31.07.2014 Views

В ПРЕСЛЕДВАНЕ НА СЪВЪРШЕНСТВОТО - Toyota

В ПРЕСЛЕДВАНЕ НА СЪВЪРШЕНСТВОТО - Toyota

В ПРЕСЛЕДВАНЕ НА СЪВЪРШЕНСТВОТО - Toyota

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

В ПРЕСЛЕДВАНЕ НА<br />

СЪВЪРШЕНСТВОТО<br />

ИЛИ КАК TOYOTA ПРЕВЪРНА ХИБРИДИТЕ<br />

В ЧАСТ ОТ НАШАТА РЕАЛНОСТ<br />

ИСТОРИЯ,ТЕХНИКА,<br />

ДИЗАЙН, ЛИЧНОСТИ<br />

1


ЕКИПЕН ДУХ<br />

Въпреки своите несъвършенства двигателят с вътрешно<br />

горене продължава да играе главна роля в автомобила. Засега<br />

електрозадвижването не намира значимо място под слънцето<br />

като солов играч, но работата в екип за пореден път дава<br />

отлични резултати. Един разказ за високия дух, упоритостта,<br />

преследването на мечтите и целите, за хибридите и<br />

потенциала, който се крие в това съчетание.<br />

В<br />

края на 1995 година, шест месеца<br />

след като отговорните фактори в<br />

<strong>Toyota</strong> правят революционна стъпка,<br />

давайки зелена светлина на проекта за<br />

хибриден автомобил, и две години преди<br />

планираното начало на неговото серийно<br />

производство, работещите по проекта<br />

специалисти попадат в задънена улица.<br />

Прототипът просто не желае да потегли,<br />

а реалността се разминава категорично<br />

с виртуалните компютърни симулации,<br />

съгласно които системата би трябвало да<br />

функционира безпроблемно.<br />

Екипът на Такеши Учиамада, вложил в<br />

това начинание неоценим човешки, технологичен<br />

и финансов ресурс, е принуден да се<br />

върне в изходната точка и да преразгледа цялата<br />

си стратегия. Инженерите запретват ръкави<br />

и се впускат в денонощни изчисления,<br />

конструктивни промени, прекалибриране,<br />

писане на нов управляващ софтуер и прочее<br />

неблагодарни занимания в продължение на<br />

цял месец. В крайна сметка усилията им са<br />

възнаградени, но радостта трае кратко – автомобилът<br />

изминава няколко десетки метра,<br />

след което отново излиза от строя.<br />

3


По това време <strong>Toyota</strong> отдавна е автомобилен<br />

гигант с утвърден имидж<br />

на производител на висококачествени<br />

автомобили и провалът в едно толкова<br />

амбициозно ново начинание е просто немислим<br />

сценарий за компанията. Нещо<br />

повече – демонстрацията на технологичен<br />

потенциал и финансова мощ е основна<br />

част от замисъла на хибридния проект<br />

и маркетинговите стратези не могат<br />

да си позволят отстъпление пред заложеното<br />

от самите тях предизвикателство.<br />

По принцип цялата идея за хибридната<br />

разработка е нетипична за духа на <strong>Toyota</strong>,<br />

която по това време е известна повече със<br />

своя консерватизъм, отколкото със стремеж<br />

към новаторство. Стилът на компанията<br />

от десетилетия е подчинен на уникална<br />

философия, включваща внедряването на<br />

доказали ефикасността си производствени<br />

и маркетингови модели, тяхното адаптиране,<br />

развиване и усъвършенстване.<br />

Комбинацията от тези методи, съчетана с<br />

традиционния японски дух, дисциплина и<br />

мотивация, довеждат до съвършенство производствените<br />

методи на островния гигант<br />

и го превръщат в еталон за ефективност.<br />

В последните години обаче сред ръководството<br />

на <strong>Toyota</strong> се е формирала нова<br />

визия за бъдещето, съобразена с новото<br />

самочувствие на глобален играч, устремен<br />

към върха на автомобилната индустрия, а<br />

създаването на хибриден модел следва да<br />

изиграе ролята на първата голяма крачка<br />

в амбициозната задача за изграждане<br />

на авангарден и по-разкрепостен имидж.<br />

Желанието за промяна форсира процеса,<br />

което на свой ред натоварва развойния капацитет<br />

на фирмата до краен предел. Първият<br />

Prius се ражда в танталови мъки, а<br />

екипът на неговите създатели се сблъсква<br />

с неподозирани препятствия, изненадващи<br />

трудности и мъчителни технологични<br />

загадки. Разработката и проектният етап<br />

са скъпоструващи експерименти, съпроводени<br />

от множество грешни стъпки и<br />

недостатъчно прецизни инженерни решения,<br />

довели до огромен разход на време,<br />

усилия и капитал.<br />

В крайна сметка обаче целта е постигната<br />

– авангардният хибриден Prius изиграва<br />

очакваната роля на маркетингов катапулт,<br />

който успява да превърне <strong>Toyota</strong> в<br />

технологичен пионер и да разбие консервативния<br />

имидж на компанията, създавайки<br />

около нея изцяло нова високотехнологична<br />

4


аура с подчертан „зелен“ акцент. Разработката<br />

на първото поколение струва на <strong>Toyota</strong><br />

колосалната сума от един милиард долара,<br />

поглъща огромен инженерен потенциал и<br />

подлага на изпитание упоритостта, трудолюбието,<br />

духа и таланта на всички, пряко и<br />

индиректно свързани с проекта.<br />

Въпреки че стартира като „изстрел в<br />

тъмното“, Prius се превръща в революция<br />

за <strong>Toyota</strong> не само от технологична гледна<br />

точка. Процесът на неговото създаване<br />

напълно променя целия управленски<br />

модел на компанията, чийто мениджмънт<br />

никога не е вземал такова високорисково<br />

решение. Без твърдата позиция<br />

на ръководители като Хироши Окуда и<br />

Фуджио Чо хибридът може би нямаше да<br />

се пръкне в люлката на японския гигант.<br />

Грозното, изстрадано пате се превръща<br />

в начало на всички начала, очертавайки<br />

един възможен път към бъдещето на автомобила,<br />

а второто поколение започва<br />

да носи директни финансови дивиденти,<br />

попадайки на благодатната почва на високите<br />

петролни цени. Естествено и следващият<br />

след споменатите двама, кормчия<br />

на компанията Кацуаки Уатанабе умело<br />

използва положените от предшествениците<br />

си основи, поставяйки хибридните<br />

технологии в приоритетна позиция за<br />

развитие и през следващите години. Третият<br />

Prius вече е неизменна част от новата<br />

философия на <strong>Toyota</strong>, безспорно значим<br />

технологичен и пазарен фактор в автомобилната<br />

индустрия. В момента основните<br />

инвестиции са насочени към изграждането<br />

на технологии и производствени методи,<br />

които да направят новото поколение<br />

хибриди много по-достъпни и ефективни,<br />

а основен приоритет в развойната<br />

дейност са новите акумулаторни технологии,<br />

модерната управляваща електроника<br />

и силовите електроагрегати. Тук ще<br />

се опитаме да разкажем за действителния<br />

героизъм, проявен от създателите на уникалното<br />

творение.<br />

Каросерията не блести<br />

с впечатляваща външност,<br />

но под нея се крие уникална<br />

техника, която поставя ново начало<br />

в автомобилостроенето.<br />

5


ПРЕДИСЛОВИЕ<br />

Той потегля тихо и някак странно за<br />

лек автомобил. Плъзга се в мъглата<br />

от изгорели въглеводороди и с мълчалива<br />

надменност преминава край боботещите<br />

мотори на събратята си. Леко ускорение<br />

и тишината внезапно се нарушава<br />

от дискретното, но характерно бръмчене<br />

на бензиновия мотор. Сякаш за да демонстрира<br />

зависимостта на човечеството от<br />

петролните горива, класическият двигател<br />

с вътрешно горене декларира скромно, но<br />

недвусмислено своето присъствие в модерната<br />

хибридна система. Звукът на малката<br />

високотехнологична бутална машина<br />

е съвсем ненатрапчив, но самата му поява<br />

свидетелства, че удостоеният с престижни<br />

награди хибриден пионер Prius все пак не е<br />

електромобил и си остава дълбоко привързан<br />

към бензиновия резервоар...<br />

Това решение е съвсем закономерно.<br />

Може би след десетилетия електрическият<br />

автомобил ще е изместил събрата си,<br />

задвижван от мотор с вътрешно горене,<br />

но на този етап хибридната технология е<br />

най-добрата възможна алтернатива на класическите<br />

автомобили с бензинови и дизелови<br />

двигатели, когато става дума за ниски<br />

емисии. Алтернатива, която реално работи,<br />

произвежда се в големи количества и вече<br />

има приемливи цени.<br />

В същото време ролята на бензиновия<br />

двигател при японския модел е значително<br />

намалена, а електрическата система взема<br />

активно участие в задвижването както<br />

пряко, така и косвено, спомагайки за оптимизирането<br />

на работата на ДВГ. През<br />

последните години инженерите на <strong>Toyota</strong><br />

и Lexus развиха първоначалната си идея за<br />

съчетаване на качествата на паралелния и<br />

последователния хибрид, като добавиха някои<br />

допълнителни елементи и увеличиха<br />

ефективността на електромоторите, силовата<br />

електроника и батериите. Те обаче останаха<br />

верни на два технически принципа<br />

– използване на планетарен механизъм за<br />

комбиниране на мощностите на две елек-<br />

6


трически машини и ДВГ, и eлектротрансформация<br />

на част от енергията на ДВГ,<br />

преди тя да бъде насочена към колелата.<br />

За мнозина хибридната идея на японските<br />

инженери и днес продължава да изглежда<br />

фантастична, но корените й могат да бъдат<br />

открити доста назад във времето. Същинският<br />

принос на <strong>Toyota</strong> е в смелостта на<br />

решението за създаване на хибриден автомобил<br />

във времена, в които той не е нужен<br />

на никого, в практическото прилагане на<br />

модерни технологии, позволили адекватно<br />

управление на процесите с помощта на<br />

интелигентен алгоритъм и бързодействаща<br />

електроника. Зад тази лесна формулировка<br />

обаче стои огромната и всеотдайна работа<br />

на стотици висококвалифицирани инженери<br />

и изразходването на огромен финансов<br />

и технологичен ресурс. Благодарение на<br />

далновидно изградената научна и развойна<br />

база, на творческото интерпретиране<br />

на съществуващи успешни идеи и на вече<br />

доста продължителния опит в областта на<br />

хибридните разработки, японският гигант<br />

продължава да бъде доайен в тази област<br />

независимо от амбициите на новосъздадените<br />

хибридни консорциуми.<br />

Днес е ясно, че най-важното качество<br />

на Prius е хармонията между съставните<br />

компоненти на силовия тракт, постигната<br />

в преследване на максимална ефективност.<br />

Отделните агрегати са свързани в концептуално<br />

обща синергетична схема, отразена<br />

и в името на задвижващата система – HSD<br />

(Hybrid Synergy Drive). Още при конструирането<br />

на Prius I инженерите на <strong>Toyota</strong> са<br />

получили възможност да мислят широкомащабно,<br />

прекрачвайки границите на реализираните<br />

до този момент комбинации<br />

между ДВГ и електромотори и осъзнавайки<br />

предимствата, които би донесло по-гъвкавото<br />

използване на електроенергията в<br />

една напълно интегрирана система. С това<br />

те изпреварват концептуално колегите си,<br />

На пръв поглед единствено силнотоковите кабели в силовия тракт показват, че задвижването<br />

на Prius е различно от конвенционалните. Всъщност под корпуса на трансмисията могат да се<br />

