Hybrydowa przyszłość
W nawale prac zmierzających do skonstruowania samochodu, który zużywałby minimalne ilości paliwa i nie emitował do atmosfery toksycznych spalin jednym z ciekawszych rozwiązań zdaje się być pojazd hybrydowy, czyli taki, który obok klasycznego silnika spalinowego posiada silnik lub silniki elektryczne. Wiele mocno akcentujących swoją obecność na współczesnym rynku firm podejmuje dzisiaj próby z samochodami hybrydowymi widząc w nich nie tak odległą znów przyszłość motoryzacji. Czyni to także Toyota. Jej propozycja nazywa się HV-M4 i jest pierwszym na świecie pojazdem hybrydowym z napędem na cztery koła.
Pomijając ciekawą kwestię wyglądu zewnętrznego oraz wyposażenia pojazdu postanowiliśmy skoncentrować naszą uwagę na rozwiązaniach technicznych, głównie zaś na silniku. Połączenie jednostki spalinowej z parą elektrycznych motorów ma na celu wyeliminowanie problemu ładowania baterii. Wysoko wydajny silnik benzynowy dostarcza podstawowej mocy jednostkom elektrycznym, z których pierwszy napędza przednie koła samochodu, drugi zaś tylne.
Połączona z systemem stale zmieniająca się przekładnia (CVT continously variable transmission) wyposażona jest w urządzenie rozdziału mocy, dzięki któremu wytworzona przez silnik energia przekazywana jest do motoru elektrycznego bądź poprzez t.zw. falownik do akumulatora. Wszystko zaś w zależności od aktualnych zapotrzebowań silnika na energię.
Podczas normalnej jazdy specjalna, elektroniczna kontrolka (ECU electronic control unit) określa poziom naładowania akumulatora. Jeśli jest on z jakiś przyczyn zbyt niski, pewna część wyprodukowanej przez silnik spalinowy mocy poprzez kontrolkę skierowna zostaje wprost do akumulatora. Dzięki wykorzystaniu umieszczonego z przodu pojazdu motoru elektrycznego jako klasycznego generatora prądu zwiększa się moment obrotowy i za jego sprawą dokonuje ładowanie baterii.
Podczas jazdy z całkowicie otwartą przepustnicą czyli w czasie przyspieszania akumulator dostarcza prąd do przedniego motoru. Dzięki temu spora dawka energii przekazywana jest na przednie koła. Ale jeśli zaistnieje sytuacja, w której konieczna jest większa moc, okresowo włącza się także tylny motor. W momencie jazdy z wykorzystaniem niewielkiej mocy (n.p. podczas zjeżdżania ze wzniesień czy poruszania się z małą prędkością) silnik wykorzystuje tylko część swoich możliwości. Wówczas samochód napędzany jest tylko przednim, zasilanym przez akumuklator motorem elektrycznym.
W czasie hamowania obydwie pary kół napędzają odpowiadające im motory. Działając na zasadzie generatorów przetwarzają one kinetyczną energię kół w prąd elektryczny i poprzez stosowne falowniki dostarczają go do akumulatora. W ten sposób żadna, najdrobniejsza nawet okazja do zgromadzenia energii elektrycznej nie jest przegapiana.
W bardzo specyficzny sposób rozwiązano w HV-M4 patent przenoszenia napędu na wszystkie cztery koła. Oto w momencie wykrycia jakiegokolwiek poślizgu przednich kół samochodu automatycznie zredukowana zostaje moc dostarczana na przednią oś. Dzieje się tak za sprawą zmiany ukierunkowania wytworzanej przez silnik mocy. Znowu przedni motor wykorzystany zostaje jako generator absorbujący moc silnika i produkujący elektryczność napędzającą motor tylny. Efektem tych działań jest przeniesienie mocy z przednich na tylne koła i zapobiegnięcie poślizgowi.
Jakie plusy niesie ze sobą zastosowany w modelu HV-M4 system hybrydowy? Otóż pozwala on nie tylko na znaczne obniżenie zużywanego paliwa oraz na kolosalne zmniejszenie emisji spalin, ale także przynosi wiele innych, praktycznych zalet. Na przykład posiadając trzy gniazdka wewnętrzne i jedno zewnętrzne (każde o mocy 100V) pozwala na wykorzystanie wytworzonego prądu elektrycznego. Istnieje zatem możliwość podłączenia różnych urządzeń domowych typu: kuchenka mikrofalowa, suszarka do włosów, maszynka do golenia czy telewizor. Można także zasilać bardziej pożyteczne od domowych urządzenia jak wózki inwalidzkie czy aparaturę medyczną. A zatem HV-M4 potrafi pełnić rolę ambulansu oraz domku campingowewgo. Na dodatek pomimo dużego zużycia energii elektrycznej pojazd nigdy nie wymaga doładowania zewnętrznego, sam bowiem stanowi rodzaj umieszczonego na czterech kółkach generatora.
