تويوتا تغير قواعد اللعبة بالنظام الهجين في الشاحنات المتوسطة

تنتج تويوتا سيارات هجينة منذ أكثر من 25 عامًا، لكنها بدأت مؤخرًا فقط في تحويل شاحناتها إلى هجينة أيضًا.

إنه أمر مهم لأن الشاحنات التي تصنعها شركات صناعة السيارات معروفة باعتماديتها التي لا تتزعزع.

ونتيجة لذلك، كانت تكنولوجيا توليد القوة الخاصة بهم متخلفة دائمًا عن السوق. تفضل تويوتا عدم إعادة اختراع العجلة عندما يتعلق الأمر بالشاحنات، مفضلة التمسك بما تعرف أنه ناجح.

محركات الشاحنات الهجينة من تويوتا

تقدم تويوتا الآن نوعين مختلفين من المحركات الهجينة للشاحنات: محرك توربو واحد رباعي الأسطوانات لسيارات تاكوما، و4 رانر، ولاند كروزر، ومحرك V-6 مزدوج التوربو لطرازات تندرا وسيكويا.

تحدثت كيتيا موريتسو، كبيرة مهندسي 4 رانر ولاند كروزر الجديدتين عن النظام الهجين في الشاحنتين فقال: "بالنسبة للمخاوف البيئية، من الواضح أمريكا لديها لوائح صارمة، لذلك بالنسبة لنا، لضمان أن يستمتع أكبر عدد من العملاء بالمركبة، كانت هناك حاجة لكي تتمكن تويوتا من مواجهة التحدي المتمثل في تحسين الصداقة البيئية وكذلك كفاءة استهلاك الوقود".

نظام i-Force Max الهجين

يُعرف النظام باسم i-Force Max، وهو ليس بالضبط نفس نظام تويوتا بريوس الهجين. إنه في الواقع أسهل بكثير للفهم.

تحتوي هذه السيارة على ناقل حركة أوتوماتيكي بثماني سرعات، ومحرك توربيني رباعي الأسطوانات سعة 2.4 لتر، ومحرك كهربائي بقوة 48 حصانًا متمركز في المنتصف.

تعمل بطارية النيكل-ميتال-هيدريد بقدرة 1.9 كيلووات/ساعة المثبتة أسفل المقاعد الخلفية على تشغيل المحرك وشحنه. 326 حصانًا و465 رطلًا من عزم الدوران إجمالي خرج النظام.

صرح شيلدون براون، كبير مهندسي تاكوما، أن "المحرك مصمم بشكل أساسي لدعم ذلك الجزء من منحدر عزم الدوران ومنحدر الطاقة حيث تعلم أن التوربينات تقترب من السرعة، إنه يدعمنا خلال أقصى عزم دوران لدينا، وبطبيعة الحال، يمكن أن يظهر مرة أخرى ويساعدنا عندما تبدأ كفاءة التوربو لدينا في الانخفاض."

النظام الهجين في تاكوما

لا يوجد وضع كهربائي منفصل في تاكوما هايبرد نظرًا لبطاريته الصغيرة. وفقًا لتقدير وحدة التحكم الإلكترونية، يمكن أن تعمل فقط بالكهرباء لفترة وجيزة من الوقت بسرعات بطيئة، ويتمتع النظام بالقدرة على إيقاف تشغيل المحرك أثناء السير على الطريق السريع. ولا يعتبر الاقتصاد في استهلاك الوقود أولوية قصوى.

اقرأ: تويوتا تاكوما الهجينة 2024... مواصفاتها وسعرها وقوة محركها

تركيز على الأداء بدلاً من الاقتصاد في استهلاك الوقود

تتلقى سيارة تاكوما الهجينة ما يقرب من 2 ميلا في الغالون أكثر في المدينة، و1 ميلا في الغالون أكثر على الطريق السريع، و1 ميلا في الغالون أكثر بشكل عام بالمقارنة مع نظيراتها التي تعمل بالبنزين فقط. هذا حقا له علاقة بالأداء.

وفقاً لموريتسو، "لم نكتفِ باختيار نظام هجين يركز على الاقتصاد في استهلاك الوقود، كان الأداء وعزم الدوران وخفة الحركة والقوة والقدرة على المناورة على رأس الأولويات، كما نجحنا أيضًا في تحقيق التوازن بين ذلك وبين الأداء البيئي للسيارة. وكان أكبر عائق أمام التنمية هو ذلك".

