Salon Paryż 2014 - Peugeot 208 HYbrid Air 2L

Studium prezentuje możliwości dalszego obniżania zużycia paliwa nowych samochodów. Zbudowano je zgodnie z kryterium produkcji na skali przemysłową w przystępnej cenie do 2020 roku.

Jak przypomina Peugeot, obniżenie emisji dwutlenku węgla o 1 g/km (około 0,043 l benzyny na 100 km) wymaga np. zmniejszenia masy własnej samochodu o 10 kg, obniżenia zużycia energii elektrycznej o 50 W, zmniejszenia oporów toczenia o 6 N, obniżenia współczynnika SCx (iloczyn powierzchni czołowej i współczynnika oporu powietrza) o 0,03 m² lub zwiększenia sprawności silnika o 1%.

Mniej kilogramów

W przypadku 208 HYbrid Air 2L, zbudowanego na bazie seryjnego 208 1.2 PureTech 82 z mechaniczną skrzynią biegów o 5 przełożeniach (średnie zużycie 4,5 l/100 km, masa własna 960 kg, SCx 0,65 m²) postawiono przede wszystkim na redukcję zbędnych kilogramów poprzez rozsądne z punktu widzenia kosztów połączenie stali, aluminium i kompozytów.

Na stalowym szkielecie zamontowano więc nową płytę podłogową z materiałów kompozytowych, która pochłania energię w przypadku zderzenia. Całość podczas produkcji jest poddawana procesowi kataforezy. Większa sztywność materiałów kompozytowych pozwoliła dodatkowo uprościć konstrukcję niektórych elementów. Na przykład tylna klapa posiada tzw. konstrukcję półszkieletową polegającą na połączeniu poszycia i warstwy wewnętrznej o grubości 1,5 mm, zapewniającej odpowiednią odporność na skręcanie. Jej obecność eliminuje konieczność stosowania wzmocnień w płaskich strefach dzięki optymalnemu ułożeniu włókien węglowych w zależności od zmian naprężeń. Sztywność i obniżona masa pozwalają także usunąć jeden z dwóch siłowników tylnej klapy. W procesie formowania wykonywany jest też kanał w warstwie wewnętrznej, umożliwiający przeprowadzenie wiązki przewodów elektrycznych i zmniejszając tym samym liczbę spinaczy.

Boki oraz płaty nadwozia, drzwi i dachu również są wykonane z materiałów kompozytowych z włóknem węglowym, podobnie jak sprężyny śrubowe zawieszenia. W tym ostatnim przypadku zastosowanie kompozytów pozytywnie wpływa na zachowanie dynamiczne za sprawą obniżenia masy części nieresorowanych. Rama podsilnikowa, drążki poprzeczne oraz podłużnice zostały wyprodukowane z odpornego na korozję, wytrzymałego aluminium, które dodatkowo można poddawać recyklingowi bez zmiany właściwości mechanicznych.

Wysiłki konstruktorów na rzecz obniżenia masy nie koncentrują się wyłącznie na zastosowaniu nowych materiałów, lecz także na przeprojektowywaniu istniejących części. Na przykład zmniejszenie grubości rury wydechowej ze stali nierdzewnej umożliwiło obniżenie masy tego elementu o 20%.

W rezultacie masa własna 208 HYbrid Air 2L względem seryjnej "208" spadła o 100 kg, do 860 kg.

Oszczędny układ napędowy

Peugeot 208 1.2 PureTech 82 jest w standardzie wyposażony w silnik benzynowy oraz manualną skrzynię biegów o 5 przełożeniach. Układ ten został zastąpiony hybrydowym układem napędowym HYbrid Air, łączącym silnik benzynowy i sprężone powietrze. Sprężone powietrze zwiększa siłę napędową podczas pracy silnika benzynowego, a w razie potrzeby może go nawet zastąpić, by włączał się on jedynie w fazach przejściowych: przy przyspieszaniu i ruszaniu z miejsca.