открият цели две електрически машини.<br />

7


използващи паралелни хибридни решения<br />

с коаксиално свързани електродвигател и<br />

бензинов мотор. Японците създават машина,<br />

при която електроенергията не изминава<br />

елементарния път „акумулатор – електромотор<br />

– трансмисия – колела“ и обратно, а се<br />

включва в сложен кръговрат с участието на<br />

ДВГ, чиято механична енергия се използва<br />

за генериране на ток за задвижване в реално<br />

време. Схемата на Тоyota дава възможност за<br />

избягване на необходимостта от класическа<br />

предавателна кутия, за избиране на високоефективни<br />

режими на работа на ДВГ поради<br />

непряката му връзка със задвижващите<br />

колела, както и за режим на регенерация на<br />

енергията при спиране и за изключване на<br />

двигателя при престой като част от общата<br />

идея за максимални икономии.<br />

Както казахме, след успеха на Тоyota<br />

множество компании се обединиха в целеви<br />

консорциуми, за да наваксат загубеното<br />

време. Не може да се отрече обаче, че почти<br />

всички проекти се свеждат до паралелното<br />

конструктивно решение, което не може да<br />

достигне ефективността, а с това и смисъла<br />

на технологичната философия на <strong>Toyota</strong>.<br />

И днес компанията спазва принципната<br />

архитектура на първоначално разработената<br />

система, но в името на истината<br />

трябва да споменем, че конструирането на<br />

версиите на по-големите модели на Lexus<br />

изисква развойна дейност, съпоставима с<br />

тази при създаването на първия Prius. Той<br />

самият значително еволюира при второто<br />

и третото си поколение, а скоро на пазара<br />

ще се появи и plug-in версията с литиевойонни<br />

батерии като поредна революционна<br />

крачка в развитието на тази технология.<br />

Междувременно напрежението на системата<br />

значително нарасна, електрическите мотори<br />

увеличиха ефективността и намалиха<br />

обема си, което позволи елиминирането на<br />

някои детайли в конструкцията за задвижване<br />

на планетарния механизъм и намаляване<br />

броя на задвижваните елементи. Развойната<br />

дейност също никога не е спирала,<br />

а новите модели са все по-ефективни...<br />

Не на последно място значителното<br />

предимство на модела на <strong>Toyota</strong> няма само<br />

технически аспект – силата на Prius е и в<br />

посланието, което излъчват неговата сложна<br />

концепция и дизайн. Клиентите на хибридите<br />

търсят нещо изцяло ново и се стремят<br />

не само да пестят гориво и емисии, но<br />

и да го правят публично като изява на екологичния<br />

си мироглед. „Prius се превърна в<br />

синоним на хибрид, в своеобразна есенция<br />

на тази технология“, отбеляза самият вицепрезидент<br />

на Honda Джон Мендел. Разбира<br />

се, в <strong>Toyota</strong> продължават напред – големият<br />

успех на Prius накара компанията да вземе<br />

фундаментално и доста смело маркетингово<br />

решение за създаване на цяла моделна<br />

линия с това име, която по подобие на<br />

Lexus и Scion ще се превърне в отделна<br />

дъщерна марка. В момента се работи върху<br />

минимодел и компактен ван, които скоро<br />

ще се предлагат на пазара, където вече<br />

може да се открие и Auris Hybrid.<br />

Засега няма реални изгледи някой<br />

да оспори лидерската<br />

позиция на Тoyota и Lexus<br />

в хибридната област<br />

въпреки нарастващата конкуренция. Съществена<br />

част от пазарните успехи на компанията<br />

днес се дължат именно на Prius<br />

– както веднъж сподели президентът на<br />

<strong>Toyota</strong> USA Джим Прес: „Преди години хората<br />

купуваха Prius, защото е Тоyota, днес<br />

много хора купуват <strong>Toyota</strong>, защото тя произвежда<br />

модел като Prius.“ Това само по себе<br />

си е изключителен пробив. При появата на<br />

първите хибриди на пазара през 2000 година<br />

повечето хора гледаха на тях просто със<br />

скептично любопитство, но с увеличаването<br />

на цената на горивата набралата скорост и<br />

солидна преднина <strong>Toyota</strong> бързо се адаптира<br />

към променящата се обстановка.<br />

Когато започва създаването на модела<br />

Prius обаче, никой не очаква всичко това да се<br />

случи – пред инициаторите на проекта и ангажираните<br />

с реализацията инженери няма<br />

нищо друго освен бели листове хартия...<br />

8


РАЖДАНЕТО НА ЕДНА<br />

НОВА ФИЛОСОФИЯ<br />

На 28 септември 1998 година на Парижкия<br />

автосалон група ръководни<br />

кадри от <strong>Toyota</strong> начело с председателя<br />

на борда на директорите Шоичиро Тойода<br />

трябва да представят Yaris, новия малък<br />

модел на компанията. Появата му на пазара<br />

на Стария континент е насрочена за 1999 г.,<br />

а през 2001 г. трябва да бъде дадено началото<br />

на неговото производство в нов завод в<br />

Южна Франция.<br />

След края на презентацията, когато<br />

шефовете обичайно отговарят на въпроси,<br />

се случва нещо странно. По принцип центърът<br />

на вниманието трябва да бъде Yaris,<br />

но със своите въпроси журналистите бързо<br />

изместват фокуса върху новия хибриден<br />

модел на <strong>Toyota</strong>, наречен Prius. Всички се<br />

интересуват от представянето му в Европа,<br />

което трябва да стане през 2000 г. Моделът<br />

е показан за първи път през декември<br />

1997 г. в Япония и със своята невероятна<br />

технология и нисък разход на гориво бързо<br />

грабва вниманието на автомобилните производители<br />

и журналистите по света. През<br />

юли 1998 г. тогавашният президент на концерна<br />

Хироши Окуда обявява, че от 2000<br />

г. <strong>Toyota</strong> ще започне да експортира около<br />

20 000 автомобила в Северна Америка и Европа.<br />

От този момент благодарение на Prius<br />

думите <strong>Toyota</strong> и хибрид вече се произнасят<br />

като синоними, въпреки че по това време<br />

все още никой не знае за какво точно става<br />

дума. Малцина са наясно, че компанията<br />

е успяла не само да проектира този технологичен<br />

шедьовър, но и – поради липсата<br />

на техническа база и развоен потенциал от<br />

страна на доставчиците – сама да конструира<br />

и произвежда множество от уникалните<br />

системи и елементи. Трудно е да бъде<br />

пресъздаден пълноценно на няколко страници<br />

истинският героизъм, който проявяват<br />

отговорните фактори и конструкторите<br />

в <strong>Toyota</strong>, съумели да превърнат една идея в<br />

годен за серийно производство модел.<br />

9


Основният мотор в проекта за създаването<br />

на Prius е тогавашният шеф на техническия<br />

отдел и сегашен изпълнителен вицепрезидент<br />

на <strong>Toyota</strong> Такеши Учиамада.<br />

През 1990 г. комунизмът вече рухва,<br />

а икономиките на индустриалните<br />

демокрации се развиват бурно.<br />

Точно тогава председателят на борда на<br />

директорите на <strong>Toyota</strong> Ейджи Тойода<br />

предизвиква горещ дебат в компанията.<br />

„Трябва ли да продължим да произвеждаме<br />

автомобили по начина, по който го<br />

правим сега? Ще оцелеем ли през ХХІ век,<br />

ако развойната ни дейност продължи да се<br />

движи по същите релси?“<br />

По това време стремежът на производителите<br />

е да увеличават размерите на<br />

автомобилите и да ги правят все по-луксозни<br />

и <strong>Toyota</strong> не се отличава по нищо, преследвайки<br />

същите цели. Тойода, човекът,<br />

който заедно със своя съратник Соичиро<br />

Хонда е бил водещо начало в следвоенната<br />

автомобилизация на Япония, обаче е<br />

загрижен. „Това едва ли ще продължава<br />

дълго. Някой ден нещата ще се обърнат<br />

и ако ние не насочим нашата развойна<br />

дейност по нови пътища, след години ще<br />

търпим последствията от това.“ Във време,<br />

когато краткосрочните перспективи за<br />

създаване на по-мощни и луксозни модели<br />

са приоритетни, подобни тези звучат като<br />

ерес. Тойода обаче продължава упорито да<br />

10<br />

ПРОЕКТЪТ G21<br />

проповядва своята философия, докато изпълнителният<br />

вицепрезидент, отговорен<br />

за развойната дейности и разработките на<br />

нови модели – Йоширо Кимбара, не прегръща<br />

тази идея. През септември 1993 г.<br />

той създава G21, проектен комитет, който<br />

трябва да изследва нагласите и да определи<br />

философията на автомобила на ХХІ век.<br />

Още от самото началото Кимбара определя<br />

целта като автомобил с голямо интериорно<br />

пространство и нисък разход на гориво. По<br />

това време компанията разполага с армия<br />

от 12 000 инженери, включително 22-ма<br />

главни инженери; координацията между<br />

отделните звена започва да става все потрудна,<br />

а взимането на решения се превръща<br />

в сложен процес. Големият концерн натрупва<br />

критична маса, която все по-трудно<br />

се контролира. За да се постигне по-висока<br />

ефективност, са формирани четири отделни<br />

звена за развойна дейност, съответно<br />

за моделите с предно и задно предаване,<br />

за товарни и SUV модели и за системи за<br />

задвижване. Всяко от звената включва групи<br />

за планиране, дизайн, разработване и<br />

изследване на различни компоненти като<br />

ходова част и силов тракт. Когато Кимбара<br />

споделя с шефа на отдела за проектиране<br />

на модели с предно задвижване Фумио Сигура,<br />

че смята да му възложи задачата да<br />

разработи изцяло новия автомобил на ХХІ<br />

век, последният не е особено очарован, тъй<br />

като и без това има премного работа. Тогава<br />

инициативата е поета от главния инженер<br />

на отдела по общ инженеринг Рисуоке Кобочи,<br />

който формира един „дрийм тийм“<br />

– група от 10 талантливи конструктори от<br />

всички отдели, които трябва да започнат<br />

работа по проекта. Така се ражда нов екип,<br />

наречен G21 Working Group.<br />

Първата задача на този екип е да формулира<br />

идеи за нови начини за конструиране<br />

и производство на автомобили през ХХІ век<br />

и да създаде концепция за нов автомобил.<br />

Още в началото на работата си групата си<br />

поставя за цел да конструира автомобил,


който при компактните размери на Corolla<br />

да може да изминава по 20 км с всеки литър,<br />

тоест да има среден разход от едва 5 литра на<br />

100 км. След множество обсъждания, включващи<br />

използването на двигател с директно<br />

впръскване на бензин и CVT трансмисии,<br />

се прокрадва и идеята за хибридно задвижване.<br />

В предлагането на идеи се включват<br />

все повече инженери, защото на срещите<br />

често присъстват и гости от различни отдели,<br />

които имат желание да вземат участие в<br />

проекта. В началото на 1994 г. целта все още<br />

изглежда далечна, тъй като всички смятат,<br />

че след като става дума за автомобил на ХХІ<br />

век, производственият му старт трябва да<br />

бъде най-рано през 1999 година.<br />

Първият състав, работещ по проекта<br />

G21, е разпуснат през януари 1994 г. и<br />

е формирана нова група, която трябва да<br />

развие идеите на предишната. Тя вече няма<br />

статут на комитет, а на постоянен проектен<br />

екип и също включва привлечени от различни<br />

проектни подразделения инженери,<br />

ангажирани със създаването на икономичен<br />

автомобил. За шеф е избран ръководителят<br />

на Техническия административен<br />

отдел Такеши Учиамада. По това време<br />

начело на подобни отдели вече са високоспециализирани<br />

и профилирани експерти<br />

в определени области. Учиамада няма опит<br />

в областта на продуктовото планиране, но е<br />

изключително широко скроен и кипи с работата<br />

си. Роден през 1943<br />

година, той от малък се<br />

интересува от техниката<br />

и чете биографии на<br />

изобретатели като Томас<br />

Едисон. След като се сдобива<br />

с книга за Фердинад<br />

Порше и разбира, че<br />

именитият конструктор<br />

е създал не само спортни<br />

автомобили, но и „костенурката“<br />

на VW, Учиамада<br />

започва да изпитва<br />

много повече симпатия<br />

и интерес към обикновени<br />

автомобили като<br />

Ford Model T, отколкото към състезателните.<br />

Баща му също работи като главен инженер<br />

в <strong>Toyota</strong> и е ръководител на проекта<br />

за легендарното трето поколение на Crown.<br />

Фактът обаче, че Учиамада завършва не машинно<br />

инженерство, а приложна физика в<br />

университета в Нагоя, му дава възможност<br />

да мисли по-широкомащабно и да оглави<br />

новия проект, след което да се впусне в дебрите<br />

на непознатото с удивителен устрем.<br />

Като начало, заедно със своя помощник<br />

Ичида, в продължение на един месец той<br />

изучава базовата структура на автомобила.<br />

Новият екип няма никакви ангажименти<br />

към съществуващи модели, конвенционални<br />

концепции и прочее. Инженерите<br />

имат пълната свобода да работят върху<br />

изцяло нови технологични решения – подход,<br />

напълно различен от правилата в консервативна<br />

компания като <strong>Toyota</strong> по онова<br />

време. Той обаче е напълно приемлив, когато<br />

става дума за революционен автомобил,<br />

чието проектиране трябва да започне от<br />

бял лист хартия.<br />

Въпреки амбициите на участниците<br />

в проекта, работата им витае в сферата на<br />

фундаменталните науки, а конструкциите<br />

им са по-скоро с имагинерен характер – до<br />

момента, в който изпълнителен вицепрезидент<br />

на <strong>Toyota</strong> и пряко отговорен за проекта<br />

става главният управляващ директор Уада.<br />

Само с едно изречение той успява да даде<br />

11


нова посока и тласък в дейността на екипа:<br />

„Докога ще продължавате с дискусиите?<br />

Преди да приключите, светът ще е съвсем<br />

различен.“ Уада има интересен подход към<br />

развойната дейност – той смята, че автомобилната<br />

промишленост прахосва прекалено<br />

много средства, за да строи прототипи в ранна<br />

фаза на развитието на проектите. „Виждали<br />

ли сте някоя строителна фирма да прави<br />

толкова прототипи на мост? Дори самолетните<br />

компании правят по два. Само ние, от<br />

автомобилната промишленост, правим многобройни<br />

прототипи. Трябва да се фокусираме<br />

върху проектната фаза и да конструираме<br />

реални автомобили на по-късен етап.“<br />

След като се съсредоточава върху практичната<br />

страна на нещата, екипът скоро<br />

започва да формира идеите си. В първите<br />

от тях няма нищо революционно – автомобилът<br />

трябва да е с размер на Corolla,<br />

но с увеличено вътрешно пространство,<br />

да изглежда модерно, а електрическото<br />

кормилно управление да намали разхода<br />

на гориво с около три процента. След<br />

много дискусии и участие на останалите<br />

развойни екипи е решено окачването да<br />

бъде Макферсън отпред и торсионна греда<br />

отзад. Впоследствие тази компановка ще се<br />

окаже подходяща за адаптирането на останалите<br />

технологични решения. За да се ускори<br />

процесът на разработване, Учиамада<br />

прави нещо революционно за представите<br />

на <strong>Toyota</strong>. Той изоставя обичайната по това<br />

време за компанията концепция с резервен<br />

план, съгласно която много компоненти се<br />

разработват едновременно от самата фирма<br />

и от доставчик. Тази философия е помагала<br />

на <strong>Toyota</strong> да продължи да работи дори<br />

при сериозни природни катаклизми. Новият<br />

проект обаче е твърде неконвенционален<br />

и все още неясен, което прави съставянето<br />

на резервен план трудно осъществимо.<br />

12<br />

В ТЪРСЕНЕ НА<br />

ХИБРИДНА СИСТЕМА<br />

На 1 август 1994 година е дадено началото<br />

на Фаза III от развойната дейност<br />

по новия проект, който вече е<br />

назован с името Prius. На този етап все още<br />

никой не приема насериозно технологичното<br />

решение за използване на хибридна<br />

система за задвижване. Учиамада я отхвърля<br />

като реално неприложима, тъй като по<br />

това време още никой не е създал сериен<br />

модел, задвижван от подобно устройство,<br />

капацитетът и издръжливостта на батериите<br />

са плачевни, цената би била висока, а и<br />

въпреки отделните експерименти с подобни<br />

технически решения, <strong>Toyota</strong> все още не<br />

разполага със знания и опит в тази област.<br />

Преди да вземе решение за създаване на хибридна<br />

система, екипът дълго умува върху<br />

възможността за конструиране на бензинов<br />

двигател, работещ с бедни смеси, който в<br />

съчетание със CVT трансмисия (която по<br />

това време също се разработва) би имал<br />

значително по-малък разход на гориво. В<br />

крайна сметка обаче става ясно, че единствено<br />

съчетаването на електрически агрегати<br />

с двигател с вътрешно горене може да<br />

помогне за постигане на поставените пред<br />

екипа цели. Уада предупреждава Учиамада,<br />

че ако не се стреми към тях, групата трябва<br />

да бъде разпусната. Както всеки японец,<br />

Учиамада е човек на честта и не би допуснал<br />

подобно нещо.<br />

На отдела по инженеринг е възложена<br />

задачата да определи значимостта на вече<br />

съществуващи технологични решения, независимо<br />

дали са дело на компанията или<br />

не, и да изчисли себестойността на евентуалните<br />

проекти, включваща продуктово<br />

планиране и предпроизводствени фази.<br />

Именно този отдел получава директива да<br />

избере за максимално кратко време найпрактичните<br />

хибридни системи; възложено<br />

му е да действа съвместно с отдела за


A<br />

B<br />

C<br />

Генератор<br />

Двигател с<br />

вътрешно<br />

горене<br />

Трансмисия<br />

Двигател с<br />

вътрешно<br />

горене<br />

Генератор<br />

Двигател<br />

с вътрешно<br />

горене<br />

Батерия<br />

Батерия<br />

Батерия<br />

Задвижване<br />

Силова<br />

електроника<br />

Моторгенератор<br />

Задвижване<br />

Power<br />

Splitter<br />

Задвижване<br />

Основните видове хибридни концепции са<br />

от последователен (A) или паралелен (B)<br />

тип. Специалистите от <strong>Toyota</strong><br />

обаче избират смесен тип (C) като<br />

най-ефективна конструкция.<br />

Ел.<br />

мотор<br />

Силова<br />

електроника<br />

Силова<br />

електроника<br />

Moтoр<br />

електрически автомобили, който по това<br />

време усилено проектира електрическия<br />

RAV 4 EV и работи интензивно в областта<br />

на електромоторите и батериите.<br />

Последователен или паралелен хибрид.<br />

За да достигне сравнително ефективни режими<br />

на работа и задоволителен въртящ<br />

момент и съответно мощност, двигателят<br />

с вътрешно горене трябва да премине през<br />

работа в неефективни режими. Електрическият<br />

двигател пък постига въртящ момент<br />

още при нулеви обороти. Това означава, че<br />

съчетаването на тези качества може да доведе<br />

до взаимни ползи. При последователния<br />

тип хибрид двигателят с вътрешно горене<br />

задвижва генератор, който произвежда електричество<br />

за електромотора, задвижващ автомобила.<br />

Тази конверсия има своите негативни<br />

страни и води до загуби на енергия,<br />

но пък непряката връзка с колелата дава<br />

възможност двигателят да работи постоянно<br />

в ефективни режими. При паралелния<br />

тип двата агрегата са включени в паралел,<br />

обикновено са разположени коаксиално и<br />

работят заедно или поотделно в зависимост<br />

от конкретните ползи по отношение на<br />

ефективността. Изследванията на екипа установяват,<br />

че през 70-те години множество<br />

компании са реализирали подобни проекти.<br />

Производители като General Motors например<br />

са ги проучвали на ниво развойна<br />

дейност, констатирайки обаче винаги едно<br />

и също – че хибридните системи определено<br />

не са приложими в масово произвеждани<br />

автомобили. Членовете на екипа в <strong>Toyota</strong>,<br />

ангажиран със задачата да открие адекватна<br />

система, изнамират над 80 различни проекта,<br />

повечето от които са от паралелен тип.<br />

След поредица изследвания изборът е сведен<br />

до четири. Два от тях са от смесен тип и<br />

съчетават две електрически машини и ДВГ,<br />

всичките обединени с планетарен механизъм,<br />

като разликите между тях са, че агрегатите<br />

са включени към различни елементи.<br />

Третият е с подобна конструкция, при която<br />

обаче планетарният механизъм е заменен<br />

с друга механична система, а четвъртият е<br />

далеч по-просто паралелно решение, съчетаващо<br />

ДВГ с електромотор и CVT трансмисия.<br />

Екипите започват изследвания на ефективността,<br />

като използват базите данни от<br />

отделите по механични компоненти, съче-<br />

13


тавайки ги с базите на отдела по електрически<br />

машини и батерии. Скоро установяват,<br />

че това е много трудно, тъй като за целта не<br />

е създаден подходящ софтуер. Специалистите<br />

са почти отчаяни, когато един от инженерите<br />

си спомня, че колегата му Акира<br />

Охбатаке разполага с готов програмен продукт,<br />

който използва за тестване на електрически<br />

системи с горивни клетки. Програмата<br />

е създадена от американската компания<br />

Mathlab и позволява различни симулации,<br />

тъй като повечето режими на работа на агрегатите<br />

са включени в предварителното<br />

задание. За купуването на софтуера и работната<br />

станция са отделени моментално<br />

30 милиона йени. За анализите на разхода<br />

на гориво и контрола на режимите обаче<br />

се налага японците да напишат допълнителен,<br />

изцяло нов алгоритъм. Така за<br />

изключително кратко време са проучени<br />

виртуално и четирите споменати системи<br />

и са направени хиляди симулации на<br />

различни режими на работа. В края на<br />

краищата като най-ефективна е избрана<br />

системата с планетарен механизъм и две<br />

електрически машини, макар че тя далеч<br />

не е най-евтината. Конструкторите създават<br />

проектни чертежи за интегриране на<br />

системата в компактния моторен отсек на<br />

автомобила, който още по предварително<br />

задание е по-малък от стандартните заради<br />

изискването да бъде увеличен интериорът.<br />

Избрано е и име на системата – тя<br />

вече се нарича <strong>Toyota</strong> Hybrid System или<br />

THS. От този момент насетне работата на<br />

екипите приема ясна и строго определена<br />

форма – с хибридната система се заема отделът<br />

за разработване на силови трактове;<br />

отделът за електрически автомобили поема<br />

батериите и електрическите агрегати, а<br />

отделът по двигатели – ДВГ. Естествено в<br />

пряка връзка с всички тях е IT отделът, а<br />

от януари 1996 година групата G21 е преименувана<br />

на група Zi.<br />

Междувременно в цял свят се усилват<br />

и дебатите за вредните емисии, към<br />

които започват да причисляват и въглеродния<br />

двуокис. Всички се насочват към<br />

намаляване на разхода на гориво и проектът<br />

придобива нов смисъл за <strong>Toyota</strong>.<br />

Хибридната система обещава значителни<br />

икономии.<br />

Конструкторите на <strong>Toyota</strong> могат да разчитат на огромна компютърна мощ за анализите си в своя<br />

R&D център. За проектирането на сложна система като хибрида това е от особена важност.<br />