اقرأ: تويوتا ترفض التوقف عن بيع السيارات الهجينة حتى مع التحول للكهرباء

اعتبارات التصميم الخاصة بالشاحنات الهجينة

لا ينبغي للنظام الهجين نفسه أن يطرح الكثير من مشكلات الموثوقية. أعطى موريتسو هذا التأكيد. لقد استخدمت تويوتا دائمًا كيمياء بطارية النيكل-ميتال-هيدريد، وهي تقنية مجربة وحقيقية على الرغم من أنها ليست الأكثر كثافة في استخدام الطاقة. طول عمرها هو السبب الذي يجعلنا نعشقها، وفقًا لبراون.

بالإضافة إلى ذلك، المحرك الكهربائي هو جهاز بسيط إلى حد ما، في الشاحنة المحرك هو في الواقع المصدر الرئيسي لمخاوف الموثوقية.

وأوضح براون، "أولاً وقبل كل شيء، الكثير من دورة عمل الشاحنة تحدث بالفعل من جانب المحرك."

محركات هايلاندر وهايلاندر الهجينة

هايلاندر وجراند هايلاندر هما سيارتان أخريان من تويوتا تشتركان في نفس المحرك سعة 2.4 لتر مثل تاكوما. لكن الأمر مختلف تمامًا بالنسبة للشاحنات.

وأوضح براون: "تم أيضًا تحديد بعض مكونات المحرك الداخلية، مثل طبقات المحامل؛ ومن المتوقع أن تشهد هذه المكونات دورة عمل أطول أو أعلى".

تأثيرات دورة عمل الشاحنة على التصميم

على وجه الخصوص، عند النظر في مكونات مثل التوربو، على سبيل المثال، من المهم مراعاة دورات عمل الشاحنة لأنها ستتضمن السحب، الأمر الذي سيتطلب منك تشغيل وضع التعزيز بشكل متكرر.

تكون عدد الدورات في الدقيقة لديك أعلى إذا كنت تستخدم ترس التخفيض. سوف تركض عبر الصحراء خاصة على هذه الشاحنات. وبالتالي فإننا نلتزم بتصنيفنا التجاري لكل من مواصفات التصميم وإجراءات الاختبار".

ويستلزم ذلك التخطيط لمزيد من السيناريوهات الخاصة بالشاحنات ودورة عمل أطول بنسبة 50%.

صرح براون قائلاً: "نحن نأخذ الوقت الكافي للتفكير حقًا في كيفية استخدام الشاحنة." سوف تتعثر هذه الشاحنات أسفل التلال شديدة الانحدار وتزحف إليها. للتأكد من أن المحرك لن يعمل بدون زيت أثناء الزحف إلى درجة 30%، نقوم بفحص كيفية تدفق الزيت فعليًا في جميع أنحاء المحرك".

التحديات الفنية في نظام تويوتا الهجين

علبة نقل منخفضة المدى، وهي ضرورية للطرق الوعرة، ومعدل سحب جيد أصبح ممكنًا باستخدام ناقل حركة أوتوماتيكي تقليدي.

ومع ذلك، كانت هناك مشكلة في هذا. مع توفر عزم دوران يبلغ 465 رطلًا، يعد ترس تاكوما منخفض المدى الذي يبلغ 2.57:1 مضاعفًا كبيرًا لعزم الدوران.

وفقًا لبراون، كان على تويوتا تعديل خريطة دواسة الوقود الأربعة المنخفضة من أجل ضمان سلامة السائقين يمكنه التعامل مع عزم الدوران العالي عندما يكون التحكم الدقيق مطلوبًا.

اقرأ: تويوتا تطور بطارياتها للسيارات الهجينة

تجارب قيادة شاحنات تويوتا الهجينة

في وقت سابق من هذا الشهر، قامت تويوتا بوضع مجموعة نقل الحركة الهجينة ذات الأربع أسطوانات في تاكوما ولاند كروزر في خطواتها على الطرق الوعرة، بالكاد يمكن ملاحظة تشغيل مجموعة نقل الحركة الهجينة بسبب المعايرة الذي كان الهدف.

تجربة سلسة ومشكلة غير ملحوظة

يتذكر براون قوله للفرق الهندسية أثناء المراجعة: "إن أفضل مجاملة يمكنني تقديمها لكم هو أن هذا لم يكن ملحوظًا لأنه فعل كل ما أردت أن يفعله عندما أردت ذلك".

عند مقارنتها بسيارة تاكوما القياسية التي تعمل بالبنزين فقط، يكون عزم دوران النظام الهجين ملحوظًا على الطريق، لكن كل شيء لا يزال يعمل بشكل لا تشوبه شائبة. أنت لا تعطي أي فكرة عن تهجين الأمر.

إذا كان هذا المحرك على قدم المساواة مع أفضل محركات تويوتا، فسيتعين عليك الانتظار حتى وقت لاحق، لكن اعلم أن الشركة تفخر كثيرًا بهذه الأسماء. يجب أن تنجح تويوتا إذا قررت استخدام شاحناتها الهجينة.