211service.com
Hybride vermogenswissel
Als het gaat om hybride voertuigen, krijgen elektronica en batterijen de meeste aandacht. Maar het is elegante werktuigbouwkunde die tot stand heeft gebracht Toyota als marktleider in hybrides. nutsvoorzieningen Algemene motoren , DaimlerChrysler , en BMW passen werktuigbouwkunde toe om hun achterstand in te halen. De drie fabrikanten hebben hun krachten gebundeld om transmissietechnologie te ontwikkelen die het systeem van Toyota zou kunnen verslaan, althans op de snelweg.
GM, DaimlerChrysler en BMW rekenen op hun dual-mode hybride transmissies (hier afgebeeld) om Toyota in te halen. (Tegoed: GM)
Toyota's patenten voor hun hybride voertuig zijn gericht op de controlesystemen en geavanceerde transmissie die worden gebruikt om het vermogen te verplaatsen en te verdelen tussen de motor, elektromotoren en wielen. Er zit veel mechanica in het systeem, zegt David Hermance, uitvoerend ingenieur voor milieutechniek bij Toyota's Gardena, CA, Technical Center. Zelfs als je aan de elektrische kant aanzienlijke verbeteringen aanbrengt, krijg je niet zoveel efficiëntie als je het mechanisch niet goed doet, en je probeert de efficiëntie overal te verbeteren.
De eerste hybrides van GM en DaimlerChrysler waren zogenaamde lichte hybriden die een relatief kleine efficiëntieverbetering gaven. (BMW moet nog een hybride uitbrengen.)
Het hybridesysteem van Toyota is opmerkelijk anders vanwege de vermogenssplitsende transmissie. Tot op heden hebben concurrenten zoals Honda elektrisch vermogen geïntegreerd door motoren toe te voegen aan meer conventionele transmissies. Als gevolg hiervan moet de motor van een hybride werken om het voertuig te laten bewegen. Daarentegen stelt Toyota's transmissie hybrides zoals de Prius sedan en de Highlander SUV in staat om in volledig elektrische modus te starten, waarbij de motor wordt uitgeschakeld tijdens het lage toerental en het hoge koppel, waar het mechanische vermogen van de motor het minst efficiënt is. De motor slaat alleen aan als de bestuurder meer vermogen vraagt dan de elektromotoren kunnen leveren of om de accu van het voertuig op te laden.
Toyota's transmissie maakt ook gebruik van zijn elektrische voertuigmodus (EV) om zijn hybrides achteruit te laten rijden, dus het is niet nodig om speciale achteruitversnellingen in te bouwen die in conventionele transmissies voorkomen.
Zo'n 500 ingenieurs van GM, DaimlerChrysler en BMW ontwikkelen een nieuw transmissiesysteem dat net als Toyota werkt in EV-modus. De transmissie voegt nog een truc toe: het systeem kan ook de elektrische kant van de aandrijflijn uit de lus halen en alleen in de motormodus draaien. Hun hybride transmissie met twee standen, gepatenteerd in 1999 door GM en momenteel gebruikt in zijn hybride bussen, verwisselt de motoren met een set vaste versnellingen, waardoor de motor op de aandrijfas wordt vergrendeld. De elektromotoren helpen de schakelaar naadloos te maken door de snelheid van de twee versnellingen te synchroniseren, maar zodra de verschuiving is voltooid, zijn de motoren uit beeld. De motoren doen alle fine-tuning en de koppelingen komen gewoon over. Dat is de grote revolutie met de two-mode, zegt Tim Grewe, GM's hoofdingenieur voor de two-mode hybride aandrijflijn.
Het uit de aandrijflijn halen van de elektromotoren levert twee voordelen op. Bij het verplaatsen van zware lasten met een stabiele clip zijn de elektromotoren inefficiënt omdat ze in feite een belemmering vormen voor de motor. Door de elektromotoren in dergelijke scenario's volledig offline te halen, wordt de algehele werking van de auto efficiënter. Het grotere voordeel, zegt Grewe, zit in het verpakken van de transmissie. Door de motoren uit te wisselen bij krachtig gebruik, redden de alliantiepartners het met kleinere motoren. Het resultaat is een hybride transmissie die niet groter is dan een conventionele transmissie. We hebben de koppelingen eruit gehaald en elektrische motoren erin gezet, en daarmee konden we het in een vergelijkbaar volume verpakken, zegt Grewe. Dat zou de ontwerp- en montagewijzigingen moeten vereenvoudigen die nodig zijn om hybride als optie op bestaande voertuigen aan te bieden.
Rich Schaum, voormalig hoofdingenieur bij Chrysler en de nieuwe president van het in Warrendale, PA gevestigde Vereniging van Automotive Ingenieurs , zegt GM heeft een zeer robuuste patentpositie voor de twee-mode transmissie en dat stelt de alliantiepartners in staat om hun eigen weg te gaan met een betere technologie. De architectuur van de dual-mode technologie die wordt nagestreefd door GM, DaimlerChrysler en BMW is superieur aan wat er momenteel op straat is van andere fabrikanten, zegt Schaum.
Natuurlijk, waarschuwt Schaum, moet je er niet vanuit gaan dat Toyota stil zal staan. Toyota-hybride-ingenieur Hermance wil niet zeggen of Toyota een systeem met twee modi zou overwegen. Om te beginnen, zegt Hermance, is het niet duidelijk of chauffeurs daadwerkelijk genoeg cruisen om een significant voordeel te leveren. De vraag wordt, welk deel van de totale drive is in dat stationaire regime? Totdat we daadwerkelijke cyclustestgegevens voor hun systeem zien, is het moeilijk om te evalueren wat voor soort verbetering ze al dan niet hebben aangebracht, zegt Hermance.
Desalniettemin noemt Hermance het concept met twee standen in principe een goed idee, vooral in grote vrachtwagens – een marktsegment waar Toyota zijn hybridetechnologie nog moet toepassen.
GM zal de two-mode eind volgend jaar debuteren in de full-size Chevy Tahoe SUV, en DaimlerChrysler zal begin 2008 volgen met een hybride versie van de al even stevige Dodge Durango. Beide fabrikanten beweren dat het tweestandensysteem en de efficiëntere motoren ervoor zullen zorgen dat hun SUV's maar liefst 25 procent minder brandstof verbruiken dan hun niet-hybride tegenhangers - prestaties die veel geld waard kunnen zijn als het de recente scherpe daling in high-profit marge SUV's veroorzaakt door hoge prijzen aan de pompen.
/> /> />