14


Проектът на TRW<br />

Идеята за обединяването на<br />

енергийните потоци точно<br />

по този способ принадлежи<br />

на трима доктори на техническите<br />

науки – Барух Берман, Джордж Гелб<br />

и Нийл Ричардсън, които в края на<br />

60-те години на ХХ век работят в<br />

отдела за разработване на задвижващи<br />

системи на американската<br />

инженерингова компания TRW.<br />

„Още тогава“, разказва Джордж<br />

Гелб в спомените си, „се замисляхме<br />

колко много нефт изразходва човечеството.<br />

Вярвахме, че в близко<br />

бъдеще хората ще използват много<br />

различни задвижващи системи и че<br />

ще има период на преход към тях.<br />

Приехме, че ролята на подходящо<br />

междинно звено в процеса на развитие<br />

биха могли да изиграят хибридните<br />

системи.“ Екипът насочва<br />

усилията си в това направление и<br />

в хода на работата се ражда идеята<br />

за създаване на устройство, използващо<br />

принципа на така наречения<br />

Power Split Device (PSD) – планетарен<br />

механизъм, чрез който се обединяват<br />

въртящият момент на електромотора<br />

и на работещия в оптимален режим на<br />

натоварване ДВГ. Пионерите решават като<br />

трети елемент на планетарния механизъм<br />

да използват втора електрическа машина в<br />

ролята на балансьор и кръщават разработката<br />

си „eлектромеханична трансмисия“<br />

(EMT). Схемата на работа предвижда част<br />

от въртящия момент на ДВГ да се предава<br />

към колелата по механичен път, а останалата<br />

да се трансформира в електрическа<br />

енергия, впоследствие отново в механична<br />

и на финала също да се отправи към колелата.<br />

Главното предаване е в пряка връзка<br />

с тяговия електродвигател, който съчетава<br />

функциите на мотор и генератор за оползотворяване<br />

на енергията при спиране. Към<br />

третия елемент на планетарния механизъм<br />

също е включен генератор, а в разработката<br />

се предвиждат оловни и никел-кадмиеви<br />

акумулатори. За съжаление първите опити<br />

за патентоване на системата удрят на камък,<br />

тъй като практиката на американското<br />

патентно ведомство изисква изработването<br />

на действащ прототип преди утвърждаване<br />

на какъвто и да е проект на хартия.<br />

Идва време теорията да бъде претворена<br />

в практика. За основа на разработката<br />

е използван 1,6-литров двигател от<br />

VW „костенурка“, към който са добавени<br />

10-киловатов синхронен високообротен генератор<br />

(способен да постигне 10 000 об./<br />

мин) на Westinghouse и постояннотоков<br />

електромотор с 27 к. с. на General Electric.<br />

Самият планетарен механизъм е заимстван<br />

от автоматична трансмисия Torqueflite на<br />

15


Chrysler, а за връзка между всички елементи<br />

е използвана малка скоростна кутия.<br />

При конструирането на системата инженерите<br />

експериментират с различни комбинации<br />

с напрежения от около 300 волта и<br />

съответните доста сериозни токове. По онова<br />

време възможностите на електронния контрол<br />

са повече от скромни и инженерите се<br />

задоволяват с обикновени мощни тиристори<br />

за пренасочване на големите електрически<br />

потоци. Въпреки примитивните си инструменти,<br />

конструкторите успяват да пресъздадат<br />

различни пътни ситуации, при което<br />

основните функции на акумулаторите, високооборотния<br />

генератор и мотора се променят<br />

посредством смяна на посоката на енергийните<br />

потоци от и към тях с помощта на<br />

проста, но ефикасна контролна система.<br />

Проектирането на функциониращия стационарен<br />

прототип трае почти две години,<br />

но патентното ведомство не се задоволява с<br />

него и изисква изработването на годен за експлоатация<br />

автомобил. За целта конструкторите<br />

вграждат цялата система в един Pontiac<br />

Tempest от 1962 година, като двигателната<br />

установка е поставена отпред, а батериите<br />

отзад. Машината доказва на практика, че е в<br />

състояние да изпълнява функциите, за които<br />

претендира, патентното ведомство признава и<br />

регистрира изобретението, а инженерите продължават<br />

работата си по усъвършенстването<br />

на системата на лабораторните стендове.<br />

Междувременно в Америка все повече<br />

се усилват гласовете за намаляване на нивото<br />

на емисиите в отработилите газове и<br />

конструкторите от TRW скоро са посетени<br />

от експерти на новосъздадената агенция за<br />

защита на околната среда ЕРА. Резултатът<br />

от визитата е крайно положителен и скоро в<br />

касата на проекта се вливат свежи средства,<br />

предназначени най-вече за усъвършенстване<br />

на акумулаторните технологии.<br />

Въпреки че практическата полза от хибридната<br />

идея е повече от очевидна (дори<br />

при тогавашното елементарно ниво на управляващите<br />

технологии оборудваният с усъвършенствана<br />

ЕМТ Dodge Dart постига 30%<br />

икономия на гориво в условията на градско<br />

движение), сложността и високата цена на<br />

проекта отблъскват автомобилните компании.<br />

Петролната криза бързо отшумява, а<br />

проектът на TRW е изоставен и постепенно<br />

потъва в забвение поради липсата на адекватно<br />

финансиране.<br />

И така – докато находчивите японци от<br />

<strong>Toyota</strong> не го изравят от прахта и не оползотворяват<br />

пълния му потенциал с помощта<br />

на стигналите далеч напред в развитието си<br />

електронни технологии. Давността на патентите<br />

на TRW отдавна е изтекла, но никой не<br />

може да отрече, че именно разработката на<br />

Бергман, Гелб и Ричардсън стои в основата<br />

на днешния Power Split Device на <strong>Toyota</strong>.<br />

В същото време самият Гелб признава изключителния<br />

принос на японците в довеждането<br />

на разработката до нивото на едросерийното<br />

автомобилно производство и забележителните<br />

им успехи в създаването и прилагането<br />

на множество нововъведения като сложното<br />

електронно управление.<br />

При реализацията на проекта на TRW за хибриден модел през шейсетте години<br />

се използва двигател, проектиран от Фердинанд Порше преди войната. Впрочем<br />

знаменитият конструктор е създал хибриден автомобил още през 1902 година.<br />

16


НОВ ШЕФ<br />

И СЪКРАТЕНИ СРОКОВЕ<br />

През август 1995 година президент на<br />

<strong>Toyota</strong> е по-младият брат на Шоичиро<br />

Тойода – Тацуро. По това време<br />

той е сериозно болен, но точно тогава Китай<br />

прави сериозни постъпки за създаване на<br />

съвместна компания с <strong>Toyota</strong>. Преди много<br />

години Сакичи Тойода е построил завод за<br />

производство на автоматични тъкачни станове<br />

в Шанхай, а преди Втората световна<br />

война Киичиро Тойода е създал в Китай,<br />

компания, която произвежда камиони.<br />

В <strong>Toyota</strong> изпитват огромен респект към Китай<br />

и смятат, че правенето на бизнес в тази<br />

страна е не само важна цел, но и въпрос на<br />

чест. Същевременно в икономическите отношения<br />

между Япония и САЩ се появяват<br />

пробойни. Щатите обвиняват японците, че<br />

огромна част от търговския дисбаланс от 60<br />

милиарда долара между двете държави се<br />

дължи на големия износ на японски автомобили.<br />

Разбира се, впоследствие страните<br />

ще се споразумеят по много от въпросите,<br />

а <strong>Toyota</strong> ще построи още един завод отвъд<br />

океана и ще започне да купува американски<br />

части. В този напрегнат момент обаче разклатеното<br />

здраве на Тацуро го принуждава<br />

да прехвърли работата си на нов директор.<br />

С встъпването си в длъжност новият шеф<br />

Хироши Окуда прави бързи и значителни<br />

Хироши Окуда ускорява процеса по разработването<br />

на първия сериен хибриден модел.<br />

промени в компанията и в нейната корпоративна<br />

организация, а освен това прокарва<br />

решения за започване на производство<br />

в Индия и Франция. Четири месеца след<br />

като е поел поста си, Окуда превръща проекта<br />

за създаване на Prius в приоритетен и<br />

измества планирания срок за започване на<br />

серийно производство от 1998 на 1997 година.<br />

Това на практика означава, че екипът<br />

на Учиамада трябва да приключи успешно<br />

развойната фаза в рамките на 24 месеца,<br />

което е с около една трета по-кратък срок<br />

от средния за компанията период на разработване<br />

на конвенционален автомобил с<br />

подобни размери.<br />

ДИЗАЙНЪТ:<br />

НЕЩО КОРЕННО РАЗЛИЧНО<br />

В<br />

средата на деветдесетте години <strong>Toyota</strong><br />

разполага с четири основни дизайнерските<br />

студиа, разположени на четири<br />

места в света – в щабквартирата в Тойота<br />

Сити, дизайнерският център в Токио, студиото<br />

CALTY в Калифорния и Европейския<br />

офис в Брюксел. Компанията има установена<br />

политика по отношение на стилистиката<br />

на автомобилите си, съгласно която създава<br />

формите им сама и не ползва услугите на<br />

външни студиа. По това време дизайнерите<br />

рисуват на ръка, а CAD програмите едва прохождат.<br />

След като отхвърля няколко предложения<br />

за дизайнерски решения на екипа от<br />

Токио като прекалено консервативни или<br />

прекалено футуристични, Учиамада решава<br />

да постъпи по изцяло нов начин, като организира<br />

конкурс между всички центрове, вклю-<br />

17


чително дизайнерите на някои доставчици и<br />

дори стилистичното подразделение на отдела<br />

за автоматични тъкачни станове. Той е готов<br />

да предложи участие и на някои европейски<br />

дизайнерски къщи – идеален начин да провери<br />

нагласите за създаване на подобен революционен<br />

автомобил и да получи визии за<br />

стилистиката му, но идеята е отхвърлена от<br />

шефовете заради опасност от изтичане на информация.<br />

В края на краищата Учиамада остава<br />

изненадан от разнопосочността на идеите<br />

на дизайнерите за бъдещия модел. Стилистите<br />

от Белгия например смятат, че настояването<br />

на техническия екип за триобемен дизайн е<br />

в противоречие с модните тенденции. Според<br />

тях в Европа клиентите предпочитат компактните<br />

хечбек каросерии и дори в средния<br />

клас се насочват към автомобили с пет врати,<br />

които не са класически седани. Впоследствие<br />

тази идея ще бъде реализирана при Prius II,<br />

но както ще видим, победителят в конкурса<br />

за първия Prius всъщност представя едно наистина<br />

оригинално решение. Каросерията,<br />

която предлага CALTY, сякаш е създадена от<br />

яйце, в краищата на което е приложена сила<br />

и веднага след като се е счупило, формата е<br />

фиксирана. По този начин шефът на отдела<br />

Лиуй успява да създаде усещане за триобемна<br />

форма на базата на еднообемен профил.<br />

Според заданието първият Prius е трябвало да<br />

бъде триобемен модел с увеличен интериор.<br />

Дизайнерът Лиуй спазва изискването, но умело<br />

придава на каросерията излъчване на двуобемна,<br />

при това със силно скосена предна част.<br />

Напълно новаторско е и арматурното табло.<br />

18


НОВ ДВИГАТЕЛ<br />

С ВЪТРЕШНО ГОРЕНЕ<br />

Първоначалната идея за използване на<br />

бензинов мотор с директно впръскване,<br />

която дори е реализирана<br />

при един от прототипите, впоследствие е<br />

отхвърлена. Хибридната система дава възможност<br />

да се избегнат определени неефективни<br />

режими на работа с ниски обороти,<br />

което позволява конструкторите да насочат<br />

вниманието си към процеса на Аткинсън.<br />

Принципно архитектурата на двигателя, работещ<br />

по този начин, не се отличава от класическия<br />

мотор на Ото. Със създаването на<br />

такава машина се заемат Тошифуми Такаока<br />

от отдела по проектиране на двигатели и<br />

Хироши Тада от отдела по силови трактове.<br />

Двигателят на Аткинсън позволява различни<br />

степени на сгъстяване и разширение<br />

(като втората е значително по-голяма,<br />

например 10:1 срещу 13:1). По този начин<br />

се усвоява по-пълноценно енергията на отработилите<br />

газове, а за да се получи този<br />

ефект, всмукателният клапан се оставя<br />

отворен по-дълго от обикновеното. След<br />

множество симулации екипът G21 решава<br />

да поръча на отдела по двигатели да разработи<br />

нова машина с работен обем от 1500<br />

куб. см. По това време компанията разполага<br />

с мотори от подобен тип – агрегатите 4Е<br />

и 5Е, които, въпреки че се произвеждат до<br />

1998 г., не се вписват в изискванията на проекта<br />

за напълно нови решения, тъй като от<br />

създаването им са изминали почти 20 години.<br />

Изцяло новият агрегат NZ се проектира<br />

под специалното наблюдение на заместник<br />

главния инженер на отдела за конструиране<br />

на автомобили с предно предаване, който е<br />

не кой да е, а Шунеи Тойода – трети син на<br />

почетния председател Ейджи Тойода. Моторът,<br />

предназначен да се използва и за други<br />

модели, е с модифициран разпределителен<br />

механизъм, който му позволява да работи<br />

по цикъла на Аткинсън, и притежава електронна<br />

дроселова клапа, защото управлението<br />

на работата му е далеч по-различно от<br />

това на конвенционалните мотори, които не<br />

са включени в хибридна архитектура. Така<br />

агрегатът за хибридния модел получава<br />

абревиатурата 1NZFXE.<br />

На пръв поглед всичко изглежда ясно и<br />

лесно, но на практика се оказва, че изисква-<br />

19


нията към версията за хибрида значително<br />

се усложняват. Това е така, защото инженерите<br />

ограничават оборотните диапазони на<br />

агрегата в името на намаляването на емисиите<br />

и избягването на неблагоприятните<br />

режими на работа, но оптимизацията на<br />

останалата работна област е много труден<br />

процес с оглед необходимостта от прецизна<br />

работа на газоразпределителния механизъм<br />

и запазване на достатъчно висок<br />

въртящ момент при ниски обороти. Предвид<br />

постоянното спиране и стартиране на<br />

двигателя е особено важно процесите да<br />

протичат по-меко и гладко, отколкото при<br />

конвенционалните машини. С тази задача<br />

се заема един от инженерите, Канеи, който<br />

започва да търси начини да оптимизира<br />

стартирането. След множество опити той<br />

установява, че това се постига най-добре,<br />

като се ограничи количеството въздух в<br />

цилиндрите, което после трябва да се сгъсти<br />

при стартиране. Решението идва с използването<br />

на създадената наскоро система<br />

за променливо газоразпределение VVT-i.<br />

Канеи я модифицира така, че при спиране<br />

да затваря всмукателния клапан още<br />

по-късно. По този начин се освобождава<br />

обратно част от количеството въздух, като<br />

обемът му се регулира прецизно, така че<br />

той и респективно компресията да не намалеят<br />

до положение, при което стартирането<br />

става невъзможно. Типичното за днешните<br />

хибридни автомобили на <strong>Toyota</strong> неусетно<br />

преминаване от един към друг работен<br />

режим до голяма степен се дължи на упоритата<br />

работа на Канеи и изключително<br />

прецизната настройка на управлението на<br />

разпределителния механизъм.<br />

20<br />

ЕЛЕКТРОМОТОРИТЕ – ЧАСТ ОТ<br />

ПРОИЗВОДСТВЕНИЯ ЦИКЪЛ<br />

Както и в другите фирми, повечето от<br />

инженерите на <strong>Toyota</strong> мечтаят да работят<br />

в отдела за технологично проектиране,<br />

а не в отдела за производствено<br />

проектиране, занимаващ се с технологиите<br />

за производство на автомобилните компоненти.<br />

Всички искат да създават автомобили<br />

и най-вече – двигатели. Ако обаче в автомобилните<br />

компании изпълняваха това<br />

желание, те щяха да са едни проектни бази,


но не и производители.<br />

Цикълът е ясен – с проектираните от<br />

първия отдел автомобили се заема вторият,<br />

който трябва да създаде процесите за<br />

производство. Колкото и да звучи странно<br />

обаче, когато идва време за конструиране<br />

на електрическите машини за Prius, приоритетен<br />

става именно производственият<br />

отдел. За първи път двата отдела работят<br />

по един проект синхронно, а кооперирането<br />

им се превръща в нещо безпрецедентно<br />

до този момент. Причината е, че специалистите<br />

от производствения отдел вече<br />

имат уникален опит, натрупан в процеса<br />

на работа по електрическия RAV 4 EV. Този<br />

опит включва разработването на нови,<br />

подходящи за масовото производство машини<br />

и дори промени в конструкцията на<br />

двигателите.<br />

Електромоторите са съществен компонент в<br />

