Hybrydowy napęd Lexusa UX 250h

Aby zbudować taki samochód jak Lexus UX, potrzeba przełomowych technologii produkcji, lekkich materiałów, dwóch dekad doświadczenia w tworzeniu samochodów hybrydowych i ogromnej wyobraźni jego twórców.

Lexus UX 250h jest wyposażony w napęd hybrydowy nowej generacji o całkowitej mocy 178 KM, w którym wydajny silnik benzynowy współpracuje z dwoma silnikami elektrycznymi, które mogą pełnić także rolę generatorów. Czwarta generacja samoładującego się napędu hybrydowego pozwala tworzyć samochody bardziej dynamiczne, oszczędne i niskoemisyjne.

Sercem układu hybrydowego Lexusa UX 250h jest nowy 2-litrowy silnik o 4 cylindrach. To jeden z najbardziej wydajnych silników Lexusa - wykazuje się efektywnością cieplną 41%, najwyższą wśród silników benzynowych. Zastosowano w nim laserowo wycinane gniazda zaworowe, wysoki stopień sprężania (14:1) i nowy system wtrysku paliwa D4-S, łączący wtrysk pośredni i bezpośredni, aby zwiększyć wydajność. Recyrkulacja spalin przyspiesza rozgrzewanie silnika, zaś inteligentny system zmiennych faz rozrządu ze sterowaniem elektrycznym VVT-iE (Variable Valve Timing-intelligent Electric) pomaga uzyskać optymalną moc oraz niskie zużycie paliwa i poziom emisji spalin.

UX 250h otrzymał nowo opracowany układ napędowy na przednie koła, z mechanizmem różnicowym zintegrowanym z przekładnią hybrydową, która zarządza pracą silnika benzynowego 2,0 l i dwóch silników elektrycznych. Zastosowanie nowej, walcowej przekładni redukcyjnej pozwoliło umieścić elektryczny silnik napędowy (MG2) nad drugim silnikiem elektrycznym, pełniącym głównie funkcję generatora (MG1), zamiast, jak dotychczas, współosiowo. W efekcie cały układ jest mniejszy i lżejszy - jego długość została zredukowana o 45 mm, a straty spowodowane tarciem zmniejszyły się o 25 procent. MG2 pracuje teraz z wyższą prędkością obrotową, co oznacza większe osiągi i sprawność. Dzięki mniejszym wymiarom napędu można było udoskonalić układ kierowniczy, by uzyskać najlepszy w klasie promień skrętu (10,4 m).

Do zwiększenia osiągów silnika i zmniejszenia zużycia paliwa przyczyniają się także pompa oleju o płynnie regulowanym wydatku i układ chłodniczy o zmiennej wydajności z elektryczną pompą cieczy chłodzącej, ograniczające tarcie wewnętrzne.

Sterownik mocy (PCU, Power Control Unit) to wielofunkcyjne serce samochodu hybrydowego, w którym mieści się falownik, przetwornica DC/DC i elektroniczna jednostka sterująca pracą obu silników elektrycznych. W nowym UX 250h PCU jest o 20 procent mocniejszy i o 10 procent lżejszy od poprzednika. Udało się to osiągnąć dzięki nowej kompaktowej płytce obwodu drukowanego i przetwornicy, które ograniczyły straty energii i w konsekwencji zużycie paliwa.

PCU został umieszczony bezpośrednio nad przekładnią napędową, co zmniejszyło wymiary całego układu i pozwoliło obniżyć maskę samochodu. Przekłada się to na bardziej atrakcyjny profil auta i większe bezpieczeństwo pieszego w razie zderzenia.

Nowy, mniejszy akumulator niklowo-wodorkowy (NiMH) o mocy 24 kW obniża zużycie paliwa i sprawia, że samochód częściej porusza się na samym silniku elektrycznym. Nowy materiał, z którego wykonano elektrody, a także przeprojektowana konstrukcja i mniejszy system chłodzenia pozwoliły zmniejszyć wymiary akumulatora. Składa się on ze 180 ogniw o łącznym napięciu 216 V. Akumulator umieszczono pod tylną kanapą, co pozwoliło uwolnić miejsce w bagażniku, obniżyć środek ciężkości auta i poprawić rozkład masy między przodem i tyłem.

Unowocześniony napęd na wszystkie koła E-Four wykorzystuje silnik elektryczny zintegrowany z tylnym mechanizmem różnicowym. W porównaniu z poprzednim układem E-Four Lexusa, tylny układ napędowy z mechanizmem różnicowym jest teraz znacznie mniejszy i lżejszy, co pozwoliło wygospodarować większą przestrzeń bagażową i poprawić stabilność auta.

Informacje zbierane za pomocą wielu różnych czujników pomagają precyzyjnie kontrolować rozłożenie momentu obrotowego między przednią i tylną oś w zakresie pomiędzy 100:0 a 20:80, w zależności od warunków jazdy i sytuacji - podczas przyspieszania, w zakrętach czy na śliskich nawierzchniach. E-Four zapewnia także stabilną jazdę pod górę i na śniegu, a zastosowanie zamiast wału napędowego silnika elektrycznego, który współpracuje z przednionapędowym układem hybrydowym, pozwala uzyskać precyzyjnie sterowany napęd 4x4 przy znacznej oszczędności paliwa.

Aby jeszcze bardziej poprawić osiągi, twórcy UX 250h zredukowali masę auta, stosując lekkie materiały w różnych miejscach nadwozia i podwozia. Silnik benzynowy waży tylko 112 kg i jest jednym z najlżejszych w swojej klasie. 27 kg udało się zaoszczędzić, montując drzwi, maskę i tylny spojler z aluminium oraz pokrywę bagażnika z lekkich kompozytów. Wewnętrzna rama klapy bagażnika została wykonana z aluminium, zaś cały element został zbudowany z polimeru Super Olefin - to pierwsza taka konstrukcja w samochodzie Lexusa. Polimer Super Olefin został opracowany według koncepcji Toyoty i charakteryzuje się unikalną strukturą krystaliczną, która zwiększa jego sztywność i odporność na zderzenia. Dzięki tym rozwiązaniom UX ma najniżej położony środek ciężkości (594 mm) w swojej klasie i prowadzi się równie zwinnie jak dynamiczny hatchback.