Układ sprężonego powietrza składa się ze zbiornika sprężonego powietrza umieszczonego pod podłogą bagażnika, zbiornika niskiego ciśnienia na wysokości tylnej belki poprzecznej, pełniącego funkcję zbiornika wyrównawczego, oraz zespołu hydraulicznego składającego się z silnika i pompy, zainstalowanego pod maską. Ten ostatni składa się z zewnętrznej sterowanej przekładni planetarnej, która steruje pracą obu rodzajów napędu. Zastępuje ona manualną skrzynię biegów, a w dodatku odpowiada za automatyczną zmianę przełożeń. Obydwa zbiorniki, znajdujące się w części tylnej auta, składają się z aluminiowej warstwy wewnętrznej, zapewniającego szczelność, oraz wzmacniającego ją płaszcza kompozytowego.

W zależności od sytuacji, układ sterujący wybiera, w sposób całkowicie nieodczuwalny dla kierowcy, tryb umożliwiający osiągnięcie najlepszej wydajności. W trybie napędu AIR (ZEV), samochód jest napędzany wyłącznie energią sprężonego powietrza. Ze względu na zerowe zużycia paliwa oraz emisję dwutlenku węgla tryb ten doskonale sprawdza się w jeździe miejskiej.

W trybie zasilania benzyną, pojazd jest napędzany wyłącznie przez silnik benzynowy. Tryb ten jest szczególnie dobrze przystosowany do poruszania się po drodze i autostradzie ze stałą prędkością. Tryb podwójnego napędu jest przeznaczony głównie do faz przejściowych w mieście i na drodze (ruszanie z miejsca, przyspieszanie). Łączy on oba napędy w odpowiednich proporcjach dobranych pod kątem optymalizacji zużycia paliwa.

Zbiornik sprężonego powietrza jest ładowany przy wytracaniu prędkości (hamowaniu lub zwalnianiu) bądź przez wykorzystanie części energii wytwarzanej przez 3-cylindrowy silnik benzynowy do sprężania powietrza. W obu przypadkach maksymalna pojemność energetyczna zbiornika jest osiągana bardzo szybko, bo w czasie zaledwie 10 sekund.

3-cylindrowy silnik benzynowy 1.2 PureTech 82 najnowszej generacji jest zoptymalizowany pod kątem redukcji strat wynikających z tarcia. W celu ich dodatkowego obniżenia oba wałki rozrządu oraz tłoki zostały pokryte diamentopodobną powłoką Diamond Like Carbon. Oprócz nowych polimerowych łożysk w silniku zastosowano olej o bardzo niskiej lepkości, który pozwala szybciej osiągnąć optymalne działanie silnika. Dzięki wprowadzonym zmianom wydajność silnika wzrosła o 4%.

Lepsza aerodynamika

Karoserię 208 HYbrid Air 2L subtelnie usprawniono pod kątem właściwości aerodynamicznych - obniżono zawieszenie pojazdu i wprowadzono sterowane wloty powietrza, ograniczające przepływ powietrza do ilości, jaka jest potrzebna w danym momencie. Zoptymalizowano również przepływ powietrza po nadwoziu poprzez dodanie listew zapewniających lepsze połączenie między słupkami i przednią szybą. Z tyłu pojawia się spojler wbudowany w klapę bagażnika oraz odsysacz powietrza pod nadwoziem. Jego zadaniem jest odprowadzanie strumienia powietrza spod samochodu dzięki wyprofilowanym osłonom pod płytą podłogową.

Widoczność do tyłu zapewniają nie lusterka, których obudowa pogarsza aerodynamikę auta, lecz kamera mocowana na wyprofilowanym wsporniku, łącząca walory estetyczne i wygodę. Duże obręcze kół o dużej średnicy są wyposażone w aerodynamiczne kołpaki. Na korzystne parametry aerodynamiczne wersji studyjnej wpływ ma również innowacyjna budowa opon o mniejszych oporach toczenia. Wybór materiałów oraz konstrukcja bieżnika pozwalają pogodzić niewielką szerokość opony z dużą średnicą koła. Współczynnik SCx zmniejszył się o 20 proc.

Koncepcyjny Peugeot 208 HYbrid Air 2L został opracowany we współpracy z partnerami francuskiej organizacji firm motoryzacyjnych - Faurecią, Michelin, Plastic Omnium oraz Valeo.

Źródło: Peugeot