задвижването на хибридните модели. Още в средата<br />

на деветдесетте години конструкторите на <strong>Toyota</strong><br />

избират за целта променливотокови агрегати с<br />

постоянни магнити, които нямат колектор и са<br />

значително по-ефективни от постояннотоковите<br />

– въпреки необходимостта от трансформации на<br />

прав в променлив ток и обратно. Това е един от<br />

компонентите, които еволюират значително през<br />

последните години. Пример за развитието им се<br />

вижда на снимките: вляво е комплектът електрически<br />

машини на второто поколение Prius, а вдясно – на<br />

Prius III. Намаляването на теглото и обема въпреки<br />

нарастването на мощността дава възможност да<br />

се елиминира задвижващата верига, с което се<br />

намаляват загубите от триене. При създаването на<br />

Prius от <strong>Toyota</strong> взимат решение да произвеждат сами<br />

тези агрегати, за да си гарантират качеството им.<br />

доставчици, а друга е за собствено производство.<br />

Първите смятат, че е най-добре да<br />

бъде използван асинхронен индукционен<br />

мотор, а вторите – синхронен с постоянни<br />

магнити. Чрез множество тестове втората<br />

група успява да създаде действащи прототипи<br />

на електромотори с изключително висока<br />

ефективност, а версията с 45 кВт е наймощната<br />

от този тип на пазара. На базата<br />

на придобитите познания екипът започва<br />

да конструира значително по-компактни<br />

мотори, подходящи за Prius. Конструкторите<br />

хвърлят огромни усилия, за да създадат<br />

достатъчно компактни машини, пригодени<br />

за масово производство, тъй като до момента<br />

всички агрегати са били изработвани в<br />

малки серии на ръка. Когато е разработена<br />

новата конструкция, която трябва да бъде<br />

произвеждана с по-ниска себестойност, се<br />

оказва, че един от детайлите обърква аритметиката.<br />

Това е изключително скъпият<br />

електромагнитен набор от стоманени дискове,<br />

върху които се навиват намотките.<br />

<strong>Toyota</strong> го купува от Nippon Steel, който<br />

произвежда магнитопроводимата стомана<br />

с множество имплантирани микроелементи,<br />

които я оскъпяват. Налага се Nippon<br />

да направи стотици изчисления и опити,<br />

за да намери перфектния баланс между<br />

себестойност и ефективност. За навиване<br />

на намотките е купена нова машина, но тя<br />

също създава проблеми, тъй като не може<br />

да навива по предварително проектирания<br />

начин и се налага да бъде променена конструкцията<br />

на целия мотор.<br />

THS използва два електрически моторгенератора<br />

– и двата трифазни, променливотокови,<br />

с постянни магнити и напрежение<br />

от 288 волта. Те са създадени от отдела<br />

за електрически и хибридни автомобили<br />

специално за Prius на базата на агрегатите,<br />

използвани от RAV 4 EV. Още при неговото<br />

разработване една група от инженерите се<br />

обявява за закупуване на готови агрегати от<br />

21


ОЩЕ ЕДНО НОВО НАЧАЛО –<br />

УПРАВЛЯВАЩИТЕ ТРАНЗИСТОРИ<br />

Разположен на 30 минути път от щабквартирата<br />

на <strong>Toyota</strong>, заводът Хиросе<br />

е построен от компанията през<br />

1989 година изключително за производство<br />

на полупроводникови елементи и микропроцесори.<br />

Именно той дава възможност<br />

на <strong>Toyota</strong>, заедно с Aisin и Fujitsu Ten, да се<br />

превърне в един от най-големите производители<br />

на подобни прибори.<br />

За управлението на големите електрически<br />

потоци, преминаващи от батерията<br />

към двигателите и обратно, както и от генератора<br />

към батерията и електромоторите,<br />

са нужни изключително бързи контролни<br />

устройства, които трябва да управляват токове<br />

с големина от стотици ампери. Оказва<br />

се, че използваните за целта тиристори не<br />

са достатъчно бързи, а единственото устройство,<br />

което може да върши работа в<br />

този случай, е така нареченият биполярен<br />

транзистор с изолиран гейт IGBT. Бордът<br />

на директорите на <strong>Toyota</strong> е твърдо убеден,<br />

че компанията сама трябва да произвежда<br />

въпросния транзистор, тъй като броят на<br />

хибридните автомобили ще расте и това<br />

ще осигури автономия на фирмата и контрол<br />

на пазара. Отделът за електрически<br />

автомобили обаче смята, че подразделението<br />

за производство на полупроводникови<br />

прибори няма достатъчно опит за подобно<br />

начинание.<br />

Това е самата истина. Към онзи момент<br />

единствените по-мощни транзистори от<br />

този тип се използват от 1200-волтовите<br />

мрежи на свръхскоростните влакове Шинкансен.<br />

Транзисторите, които са нужни на<br />

Prius обаче, работят с по-ниско напрежение,<br />

но трябва да управляват значително<br />

по-големи токове. Никой не знае как ще<br />

бъдат контролирани токове с големина от<br />

600 ампера и какво ще бъде в този случай<br />

поведението на така наречената сандвичева<br />

конструкция на транзистора, включваща<br />

медни и керамични елементи. За да се<br />

Още едно важно устройство, което се<br />

произвежда от компанията – така нареченият<br />

инвертор. Разположена на няколко „етажа”,<br />

тази управляваща силова електроника има<br />

за задача бързо да преобразува токовете<br />

от прави в променливи и обратно, да ги<br />

управлява и насочва към различните<br />

агрегати. Основен компонент в инвертора<br />

е мощен транзистор, наречен IGBT.<br />

Проектирането и производството му е огромно<br />

предизвикателство за <strong>Toyota</strong>.<br />

22


намали топлинното разширение, медта е<br />

заменена с материал, формиран чрез напояване<br />

на силициев карбид с алуминий, който<br />

обаче поради по-ниската си топлопроводимост<br />

се нагрява значително повече от<br />

медта. В крайна сметка само инженерите,<br />

които се занимават с проектирането, знаят<br />

колко транзистори са се взривили или разтопили,<br />

за да бъде построено адекватното<br />

устройство. Миризмата на изпаряващ се<br />

алуминий ги съпътства до последния ден<br />

на фазата на разработка. Дори след създаването<br />

на подходящия чип прототипите<br />

често спират през лятото, защото температурните<br />

датчици в отсека на инвертора<br />

сигнализират за прегряване.<br />

Финалният резултат все пак е впечатляващ<br />

– създаден е уникален IGBT модул,<br />

включващ три успоредни керамични слоя,<br />

в които чрез ултразвук са положени хиляда<br />

0.3-милиметрови алуминиеви жички. Това<br />

е още една област, в която <strong>Toyota</strong> демонстрира<br />

своя уникален характер. Междувременно<br />

за адекватната работа на силнотоковия<br />

инвертор е създадена и уникална<br />

автономна охладителна система, работеща<br />

при температурен режим, различен от този<br />

на двигателя.<br />

ГОЛЕМИЯТ ПРОБЛЕМ:<br />

БАТЕРИЯТА<br />

Какво значение би имал трудът на толкова<br />

много хора, ако не бъде създадена<br />

адекватна за това возило батерия?<br />

Може ли 400-литровата кутия с никел-металхидридни<br />

акумулатори, вградена в RAV<br />

4 EV, да бъде от помощ на конструкторите?<br />

Много от участниците в проекта Prius си задават<br />

този въпрос, но никой не би могъл да<br />

отговори. Изискванията, поставени по отношение<br />

на акумулаторния пакет за Prius,<br />

са съответно 288 волта напрежение, 20 кВт<br />

мощност и 75 кг тегло при 75 л обем. Тези<br />

параметри, разбира се, включват и обема<br />

на контролната система и охлаждането на<br />

23


батериите. В този сегмент <strong>Toyota</strong> вече няма<br />

амбициите да създава изцяло свои собствени<br />

конструкции. Такъв е случаят при разработването<br />

на RAV 4 EV, като за целта се<br />

използва опитът на концерна Matsushita.<br />

През 1995 година той създава батерия, но<br />

каква е изненадата на хората от <strong>Toyota</strong>, когато<br />

се оказва, че прагът на възможностите<br />

й далеч не отговаря на изискванията – при<br />

два пъти по-голям от зададения обем, тя<br />

разполага с едва 10 кВт мощност. За да не<br />

бъдат ограничавани тестовете на другите<br />

отдели, в багажника на прототипите са поставени<br />

по два пакета никел-кадмиеви батерии,<br />

които на практика запълват цялото<br />

място за багаж. Наистина предизвикателството<br />

пред Matsushita e огромно предвид<br />

факта, че никой дотогава не е създавал подобни<br />

батерии за леки автомобили, а при<br />

хибридния модел затрудненията идват и от<br />

това, че при нужда мощността на батерията<br />

трябва да бъде на разположение веднага.<br />

В Matsushita започват интензивна работа<br />

върху нови технологични решения за изработване<br />

на електродите, но един от найголемите<br />

проблеми се оказва температурният<br />

контрол. През това време останалите<br />

екипи, работещи по хибридната система,<br />

двигателя и електромоторите, макар че<br />

преминават през трудния процес на проби<br />

и грешки, все пак вървят упорито напред.<br />

Конструирането на батерията обаче значително<br />

изостава от останалите компоненти.<br />

Постепенно нещата влизат в релси.<br />

Всички проблеми с прегряването са решени,<br />

след като батерията е преместена от<br />

пода в багажника. Тъй като акумулаторните<br />

клетки са свързани последователно, дефектирането<br />

дори само на една клетка би<br />

означавало отказ на цялата батерия. Това<br />

от своя страна предизвиква необходимост<br />

от безпрецедентен контрол на качеството<br />

по методи, които по това време са непознати<br />

за Matsushita. Поради тази причина<br />

през декември 1996 година е създадена<br />

съвместната компания Panasonic EV Energy,<br />

чиито собственици са Matsushita Electric<br />

Corporation (24%), Matsushita Battery (36%)<br />

и <strong>Toyota</strong> (40%). От този момент вече нищо<br />

не може да скрие намеренията на компанията<br />

и целият свят вперва поглед към<br />

производителя, който се носи вихрено към<br />

ХХІ век. При производството на батериите<br />

е наложена концепцията за контрол<br />

на качеството на <strong>Toyota</strong>, което превръща<br />

новата компания в най-добрия производител<br />

на батерии към момента. Интересно е<br />

да се отбележи, че в този период хората от<br />

<strong>Toyota</strong> често споделят, че колегите им от<br />

Matsushita работят прекалено „лежерно“.<br />

Макар че и двете компании са японски, в<br />

тях цари доста различен корпоративен дух,<br />

което става особено видно при обединяването<br />

на двата екипа. В края на краищата<br />

нужните батерии са създадени, а за качеството<br />

им говори фактът, че Honda също<br />

избира фирмата като доставчик за своите<br />

хибридни системи.<br />

24


С<br />

това авантюрата приближава към<br />

своя успешен край. Край, който предизвестява<br />

едно ново начало. След<br />

многобройни тестове и множество безсънни<br />

нощи на хиляди хора <strong>Toyota</strong> е успяла да<br />

създаде един уникален автомобил. Много<br />

от компонентите му са изцяло нови, а за<br />

да бъда контролът приоритетен фактор, са<br />

разработени и нови производствени методи.<br />

Много части са уникални за хибридния<br />

модел; с някои доставчици <strong>Toyota</strong> работи за<br />

първи път и на тях тепърва им се налага да<br />

осъзнават корпоративната култура на марка<br />

като <strong>Toyota</strong>. Една такава компания е от Ирландия.<br />

Тя осигурява устройство, което извършва<br />

специфична преработка на аналогови<br />

сигнали в цифрови. Това е единствената<br />

фирма в света, предлагаща подобно нещо, и<br />

За създаването на Prius <strong>Toyota</strong> изразходва<br />

огромен финансов, технологичен и конструкторски<br />

ресурс. Всеки детайл, елемент и система се<br />

проектират от нулата и се тестват безкрайно<br />

много пъти както поотделно, така и като цялостна<br />

конструкция. Резултатът е не само уникален като<br />

технология. Въпреки множеството неизвестни, Prius<br />

се оказва изключително качествен и издръжлив<br />

благодарение на производствените методи на <strong>Toyota</strong>.<br />

СТЪПКИ В МРАКА<br />

са необходими много усилия, за да бъде убедена<br />

да преработи детайлите си така, че да<br />

са пригодни за по-суровите условия. Дори<br />

Matsushita Electric научава болезнено колко<br />

различно е качеството, необходимо при<br />

автомобилите, в сравнение с домакинските<br />

електроуреди. Специално за Prius отделът<br />

по сервизиране започва обучение на екипи<br />

една година преди пускането на модела в<br />

производство. За място, където ще се изпълняват<br />

сложните производствени процедури,<br />

е избран японският завод Такока. Месеци<br />

преди края на пусковия срок, определен<br />

от компанията, фабриката произвежда по<br />

6-7 автомобила седмично и те се тестват<br />

до разпадане. През ноември 1997 година<br />

информацията за Prius достига медиите, а<br />

автомобилните списания разказват за тес-<br />

25


Фактът, че звезди като Харисън Форд,<br />

Калиста Флокхард, Камерън Диас и Леонардо<br />

ди Каприо прегръщат идеята на опазващия<br />

околната среда автомобил, се превръща в<br />

огромен маркетингов катапулт.<br />

товете в детайли; много въпроси се задават<br />

на дилърствата. Автомобилът се превръща<br />

в сензация, в социален феномен. В края на<br />

краищата проблемите са отстранени един<br />

по един, прототипът покрива критериите<br />

на <strong>Toyota</strong> за надеждност и два месеца преди<br />

крайния срок е напълно завършен, постигайки<br />

среден разход на гориво от 3,5 л/100<br />

км! Официалното представяне на Prius е<br />

отбелязано през октомври 1997 година, а<br />

през декември първите серийни модели<br />

могат да се пипнат и поръчат в представителствата<br />

на <strong>Toyota</strong> в Япония. Скоро месечните<br />

продажби достигат впечатляващите<br />

2000 броя – независимо от доста високата<br />

цена и въпреки липсата на опит и ясна маркетингова<br />

стратегия в продажбите на подобен<br />

тип возило.<br />

Ефектът от лансирането на Prius се<br />

оказва значително по-мащабен от очакваното<br />

– в очите на общественото мнение<br />

<strong>Toyota</strong> внезапно се превръща от производител<br />

на надеждни, но скучни автомобили в<br />

отчетлив „зелен“ символ и високотехнологична<br />

компания с ярко изразено положително<br />

отношение към околната среда. През<br />

2000 година дилърите в САЩ се съгласяват<br />

да продават автомобила с намален марж на<br />

печалбата, а тъй като средствата за реклама<br />

са ограничени, маркетингът на <strong>Toyota</strong><br />

пуска в действие специална продажбена<br />

система по интернет. Последната има страхотен<br />

успех, тъй като е нещо свежо, ново и<br />

съпроводено с предимства като данъчни отстъпки<br />

при покупка. Важна роля за успеха<br />

има и отличният имидж на новия продукт,<br />

предполагащ ниско обезценяване и изгодна<br />

препродажба. Идеята на автомобила се харесва<br />

на мнозина, а интересът се повишава<br />

скокообразно, когато на страната на Prius<br />

са привлечени холивудски звезди от мащаба<br />

на Леонардо ди Каприо и Камерън Диас.<br />

Дори PR компанията, обслужваща церемонията<br />

по връчването на наградите „Оскар“<br />

за 2003 година, поръчва пет хибридни автомобила<br />

за VIP гостите на събитието, а<br />

ефектът от появата на Калиста Флокхард и<br />

Харисън Форд в Prius със сигурност се измерва<br />

в милиони.<br />

Големият бум, поставил началото на<br />

трайна тенденция към покачване на търсенето<br />

на хибридни автомобили, обаче идва<br />

едва през 2003 година с появата на новото<br />

поколение, при което японците не само<br />

усъвършенстват технологията чрез увеличаване<br />

на мощността и ефективността на<br />

агрегатите, но добавят над 530 нови патента.<br />

С него Prius вече се превръща в символ,<br />

в модерна легенда, изразяваща нов дух и<br />

разбиране за живота. Дизайнът е съвременен,<br />

привлекателен и оригинален, с ясно<br />

послание за екологичност. Тези фактори<br />

заедно със стремително растящите цени на<br />

горивата превръщат модела в бестселър, а<br />

високата оценка на журналистите се материализира<br />

от двете последователни награди<br />

за автомобил на годината – през 2004 г. в<br />

САЩ и през 2005 г. в Европа.<br />

26


КАК РАБОТИ<br />

HYBRID SYNERGY DRIVE<br />

Вгражданата в големите модели на Lexus система Lexus Hybrid Drive използва<br />

по-дълги цилиндрични мотори и допълнителни планетарни механизми за повишаване<br />

