto vozem představeným v Ženevě. Což je jen dobře. Silueta a hlavně zadní partie jsou hodně výstřední (mrkněte na novou Lancii Delta), přesto mnohem více stravitelné než záď stávajícího modelu. Ani interiér za vnějškem nezaostává.
Renault se zase pochlapil a po stránce designu jde o velmi elegantní vůz. Uvidíme s jakou technikou se pochlubí. Rozhodně by neměla chybět víceprvková zadní náprava, či přeplňované zážehové a vznětové jednotky. K tomu trocha elektronických pomocníků zvyšující komfort ovládání vozu. Dotáhnout kvalitu a máme tu silného soupeře v nižší střední. Začíná nám tedy trochu přituhovat.
Opravdovou perlou však bude verze RS, ale to už moc přebíhám. Tady je pár snímků.
Ještě přidávám spyfoto částečně maskovaného Meganu pořízené při testování v Austrálii. Tvary se neliší od fotek výše.
Létající verze 306 Rallye
Asi každému se vybaví při spojení zkratky GTI se značkou Peugeot právě model 205 GTI. Málokdo však vzpomene na 306 S16, vůz , který čerpal z jeho kvalit, posunul je však zase o kus dále. Jedná se o jeden z nejlepších hot hatch 90. let.
Historie
Tváří v tvář – setkání generací
Předem bych chtěl vnést trochu přehlednosti do označení tohoto rváče. Někde se můžete dočíst S16, jinde zase GTI-6 či dokonce Rallye. Tyto přídomky se lišili podle trhu nebo různých speciálních edic, které se během výroby objevily.
V roce 1994 vyjel typ S16 s dvoulitrovým motorem o výkonu 155 koní, který převzal z modelu 405 Mi16. V letech 1995-96 byl motor upraven a výkon klesl na 150 k (zřejmě z důvodu splnění emisí). Zásadní změnou prošla technika v následujícím roce. Motor byl razantněji přepracován, horkou novinkou byla 6° převodovka. Dnes vcelku běžná věc, ale v té době a cenové kategorii opravdová rarita. Odtud také pochází označení GTI-6. Pro opravdové fajnšmekry je tu verze Rallye s hmotností nižší o 40 kg a ještě ultimativnějším podvozkem. Hmotnost byla ušetřena absencí komfortní výbavy, jeho cena však oproti běžné S16 neúměrně povyskočila a tak se stává na trhu ojetin opravdovou vzácností.
Karoserie
Klasický třídveřový hatchback. Od běžných verzí se vrcholná lišila jen drobnostmi jako přepracovaný přední nárazník s mlhovkami (GTI má velké kulaté) stejně jako zadní nárazník, spolu s prahy v barvě karoserie. Přibyla vetší 15-cti palcová kola s pneu 195/55. Dále jen detaily jako jiné víčko nádrže, oválná koncovka výfuku či označení modelu na zádi a boku. Pro vůz byla typická spíše čistota a nenápadnost. O tom svědčí i slušná aerodynamika s koeficientem čelního odporu Cx = 0,33. Jako u ostatních peugeotů není výjimkou dobrá antikorozní ochrana.
V interiéru nalezneme výrazněji anatomicky tvarovaná sedadla, u verze GTI sériově v kombinaci kůže/alcantra.Tříramenný volant potažený kůží, středový panel dostal stříbrný dekor a řadící páka hliníkovou hlavici. Vše ostatní bylo jako u jiných vrcholně vybavených verzí. Výbava byla dostatečně široká počínaje palubním počítačem, elektrickým ovládáním oken, zrcátek či střešního okna. Dále klimatizace nebo rádio s měničem na 6 CD. Z bezpečností výbavy sluší zmínit 4 airbagy, pásy s předepínači a omezovači tlaku, ABS. Karoserie už měla naprogramované deformační zóny.
.
Technika
Motor, převodovka
O pohon se staral vodou chlazený čtyřdobý řadový čtyřválec se zdvihovým objemem 1998 cm3. Rozvod DOHC se čtyřmi ventily na válec, vačkové hřídele poháněné ozubeným řemenem. Blok motoru litinový, hlava z hliníkové slitiny. Elektronicky řízené vícebodové vstřikování. U prvních verzí S16 nesl motor označením XU10J4L/Z, kdy zapalování zajišťovala jednotka Motronic MP3.2. Dával výkon 111/155 (kW/koní) v 6500 min-1 a 193 Nm při 3500min-1. Vás však mnohem více zajímá výkonnější varianta XU10J4RS/L3 s jednotkou Magnetti Marelli 1AP se 122/167 (kW/koní) v 6500 min-1 a 193 Nm při 5500min-1. Kompresní poměr byl 10,4:1, maximální otáčky na slušných 7300mi-1.