на ефективността. В основата й обаче е същият принцип на работа като този в Prius.<br />

Хибридната схема на <strong>Toyota</strong> и Lexus,<br />

изградена върху идеята за синергията,<br />

е конгломерат от множество отделни<br />

механизми, работещи в сложен синхрон,<br />

и на практика е комбинация от двете<br />

хибридни концепции. Ако сведем нещата до<br />

основни принципи, формулата на успеха на<br />

хибридните автомобили по отношение на<br />

разхода на гориво се гради на два пункта –<br />

възможността за изключване на двигателя<br />

по време на престой и способността им да<br />

оползотворяват и съхраняват част от иначе<br />

прахосваната енергия в режим на спиране.<br />

Тези два фактора обаче далеч не са единствените<br />

причини за икономичността на<br />

Prius. Отделените агрегати са свързани в,<br />

както казахме, концептуално обща синергетична<br />

схема, отразена и в името на задвижващата<br />

система – HSD (Hybrid Synergy<br />

Drive), при която има по-гъвкавото използване<br />

на електроенергията. Още по-сложна<br />

е системата Lexus Hybrid Drive, която е своеобразно<br />

надграждане на HSD, включващо<br />

допълнителни механизми, целящи оптимизация<br />

на работата на системата в някои неблагоприятни<br />

режими като циркулацията<br />

на енергия. С това специалистите от <strong>Toyota</strong><br />

изпреварват концептуално колегите си от<br />

Honda с техния „паралелен хибрид“, създавайки<br />

машина, при която електроенергията<br />

не изминава елементарния път „акумулатор<br />

– електромотор“ и обратно, а се включва в<br />

сложен кръговрат, приобщавайки ДВГ, чиято<br />

механична енергия се използва за генери-<br />

27


електрически<br />

мотор-генератор<br />

планетарна<br />

предавка<br />

електрически<br />

мотор-генератор<br />

ДВГ<br />

Сложният силов тракт на Prius съчетава един двигател с вътрешно горене и две електрически<br />

машини, които в зависимост от уславията работят като мотори или като генератори. Всички<br />

тези агрегати обединяват своята мощност в компактен планетарен механизъм. Управлението<br />

на механизмите в зависимост от различните режими обаче е изключително сложно както по<br />

отношение на контролната електроника, така и по отношение на силовата електросистема.<br />

маслена<br />

помпа<br />

POWER SPLIT DEVICE<br />

моторгенератор<br />

2 слънчево<br />

колело водило корона<br />

моторгенератор<br />

1<br />

верига<br />

с ниско ниво<br />

на шум<br />

главно предаване<br />

ДВГ<br />

свързаващ буфер<br />

зъбна предавка<br />

зъбна предавка<br />

диференциал<br />

ране на ток за задвижване в реално време. В<br />

Prius ДВГ не работи на празен ход (излишен<br />

режим), в ниски оборотни режими под 1000<br />

об./мин (поради лошото смесообразуване),<br />

както и с твърде високи обороти (липса на<br />

достатъчно време за качествено осъществяване<br />

на процесите на газообмен и горене<br />

и увеличено триене), и потегля само с помощта<br />

на електродвигателя. В голяма част<br />

от времето ДВГ работи в близък до максималното<br />

натоварване режим – т. е. когато<br />

дроселовата клапа е широко отворена, а<br />

бензиновият агрегат функционира с висока<br />

ефективност. Това е възможно, тъй като при<br />

тази хибридна схема скоростта на движение<br />

на автомобила не се определя в пряка функция<br />

от оборотния режим на двигателя.<br />

Способността на електрическите машини<br />

да създават достатъчно голям въртящ<br />

момент при нулеви и ниски обороти по<br />

28


ДВГ<br />

слънчево<br />

колело (MG1)<br />

водило<br />

(свързано<br />

с ДВГ)<br />

мотор-генератор<br />

1 MG1<br />

сателити<br />

страна пръстеновидна „корона“ (вж. схемата),<br />

„слънчево“ концентрично вътрешно<br />

зъбно колело и разположени между тях<br />

„сателитни“ зъбни колела с оси, свързани<br />

с общо „водило“. При движение на механизма<br />

сателитите обхождат вътрешно короната<br />

и външно слънчевото колело. При спиране<br />

на един от елементите, между другите<br />

два може да се предава движение. Когато и<br />

трите звена са свободни, те са обвързани<br />

помежду си в преки и точно определени<br />

математически взаимовръзки, като при<br />

движението на два от компонентите един<br />

спрямо друг, движението на третия може<br />

винаги да се определи с формула.<br />

Инженерите на <strong>Toyota</strong> просто са „закачили“<br />

водилото с планетните колела към<br />

изходящия вал на ДВГ. Когато той работи,<br />

произвежданият от него въртящ момент<br />

се предава от водилото към сателитните<br />

колела, които на свой ред го разпределят<br />

в две посоки. Първата води към короната,<br />

свързана с електрическия мотор-генератор<br />

MG2, който от своя страна предава движението<br />

към предните колела. Втората посока<br />

е към свързаното с другия мотор-генератор<br />

MG1 слънчево колело. Стойностите на силите,<br />

предавани от водилото и сателитите<br />

към слънчевото зъбно колело и короната са<br />

еднакви, но поради различния диаметър на<br />

двата зъбни елемента всеки от тях всъщност<br />

се сдобива с различен дял от въртящия момент.<br />

При Prius 72% от въртящия момент<br />

се насочва към МG2, респ. към колелата, а<br />

28% отиват към слънчевото колело и МG1.<br />

На практика всичко това означава следното.<br />

Поради пряката връзка между колелата<br />

и MG2, оборотите на МG2 са строго<br />

фиксирани за всяка определена скорост на<br />

движение на автомобила. В съответствие с<br />

оборотите на ДВГ (които компютърът задава<br />

въз основа на натискането на „електронния“<br />

педал на газта и условията на движение),<br />

управляващият блок на системата<br />

решава едно просто уравнение и определя<br />

динамично скоростта на въртене на МG1. В<br />

зависимост от ситуацията всяка от електрическите<br />

машини може да работи като генемотор-генератор<br />

2 MG2<br />

корона (свързана<br />

с MG2 и<br />

трансмисията)<br />

принцип прави класическата предавателна<br />

кутия излишна, а инженерите на <strong>Toyota</strong> са<br />

използвали в Prius интересна схема за трансформиране<br />

на енергията. Както казахме,<br />

HSD е смесен тип хибридна система, при<br />

която в зависимост от конкретната ситуация<br />

Prius работи или като „чист“ електромобил,<br />

или като последователен и паралелен<br />

хибрид едновременно – гъвкава схема,<br />

която се нуждае от подходящ предавателен<br />

механизъм. Най-ефективен се оказва планетарният<br />

тип, който се използва често при<br />

необходимост от обединяване на задвижване<br />

от два източника или от разпределяне<br />

на задвижващата сила на един източник в<br />

две посоки. Внедряването му в сложната<br />

хибридна схема на взаимодействие обаче<br />

не е лесна задача. Нови неща в принципната<br />

схема на работа на хибрида са добавени<br />

едва при Lexus RX 400h и второто му поколение<br />

RX 450h (допълнителен електродвигател<br />

на задния мост и едностепенен планетарен<br />

редуктор), Lexus GS 450h и Lexus LS<br />

600h (допълнителен двустепенен редуктор<br />

на оборотите на електродвигателя).<br />

Но да се върнем на планетарния механизъм,<br />

който в <strong>Toyota</strong> предпочитат да наричат<br />

PSD (Power Split Device) и може би<br />

имат право, защото в Prius и хибридите на<br />

Lexus няма същинска предавателна кутия<br />

в класическия смисъл на понятието. Планетарният<br />

механизъм е изграден от три<br />

основни части – назъбена от вътрешната<br />

29


Мотор-генератор 2 Мотор-генератор 1<br />

Статор<br />

Ротор<br />

Преден задвижващ мост<br />

при RX 450h<br />

ратор или мотор, като при бавно движение<br />

MG1 действа като генератор. В този случай<br />

електрониката настройва консумацията на<br />

генерираната от MG1 електрическа енергия,<br />

увеличавайки или намалявайки оборотите<br />

на ДВГ до постигане на желаната динамика,<br />

а генерираният от МG1 електрически ток се<br />

насочва към МG2. В същото време по закона<br />

на планетарния механизъм 72% от въртящия<br />

момент на ДВГ отиват към МG2, респ.<br />

към колелата, а 28% към МG1 и в крайна<br />

сметка колелата се задвижват от механична<br />

енергия, обединена след пристигането й по<br />

два пътя – чрез директна механична връзка<br />

и по електрически път след електронно управлявани<br />

трансформации. Действието на<br />

системата може би звучи безсмислено сложно,<br />

но именно благодарение на нея е изграден<br />

гъвкав и ефективен подход в разпределението<br />

на енергийните потоци в Prius.<br />

Логичният въпрос как автомобилът<br />

потегля при липса на усилваща въртящия<br />

момент предавателна кутия има прост отговор<br />

– в повечето случаи това става при<br />

изключен ДВГ и благодарение на мощния<br />

МG2, черпещ електричество от батериите.<br />

При ниско ниво на батериите системата<br />

автоматично стартира ДВГ, който<br />

задвижва генератора МG1 и произвежда<br />

необходимото на тяговия MG2 електричество.<br />

Просто и ясно – основната задача<br />

на сложната електроника се заключава в<br />

това, да определи нуждите и съобразно<br />

с тях да балансира ролите на MG1, MG2<br />

и ДВГ. При движение с ниска скорост се<br />

използва само електроенергия от батериите,<br />

при ускоряване се включват и двата<br />

енегоизточника, като MG1 за кратко също<br />

преминава в режим на мотор, за да увеличи<br />

оборотите на ДВГ и да симулира<br />

преминаване на по-ниска предавка, а при<br />

шофиране с постоянна скорост основната<br />

роля се изпълнява от предаващия тягата<br />

си по два пътя двигател с вътрешно<br />

горене... Тук е мястото да споменем, че<br />

електрическите машини са променливотокови<br />

и трифазни и поради тази причина<br />

постоянният ток от батериите и обратният<br />

поток преминават през сложни<br />

електронни преобразуватели.<br />

Решението каква ще бъде ролята на МG1<br />

и МG2 се взема от електрониката в зависимост<br />

от ситуацията с отчитане на определени<br />

дадености. Оборотите на ДВГ и MG2 винаги<br />

са „положителни“ (изключение при MG2 е<br />

движението на заден ход), докато оборотите<br />

на МG1 могат да бъдат както „положителни“<br />

така и „отрицателни“ и на него е поверена<br />

ролята на главен балансиращ елемент<br />

в системата. В случай, че Prius се движи на<br />

електричество, завъртането на MG1 в положителна<br />

посока води до стартиране на ДВГ<br />

– абсолютно неусетен и безшумен процес,<br />

тъй като електромоторът е с голяма мощност<br />

и веднага извежда ДВГ в зоната над 1000 об./<br />

мин. Интересно е да се отбележи също, че<br />

при определена скорост (около 100 км/ч при<br />

3000 об./мин на ДВГ за Prius) MG1 отново започва<br />

да се върти в обратна на MG2 посока,<br />

но този път електрониката го вкарва в моторен<br />

режим. MG2 от своя страна преминава в<br />

режим на генератор, при което се получава<br />

режим на т.нар. „циркулация на мощност“,<br />

водеща до загуби. В този случай кръговратът<br />

на енергия причинява намаляване на КПД на<br />

системата, което обяснява по-ниската ефективност<br />

при движение с високи скорости.<br />

Stator<br />

Rotor<br />

R<br />

(wi<br />

30


Режимите на работа на енергийната и силова уредба<br />

Стартиране на двигателя при<br />

спрял автомобил. Към МG1<br />

се подава напрежение, което<br />

би задвижило автомобила в<br />

обратна посока, но това се<br />

предотвратява от подаване на<br />

достатъчно голямо блокиращо<br />

напрежение на МG2, който<br />

задържа автомобила неподвижен,<br />

а силата на МG1 се предава<br />

към ДВГ, който се стартира<br />

неусетно поради голямата<br />

мощност на електрическите<br />

агрегати.<br />

Симулация на ниски предавки.<br />

При ускоряване от място<br />

оборотите на ДВГ са значително<br />

по-високи от тези на MG2,<br />

но към него и съответно към<br />

колелата не се предава достатъчно<br />

голям въртящ момент.<br />

В такъв случай МG1 работи<br />

като генератор, токът от който<br />

системата насочва към МG2. В<br />

схемата при нужда могат да се<br />

включат и акумулаторите.<br />

Симулация на високи предавки.<br />

При висока скорост на<br />

движение ДВГ може да работи<br />

и с по-ниски обороти от МG2,<br />

но се управлява така, че да работи<br />

в максимално ефективен<br />

режим с висок въртящ момент.<br />

При „най-високи предавки“<br />

управляващият компютър превръща<br />

МG2 в генератор, който<br />

натоварва ДВГ, а генерираното<br />

от него електричество изпраща<br />

към МG1, който от своя страна<br />

става задвижващ мотор.<br />

Именно тази схема позволява<br />

на ДВГ да работи с по-ниски<br />

обороти при сравнително висока<br />

скорост на движение, а<br />

системата може да симулира<br />

множество предавки между<br />

ниски и високи, променяйки<br />

ролите на МG1 и МG2 между<br />

мотор и генератор. В част от<br />

режимите едната електрическа<br />

машина зарежда и батериите<br />

(напрежението в тях никога не<br />

пада под определена граница<br />

с цел запазване на по-дългия<br />

им експлоатационен живот), но<br />

в повечето режими генерирана<br />

от едната електрическа машина<br />

енергия се насочва изцяло към<br />

другата. Принципно зареждането<br />

отнема енергия от ДВГ, но в тези<br />

случаи той работи с по-високо<br />

КПД, а акумулираната в батерията<br />

енергия се използва в случаи<br />

на много ниска ефективност,<br />

което „капитализира“ с ползи<br />

изразходената преди това.<br />

Задна предавка. Батериите<br />

подават обратно напрежение<br />

към МG2 и автомобилът потегля<br />

назад. Ако в този момент акумулаторите<br />

нямат достатъчен капацитет,<br />

се включва ДВГ, който<br />

задвижва изпълняващия ролята<br />

на генератор МG1 и осигурява<br />

необходимия ток.<br />

„Тих“ режим. МG2 се захранва<br />

единствено от батериите, ДВГ и<br />

водилото са неподвижни, а МG1<br />

се върти свободно в обратна посока,<br />

без да произвежда електричество<br />

и да натоварва системата.<br />

Неутрална предавка. В този случай<br />

HSD просто прекъсва електрическата<br />

верига на МG1 и МG2.<br />

Никакъв въртящ момент не може<br />

да бъде пренесен към колелата.<br />

Регенерация. В режим на намаляване<br />

на скоростта системата<br />

насочва генерираната от МG2<br />

електрическа енергия към акумулаторите.<br />