Motor je příjemně pružný a zatahuje už od nejnižších otáček. Pokud z něho chcete dostat maximum musíte ho točit a točit, navíc má motor pod plynem nádherně chraplavý zvuk. Druhý dech chytá v pěti tisících kdy vrcholí maximum točivého momentu a maximální výkon ze sebe ždímá těsně pod sedmi tisíci. K plnému využití jeho potenciálu slouží hodně nakrátko poskládaná 6° převodovka. Při přeřazení neklesají otáčky o víc jak 700 min-1, a tak při rychlé jízdě máte vždy dostatek výkonu. Převodovka byla vyvinuta závodním oddělením Peugeotu, je tedy dostatečně přesná a trvanlivá. Všemu sekunduje tuhá spojka.
Podvozek
To co dělá tenhle hothatch tak vyjmečným je jeho podvozek. Sice klasické konstrukce, tedy přední kola na vzpěrách McPerson s pérováním vinutými pružinami s integrovanými teleskopickými tlumiči plus příčný zkrutný stabilizátor. Vzadu kliková náprava s torzní příčkou. Zajímavostí však byl způsob uložení této nápravy – kdy elasto-kinematické vedení kol vyvolávalo v zatáčce samořiditelný efekt. V praxi to znamená, že zadní náprava se o několik stupňů natočí, čímž zmenší poloměr otáčení, vůz se pak chová velice obratně. I přesto, že má pohon předních kol, což mu teoreticky zajišťuje nedotáčivost, v krizových situacích lze správným dávkováním plynu zajistit vybočení zádě. To pomůže hlavně v příliš utažených zatáčkách.
——————————————————————————————————
O jízdních kvalitách francouzského divocha svědčí ocenění v britské anketě What car? v roce 2000, tedy 4 roky po jeho uvedení. Postavit se mohl i mnohem novějším vozům jako Clio 172 nebo Civic Type-R.
Brzdy
Samozřejmostí jsou na všech kolech kotoučové brzdy s plovoucími třmeny. V předu duté ventilované o průměru 283 mm, vzadu plné 247 mm . Standardně dodávané ABS Bendix.
Rozměry a hmotnost
Délka 4030, šířka 1695, výška 1365. Rozchod kol v předu 1464, vzadu 1439. Pohotovostní hmotnost 1160 kg, užitečná 510kg. Rozvor náprav 2580. Rozložení hmotnosti 63% vpředu a 37% vzadu. Poměr váha/výkon je 6,95kg/koně.
Jízdní výkony:
| zdvihový objem [cm3] | 1998 |
| výkon [kW/k] | 122/167 |
| točivý moment [Nm] | 193 |
| maximální rychlost [km/h] | 220 |
| 0-100km/h [s] | 8,5 |
| 400m s pevným stratem [s] | 16,1 |
| 1000m s pevným stratem [s] | 29,8 |
| Poměr váha/výkon. [kg/k] | 6,95 |
Opravdovou lahůdkou byl příjezd momentálně nejvýkonějšího, nejrychlejšího, ale také nejdražšího vozu, který dnes můžete koupit. Hádáte správně, byla to Bugatti Veyron s trefnou značkou 7A4 1001 :-).
Aktualizace 14.5
Vzhledem k šíření fám ohledně konstrukce motoru přidám několik technických informací. Snad se mi podaří problém objasnit a nebudu už dále číst fráze typu „To jsou dva svařený motory z Passatu, to umí každý a k tomu ty čtyři turba…“
Tak tedy motor nevznikl „spojením“ dvou W8, ale dvou VR8. Aby nedošlo k omylu, jeho blok je odlit v celku, což mu zajišťuje vynikající tuhost. VR8 je vidlicový motor s úhlem sevření válců 15° (viz Golf VR6). Tyto dva motory pak svírají v Bugatti úhel 90°. Jedná se o zcela nový motor ze slitiny hliníku a hořčíku. W16 má velice kompaktní rozměry, je porovnatelný s velikostí V12 třeba z Enza. Kromě zcela nově vyvinutých výkonných palivových a olejových čerpadel, disponuje časováním sacích a výfukových ventilů nebo již zmíněnými 4 turbodmychadly.
A proč nelze motory svařovat? Kvůli tuhosti bloku, ale i z důvodu technologie. Bloky jsou buď z litiny nebo z hliníkové slitiny. Litina nelze svařovat kvůli vyššímu obsahu uhlíku. S hliníkem je také problém, i když Audi své hliníkové prostorové rámy (spaceframe) svařuje-drahé a náročné, Jaguar je zase nýtuje a lepí.
Zde foto bloku z W12 používaný ve Phaetonu či Audi A8 (W16 jsem nesehnal). Podobně vypadá i blok Veyronu, „jen“ má o čtyři válce více.
Vpředu kliková hřídel z W12, vzadu z běžné V12. Rozdíl v délce je znatelný
Video o montáži Veyronu v Molsheimu
—————————————————————————————————————————
Zvědavý jsem hlavně na interiér. Podle kruhových výdechu ventilace se dá očekávat sportovnější nádech. Samozřejmostí je panoramatická střecha. Uvidíme v září ve Frankfurtu.