При нужда (в случай,<br />

че акумулаторите са препълнени<br />

и в положение В на „скоростния“<br />

лост) Prius може да прибегне и до<br />

използване на реалната спирачна<br />

сила на ДВГ. В такава ситуация<br />

MG2 започва да генерира енергия<br />

и да я отправя към МG1, а натоварването<br />

идва от спирачния момент<br />

на ДВГ. И в двата случая хибридът<br />

на <strong>Toyota</strong>/Lexus успява да<br />

оползотвори сериозен дял от излишната<br />

енергия на движещия се<br />

автомобил, а конструкторите са<br />

си позволили лукса да оразмерят<br />

спирачната система по-скромно<br />

обороти/мин.<br />

обороти/мин. (скорост на движение)<br />

Номограма на трите силови<br />

елемента. Електрониката<br />

решава какви да са<br />

оборотите на всеки от<br />

елементите. Всяка права<br />

изразява определен режим и<br />

е математическо следствие.<br />

от типичното за автомобил от<br />

този клас и тегло.<br />

Допълнителен електроускорител.<br />

Акумулираната в батериите<br />

енергия е важен резерв, който<br />

дава възможност на компютъра<br />

да държи ДВГ в оптимален режим<br />

на натоварване без оглед<br />

на режима на движение на автомобила.<br />

Зареждане на акумулаторите.<br />

Използвайки МG1 като генератор,<br />

хибридната система може<br />

да зарежда акумулаторните<br />

батерии и без автомобилът да<br />

се движи.<br />

Спрял автомобил. ДВГ работи<br />

само при нужда от зареждане<br />

на батериите – поради изключително<br />

ефективната охладителна<br />

система достигането на<br />

оптималната му работна температура<br />

става много бързо.<br />

31


Компоненти на хибридната система<br />

Главната цел на хибридната<br />

схема на <strong>Toyota</strong>/Lexus е да<br />

осигури максимална енергийна<br />

ефективност на системата<br />

като цяло, но конструкторите<br />

на <strong>Toyota</strong> са се постарали всеки<br />

един от нейните компоненти<br />

да бъде изключително ефективен<br />

сам по себе си.<br />

Захранващата мрежа с високо<br />

напрежение (High Voltage<br />

Power Curcuit). С цел да се<br />

намали големината на преминаващия<br />

през проводниците<br />

ток, а оттам и тяхното тегло и<br />

енергийните загуби, постоянното<br />

напрежение на акумулаторните<br />

батерии от 202 волта<br />

се увеличава с помощта на<br />

трансвертер (DC/AC) до променливо<br />

от 500 волта при Prius<br />

II и 640 волта при Prius III. Това<br />

става възможно благодарение<br />

на технологията, наречена биполярен<br />

транзистор с изолиран<br />

гейт. Акумулаторните батерии<br />

на <strong>Toyota</strong> Prius и хибридите на<br />

Lexus са никел-металхидридни,<br />

а при Prius Plug-in – литиево-йонни.<br />

Електрическият мотор. Високоефективният<br />

променливотоков<br />

асинхронен агрегат MG2 е<br />

с постоянни магнити.<br />

Генераторът. Втората електрическа<br />

машина е от същия тип,<br />

но е изключително издръжлива<br />

на големи натоварвания<br />

– може да достига 10 000<br />

об./мин. и притежава много<br />

висока ефективност в най-използваните<br />

средни оборотни<br />

режими.<br />

Двигателят с вътрешно горене<br />

е бензинов и работи по<br />

т. нар. „цикъл на Аткинсън“ с<br />

удължена фаза на разширение<br />

и скъсена фаза на сгъстяване<br />

– всмукателният клапан<br />

се затваря по-късно и остава<br />

отворен при почти една трета<br />

от обратния ход на буталото.<br />

Този тип двигатели са неефек-<br />

High Voltage Power Circuit е сложна управляваща система,<br />

имаща за цел не само да разпредели електрическите потоци,<br />

но и да трансформира високото променливо напрежение в пониско<br />

постоянно и обратното.<br />

тивни при много ниски оборотни<br />

диапазони (поради разширената<br />

фаза на пълнене), но при хибридите<br />

на <strong>Toyota</strong> и Lexus ДВГ просто<br />

не работи в такива режими.<br />

Управлението на процесите в<br />

бензиновия агрегат е поверено<br />

на 32-битов процесор, а към системата<br />

за охлаждане е добавен<br />

специален високотехнологичен<br />

съд, който съхранява топлината<br />

в течността до няколко дни след<br />

изключване на двигателя.<br />

Адаптивната електрическа кормилна<br />

уредба. Тази управлявана<br />

от бърз 32-битов процесор<br />

система също пести енергия,<br />

защото сервоусилвателят се<br />

включва само при необходимост.<br />

Агрегатите на оптимизираната<br />

климатична инсталация<br />

също се задвижват изцяло с<br />

електричество. Поради необходимостта<br />

от бърз пренос на<br />

голямо количество информация<br />

между отделните управляващи<br />

и изпълнителни модули<br />

на системата се използва високоскоростна<br />

мрежа САN.<br />

32


ЕВОЛЮЦИЯТА<br />

Пропорцията между мощността, преминаваща<br />

по директен механичен<br />

път и тази по електрически път в<br />

Prius е постоянна и зависи от конструкцията<br />

на планетарния механизъм, а това означава,<br />

че колкото по-голяма е скоростта<br />

на автомобила и/или натоварването, толкова<br />

по-голяма мощност се предава чрез<br />

електротрансформация. Когато се добави<br />

и факторът циркулация на мощност, става<br />

ясно защо <strong>Toyota</strong> Prius в голяма степен<br />

загубва предимствата си при постоянно<br />

движение с много висока скорост, и единствено<br />

регенеративният режим и отличната<br />

аеродинамика в известна степен компенсират<br />

тези загуби. Само в така наречената<br />

„механична точка“, в която MG1 достига<br />

нулеви обороти, се реализира чисто механично<br />

предаване, което обикновено в тези<br />

системи се използва като симулация на висока<br />

предавка. Изброените характерни за<br />

Prius проблеми се решават в голяма степен<br />

при моделите на Lexus с добавянето на допълнителни<br />

механизми, променящи предавателното<br />

отношение именно на връзката<br />

тягов електромотор – колела. При Lexus<br />

RX 450h механизмът е едностепенен, а при<br />

Lexus GS 450h и LS 600 h – с две допълнителни<br />

степени, реализирани чрез двоен<br />

планетарен механизъм и управлявани чрез<br />

целенасоченото спиране на отделните негови<br />

елементи с помощта на фрикциони. По<br />

този начин изходящият електроагрегат вече<br />

не е свързан постоянно в съотношение 1:1 с<br />

главното предаване, а връзката се променя,<br />

при което при увеличаване на скоростта<br />

може чрез „превключване на предавките“<br />

да се намалят оборотите на електродвигателя<br />

(както е при конвенционалните автоматични<br />

трансмисии) и не само да се<br />

измести точката на размяна на ролите на<br />

двете електрически машини и настъпването<br />

на циркулация на мощност, но също да<br />

се намали размерът им поради гъвкавото<br />

управление на режимите на работа. Тази<br />

интервенция на практика променя оборотните<br />

режими и респективно въртящия момент<br />

на тяговия мотор, но принципно взаимовръзката<br />

между трите агрегата – ДВГ и<br />

двете електрически машини, се запазва.<br />

Междувременно обаче много неща се<br />

промениха в самите агрегати на Prius и<br />

неговите производни Auris HSD, Lexus CT-<br />

200h. Новостите ще бъдат вложени и в бъдещите<br />

Yaris HSD, Prius V и Prius C. Напрежението<br />

в системата нараства, увеличава<br />

се ефективността и се намалява обемът на<br />

електромоторите.<br />

33


PRIUS ТРЕТИ<br />

При третото поколение на модела<br />

японските инженери са се концентрирали<br />

главно в областта на окачването<br />

и силовото предаване. Работният<br />

обем на бензиновия двигател е нараснал от<br />

1,5 на 1,8 литра, съпроводен от съответния<br />

скок в мощността, която вече е 98 к.с. Сериозни<br />

модификации е претърпяла и системата<br />

за управление на енергийните потоци<br />

в хибридния силов тракт, а част от периферните<br />

звена са оптимизирани – водната<br />

помпа например вече е електрическа и консумира<br />

енергия само при необходимост. За<br />

по-добро усвояване на енергията спомага и<br />

водният кожух на изпускателната система,<br />

благодарение на който продължителността<br />

на работа на двигателя в по-нисък от оптималния<br />

температурен режим се съкращава<br />

с всички произтичащи от това положителни<br />

последствия върху разхода на гориво и<br />

нивото на вредните емисии. Подобрени са<br />

и характеристиките на електрическия дял<br />

от силовия тракт – вместо 50 кВт без редуктор,<br />

тяговият електромотор вече развива<br />

59 кВт с редуктора и значително по-високи<br />

показатели на въртящия момент.<br />

Подобно на своя предшественик, Prius<br />

III използва никел-металхидридни акумулаторни<br />

елементи, но капацитетът им е<br />

увеличен, а нарастването на напрежението<br />

на инвертора на 650 волта вече позволява<br />

движение изцяло на електрическа тяга със<br />

скорост 55 км/ч на разстояние до два километра.<br />

Новост е и гаранцията за надеждно<br />

стартиране при температури до –30 о С, но<br />

качественият скок по отношение на акумулаторите<br />

тепърва предстои – скоро на пазара<br />

ще се появи и plug-in версия с литиевойонни<br />

батерии.<br />

Като цяло външният дизайн и при третото<br />

поколение запазва подчертано сдържания<br />

си характер с леки футуристични<br />

акценти. Впечатление правят преди всичко<br />

предните светлини със зигзагообразна<br />

чупка в типично японски стил, докато<br />

промените в предната престилка, колоните<br />

на челното стъкло и задницата, предназначени<br />

за намаляване на коефициента на<br />

въздушно съпротивление (от 0,27 при Prius<br />

II на 0,25) трудно могат да се забележат от<br />

неспециалист. Същото може да се каже и<br />

за промените в дължината и широчината,<br />

34


увеличени съответно с 15 и 20 милиметра<br />

в сравнение с тези на предходния модел.<br />

Meждуосието е останало непроменено.<br />

Много по-забележимо е развитието<br />

на стилистиката в интериора. Погледът<br />

веднага се привлича от „плаващата“ в<br />

пространството централна конзола с<br />

джойстик за управление на трансмисията<br />

по изцяло електронен път, а възможността<br />

за контрол на по-голямата<br />

част от функциите с бутони на волана<br />

придава на общата атмосфера нотка на<br />

научна фантастика, допълнена от изцяло<br />

цифровите дисплеи на приборите върху<br />

арматурното табло.<br />

Нарасналите показатели на мощността<br />

и въртящия момент дават осезаемо отражение<br />

върху динамиката. Наред с чувствителното<br />

нарастване на предната и задната<br />

следа (съответно с четири и два сантиметра),<br />

Prius III показва стегната, стабилна<br />

настройка, която би допаднала дори на<br />

разглезените в това отношение европейски<br />

потребители.<br />

Prius Plug-in-Hybrid<br />

Пътят към електрическата мобилност се оказа<br />

трънлив и труден за изминаване – акумулаторните<br />

батерии все още са твърде скъпи и тежки,<br />

времето за зареждането им е прекалено дълго,<br />

а постижимият пробег на ток си остава сравнително<br />

скромен. Усилията на автомобилния<br />

бранш обаче не спират, а Prius Plug-in-Hybrid е<br />

поредна решителна крачка към едно по-екологично<br />

електрическо бъдеще.<br />

Докато при познатата версия на пионера сред<br />

серийните модели с хибридно задвижване<br />

<strong>Toyota</strong> Prius шофирането само на ток е възможно<br />

само при определени условия и за доста<br />

кратки разстояния, Plug-in-Hybrid позволява<br />

изминаването на около двайсет километра, без<br />

да се използва стандартният бензинов мотор.<br />

От една страна, това звучи малко, но съвсем<br />

обективно погледнато, в нормални градски<br />

условия въпросният пробег най-често е достатъчен,<br />

за да отиде човек на работа – поне в<br />

едната посока. Друг е въпросът, че ако работите<br />

по-далеч от вкъщи, а паркингът на работното ви<br />

място не предоставя възможност да включите<br />

автомобила си да се зарежда в електрическата<br />

мрежа, ще се наложи да се върнете по добрия<br />

стар начин, а не само с помощта на електроенергия.<br />

Обективно погледнато обаче, тези фактори<br />

съвсем не са по вина на Prius.<br />

Сам по себе си автомобилът върши работата си<br />

изключително добре – в зависимост от стила на<br />

каране и трафика, той с лекота изминава между<br />

10 и 20 км само на ток. Максималната скорост<br />

в електрически режим на работа е около 100<br />

км/ч, в теста бяха отчетени дори 112 км/ч. Ако<br />

дневният ви пробег се вписва във възможностите<br />

на електрическия модус на задвижване,<br />

1,8-литровият двигател с вътрешно горене се<br />

стартира съвсем за кратко, колкото да поддържа<br />

добрата си форма. В такива случаи на арматурното<br />

табло може да видите гордия надпис:<br />

„Разход 0,0 литра за 15 км.“<br />

Реалната консумация на Plug-in е изключително<br />

зависима от куп фактори, така че официално<br />

обещаният разход от 2,6 л/ 100 км (което съответства<br />

на 59 г CO 2<br />

/км) си остава постижим<br />

само в лабораторни условия. На дългия 288<br />

километра нормиран цикъл за измерване на<br />

минимален разход, който използваме, автомобилът<br />

отчете 4,2 л/100 км. При същите условия<br />

нормалният Prius даде стойност 3,9 л/100 км.<br />

Това е лесно обяснимо, тъй като Plug-in работи<br />

на ток по доста малка част от цялата отсечка,<br />

след което почва да работи в същия цикъл, както<br />

стандартния модел, а разликата в теглото на<br />

двата автомобила е цели 70 килограма.<br />

При средния разход в теста ситуацията вече<br />

е коренно различна – Plug-in изразходва 4,8<br />

л/100 км, което е със сензационните 15 процента<br />

по-малко в сравнение с нормалния<br />

Prius и е най-ниската стойност, която ние от<br />

auto motor und sport някога сме отчитали за<br />

бензинов автомобил. Реалните емисии на CO 2<br />

също са радващо ниски.<br />

35


RX: ШИФЪРЪТ НА<br />

ПРЕВЪЗХОДСТВОТО<br />

Един ден вероятно ще стартираме<br />

двигателя на автомобила си с едно<br />

кликване и после с едва забележими<br />

движения на пръстите като по мишка на<br />

лаптоп ще водим безшумната машина по<br />

улици и пътища. Конструкторите на Lexus<br />

RX 450h засега ни спестяват този шокиращ<br />

преход към бъдещето, но са направили<br />

много, за да ни подготвят за него. При<br />

толкова много футуристична техника дори<br />

изглежда учудващо, че за да потегли, тихият<br />

2,2-тонен колос се нуждае от обичайното<br />

натискане на десния педал – също като съвсем<br />

обикновен автомобил.<br />

В духа на днешния ден обаче японският<br />

всъдеход фокусира вниманието на<br />

публиката с едно-единствено число. Не,<br />

не става дума за общата мощност на системата,<br />

възлизаща на 299 к.с. Наистина и с<br />

нея Lexus изпреварва конкурентите си, но<br />

в случая решаващ е отделяният CO 2<br />

– 148<br />

грама на километър. За да постигнат това,<br />

инженерите са бръкнали дълбоко в торбата<br />

с фокусите – новоразработеният V6-мотор<br />

с 249 к.с. работи по т.нар. принцип на<br />

Аткинсън. В допълнение към това сложна<br />

система за рециркулация и охлаждане на<br />

отработилите газове понижава температурата<br />

им от 880 на 150 градуса. Отдадената<br />

от газовете топлина се оползотворява, като<br />

с нейна помощ двигателят достига по-бързо<br />

работна температура – така, особено в студени<br />

дни, той работи значително по-ефективно<br />

и управляващата електроника може<br />

да превключи по-бързо в електрически<br />

режим. Както и в предишния модел, в RX<br />

450h се използват никел-металхидридни<br />

акумулатори, но сега те са разположени по<br />

нов начин за по-добро охлаждане и са малко<br />

по-компактни от преди. При нужда един<br />

електромотор на задния мост осигурява повече<br />

сцепление и още тяга.<br />

Въпреки целия високотехнологичен<br />

пакет, за да се движи автомобилът, десният<br />

крак и занапред ще трябва да извършва<br />

обичайното движение по посока на пода.<br />

Ако това стане по-енергично, оборотите се<br />

устремяват нагоре, 3,5-литровият бензинов<br />

мотор започва да издава малко по-силен, но<br />

постоянен звук, а RX дръпва мощно напред.<br />

Необикновената акустика е характерна за<br />

работата на специфичната за този тип хи-<br />

36


бриди трансмисия с електрическо управление.<br />

Динамичните показатели са подобрени<br />

допълнително и благодарение на разширения<br />

диапазон на висок въртящ момент при<br />

електромоторите, както и на новата система<br />

за управление, осигуряваща по-ефективна<br />

работа на бензиновия двигател.<br />

SUV моделът не само преодолява комфортно<br />

дълги разстояния, но се държи на<br />

пътя и особено в завои много по-чевръсто<br />

от своя предшественик. За това му помагат<br />

специално настроената за европейския пазар<br />

ходова част и конструираният наново<br />

заден мост с двойни напречни носачи.<br />

След кратка секунда на замисляне, дължаща<br />

се на трансмисията, автомобилът се<br />

впуска в яростна атака напред и позволява<br />

да бъде воден по тесни планински пътища<br />

много по-прецизно, отколкото това бе възможно<br />

с предишния модел. От друга страна,<br />

удобните широки седалки и предлаганото<br />

по желание пневматично окачване с регулиране<br />

на просвета правят RX, подобно на<br />

всеки друг Lexus, почти идеално пригоден<br />

за спокойно и продължително шофиране<br />

по шосета и магистрали.<br />

Спокойното и релаксиращо поглъщане<br />

на километър след километър в RX 450h<br />

носи двойно удоволствие – от шофирането<br />

и от пестенето на гориво.<br />

Водачът вече може да участва по-активно<br />

в опазването на околната среда, като в<br />

зависимост от ситуацията избере някой от<br />

предлаганите режими на движение – ECO,<br />

EV (изцяло електрическо задвижване) и<br />

SNOW (за хлъзгав терен). Така може да се<br />

постигне оптимално управление на силовия<br />

тракт, което води до още по-малък<br />

разход на гориво. Всички електрически<br />

вериги се управляват от общ блок, обединяващ<br />

функции като например трансформирането<br />

на постоянния ток с напрежение<br />

288 волта от акумулатора на хибридната<br />

система в 650-волтов променлив ток за<br />

задвижване на електромоторите, както и<br />

в постоянен ток с напрежение 12 волта за<br />

обичайните консуматори и зареждане на<br />

обикновената бордова акумулаторна батерия.<br />

Управляващият блок, който освен това<br />

регулира мощността и взаимодействието<br />

на електромоторите и бензиновия двигател,<br />

в новия RX е станал още по-компактен,<br />

като обемът му е намален на 18,2 вместо 30<br />

литра, а теглото му – на 22 вместо 30 килограма.<br />

Двустранното охлаждане позволява<br />

увеличаване на енергийната плътност с 40<br />

процента и същевременно 10-процентно<br />

намаляване на електрическите загуби, което<br />

в крайна сметка се отразява добре върху<br />

разхода на гориво.<br />

RX 450h е един от най-екологичните SUV модели и ярка еволюция<br />

на първоначалната хибридна идея на <strong>Toyota</strong>.<br />

37


ЗЕЛЕН СПОРТСМЕН<br />

Ако дизайнът на първото поколение<br />

Prius не се различаваше по нищо<br />

от този на средностатистическата<br />

Corolla, пробивът на хибридната вълна<br />

със сигурност щеше да дойде значително<br />

по-късно. Независимо от екологичните и<br />

технологични предимства на новата система,<br />

без оглед на изгодите за потребителя и<br />

въпреки обема на инвестираните от <strong>Toyota</strong><br />

средства. Този наглед парадоксален факт е<br />

отдавна известен, оценен по достойнство и<br />

многократно интерпретиран в дела от пазарните<br />

стратези не само в автомобилните<br />

компании.<br />

Зеленото трябва да е яркозелено. Хибридът<br />

следва да изглежда различно от<br />

останалите. Наред с безспорната си легитимност,<br />

изразена ярко и до днес върху<br />

физиономията на третото поколение на<br />

пионера Prius, този постулат претърпя и<br />

значително развитие през последните години,<br />

белязани от нарастваща популярност и<br />

покачващи се производствени тиражи. На<br />

пазара отдавна са хибридните RX, GS и LS,<br />

чиято принадлежност към екофракцията<br />

доби ефирни, разпознаваеми само с набито<br />

око и обучено ухо очертания, а Auris<br />

Hybrid нанесе отчетлива демократична<br />

корекция на привилегията да притежаваш<br />

автомобил с хибридно задвижване.<br />

Къде е мястото на новия CT 200h в така<br />

очерталия се пейзаж? Ако приемем, че<br />

размерът има значение, то габаритите на<br />

хечбека го поставят в ясна позиция в йерархията<br />

на Lexus. Свободното място под<br />

IS дава отлична възможност за разширяване<br />

на потенциалния кръг потребители на<br />

престижната дивизия на японския гигант,<br />

осигурявайки едновременно с това почетна<br />

дистанция от хибридите на <strong>Toyota</strong>. Резултатът<br />

е сполучлива, типична за Lexus смес,<br />

придружена от солидна доза динамика,<br />

изразена еднакво добре в пропорциите на<br />

ниската и широка каросерия, в агресивното<br />

оформление на предницата и в 17-цоловите<br />

колела на тестовия автомобил.<br />

Нищо очевидно обаче няма във външния<br />

израз на хибридната идентичност на<br />

CT 200h. Ако не сте запознати с намерението<br />

на Lexus да предлага този модел само<br />

с хибридно задвижване (поне за момента)<br />

и сте пропуснали да забележите и разшифровате<br />

значението на малкия индекс „h”<br />

върху капака на багажника, шансовете ви<br />

да разконспирирате хибридната система в<br />

новия модел се свеждат до минимум.<br />

38


Разбира се, винаги можете да разкъсате<br />

брутално опаковката на изненадата,<br />

отваряйки предния капак. Или пък да заложите<br />

на късмета, очаквайки погледът<br />

ви да попадне върху надписите в задната<br />

част на праговете. Но правилният подход<br />

в случая е да заемете мястото зад волана,<br />

защото контактът с тандема от ДВГ и електромотор<br />

е безспорно най-директен и непосредствен<br />

на мястото на водача. Именно<br />

там, заобиколен от атмосфера в спортен<br />

стил, модерна електроника и изискани<br />

материали, насочени към придирчивия<br />

европеец, от полегатата централна конзола<br />

скромно се подава върхът на японския<br />

технологичен айсберг – странен по форма<br />

джойстик, който донякъде прилича на<br />

прибора за управление на трансмисията<br />

на Prius. Прилича. Но само донякъде. И<br />

на нищо друго. Във всеки случай не и на<br />

скоростен лост.<br />

На никой друг автомобил с динамична<br />

външност и съответстващи й амбиции не<br />

прилича и CT 200h. Двойствената природа<br />

на новия модел се подчертава от възможността<br />

за преминаване към спортен режим<br />

на движение, при което контролните прибори<br />

зад волана променят не само цвета, а<br />

и съдържанието си, а изграденият от познатите<br />

от Prius компоненти силов тракт демонстрира<br />

доста различна страна от своята<br />

природа. Успоредно с преминаването на осветлението<br />

на арматурното табло от хладно<br />

синьо към огненочервено и замяната на изображението<br />

на енергийните потоци върху<br />

дисплея с класически оборотомер, хибридът<br />

безапелационно пришпорва впряга<br />

от 1,8-литров високоефективен бензинов<br />

агрегат и две синхронни електрически машини,<br />

черпейки щедро от съхранената в<br />

никел-металхидридните клетки енергия и<br />

изстисквайки 16-клапановият мотор с променилива<br />

система за газоразпределение до<br />

над 5000 об./мин. При това стават ясни две<br />

неща – първо, че декларираните от Lexus<br />

динамични характеристики (10,3 секунди<br />

от 0 до 100 км/ч, 180 км/ч максимална<br />

скорост) са напълно реалистични и второ,<br />

че шумоизолацията при CT 200h е значително<br />

по-добра от тази на Prius. Разбира се,<br />

едновременното постигане на екстремни<br />

стойности по отношение на динамиката и<br />

на разхода е невъзможно като пълното щастие,<br />

но може би някой ден... Нима преди десет<br />

години някой би дръзнал да изрече на<br />

един дъх „спортен” и „хибрид”?<br />

39

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!