Rok 2019 jest przełomowy dla Lexusa. Na 30 lat od swojego debiutu marka zaprezentuje pierwszy samochód elektryczny (BEV). Ale japoński producent już lata temu zaufał energii elektrycznej. Lexus od dawna oferuje samochody hybrydowe, które łączą w sobie użyteczność silnika spalinowego napędzanego zwykłą benzyną oraz jednostki elektrycznej czerpiącej energię z mocnej baterii. Oto, jak zmieniał się napęd hybrydowy Lexusa.
Zaczęło się od SUV-a
Historia napędu hybrydowego w samochodach Lexusa zaczyna się oficjalnie w 2005 roku. Właśnie wtedy na rynku zadebiutował SUV RX 400h, który stał się pierwszą na świecie hybrydą klasy premium. A trzeba dodać, że Lexus RX kiedy trafiał na rynek pod koniec lat 90. był również pierwszym luksusowym SUV-em w historii. Pierwszy układ hybrydowy Lexusa składał się z zamontowanego poprzecznie silnika V6 3MZ-FE 3.3. Napędzaną benzyną jednostkę połączono mechanicznie z przednią przekładnią hybrydową P310. Z tyłu znalazła się druga, niezależna przekładnia Q211, która zapewniała napęd 4×4. W tym elemencie zastosowano dodatkowe przełożenie, które zwiększało moment obrotowy silnika elektrycznego.
Energię elektryczną zasilającą silniki przedniej i tylnej osi w Lexusie RX 400h magazynował akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy (NiMH), składający się z 240 oddzielnych ogniw. Napięcie wyjściowe wynosiło 288 V, ale dodatkowy wzmacniacz pozwalał podnieść je nawet do 650 V. Łączna moc hybrydy Lexusa osiągała wartość 272 KM. Silnik spalinowy wytwarzał 211 KM, przednia jednostka elektryczna 167 KM, a tylna 68 KM. Układ zapewniał osiągi porównywalne do tych oferowanych przez czterolitrowy silnik V8, stąd oznaczenie modelu – 400h.
Pierwsza generacja napędu hybrydowego Lexusa znalazła zastosowanie w jeszcze jednym modelu, praktycznie nieznanym w Europie – HS 250h. Sedan był pierwszym modelem japońskiej marki oferowanym wyłącznie jako hybryda. Jako pierwszy był też wyposażony w przycisk, który pozwalał na wybór trybu jazdy wyłącznie na napędzie elektrycznym. Przednionapędowy samochód wyposażono w bardziej kompaktowy układ – czterocylindrowy silnik o pojemności 2,4 l, przekładnię hybrydową o oznaczeniu P311 oraz akumulator NiMH z 204 ogniwami.
Hybryda z V-ósemką
Od wprowadzenia hybrydowego RX-a Lexus nie zwalniał tempa. Już w 2007 roku na drogi wyjechał pierwszy na świecie samochód hybrydowy z silnikiem V8 pod maską – flagowy LS 600h. Pięciolitrową jednostkę 2UR-FSE ułożono wzdłużnie i połączono ze skrzynią E-CVT, która przekazywała moc silnika benzynowego i jednostki elektrycznej na tylną oś. W układzie zastosowano także dodatkową, dwustopniową przekładnię automatyczną, która pozwalała lepiej wykorzystać osiągi auta i zwiększyć prędkość maksymalną.
Napęd Lexusa LS 600h pozwalał na sekwencyjną zmianę przełożeń i był też wyposażony system AI-Shift, w ramach którego to sztuczna inteligencja dobierała odpowiedni bieg. Było to kolejne rozwiązanie po raz pierwszy zastosowane w hybrydowym samochodzie. Układ dostosowywał przełożenie do aktualnych warunków, w tym przeciążenia działającego na auto. Hybrydowego LS-a 600h wyposażono w akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy z 240 ogniwami, który wytwarzał 288 V, ale maksymalna wartość napięcia mogła wynosić do 650 V. Moc całego układu napędowego Lexusa LS 600h wynosiła 445 KM.
Jednostka Lexusa LS 600h zapewniała przełomowe możliwości. Ta potężna limuzyna emitowała 75% mniej CO2 niż miejskie auto w 2008 roku i o 70% mniej zanieczyszczeń niż przeciętny samochód w tym samym czasie. Podobny układ jeszcze wcześniej zadebiutował w modelu GS 450h. I w przypadku tego samochodu układ hybrydowy napędzał wyłącznie tylne koła, co zresztą czyniło go pierwszą luksusową tylnonapędową hybrydą w historii. W Lexusie GS do pracy zaprzęgnięto jednak nie V-ósemkę, lecz mniejszy silnik V6 o pojemności 3,5 l.
W cyklu Atkinsona
Czasy trzeciej generacji napędu hybrydowego Lexusa nadeszły w 2012 roku za sprawą auta niedostępnego wówczas na europejskim rynku – ES-a 300h. Na Starym Kontynencie najlepszym przykładem samochodu z tego typu jednostką był i jest nadal Lexus NX 300h.
Hybrydowego SUV-a średniej wielkości wyposażono w 2,5-litrowy silnik 2AR-FXE, połączony z przekładnią hybrydową P314. Benzynowy motor o czterech cylindrach pracuje w cyklu Atkinsona, co zapewnia większą oszczędność. Auto wyposażono też w specjalny układ aktywnej kontroli drgań nadwozia, który poprawia prowadzenie hybrydowego SUV-a Lexusa na nierównych drogach.
Lexus NX 300h powstał również w wersji z napędem 4×4. W takiej konfiguracji przy tylnej osi znalazła się sprawdzona przekładnia hybrydowa Q211, znana z modeli RX 400h i RX 450h. Hybrydowy napęd Lexusa trzeciej generacji otrzymały także modele IS 300h czy GS 300h.
Oszczędność i osiągi
Kolejny przełom w historii hybryd Lexusa przyniosło flagowe coupé LC w wersji 500h. Samochód wyposażono w nowy Multi Stage Hybrid System, w którym kluczowym elementem jest nowa przekładnia LC310/F. Układ dysponuje czterema przełożeniami i w połączeniu z bezstopniową skrzynią E-CVT daje poczucie dysponowania aż 10 biegami. Ale nie o same uczucia tutaj chodzi – to rozwiązanie zwiększa moment obrotowy rozwijany przez silniki spalinowy i elektryczny, a więc poprawia osiągi.
Multi Stage Hybrid System znalazł zastosowanie nie tylko w sportowym coupé Lexusa, ale także we flagowej limuzynie LS w wersji 500h. W obu przypadkach pod maską znalazła się 3,5-litrowa V-szóstka 8GR-FXS z bezpośrednim wtryskiem paliwa, która jest mniejsza i lżejsza od motorów V8 oraz zapewnia wysokie osiągi i oszczędność. Elementem wspólnym dla obu modeli są również nowe akumulatory litowo-jonowe. Zaletą tej architektury jest większe zagęszczenie energii, co sprawia, że bateria jest o 20% mniejsza i o 20 kg lżejsza od tej zastosowanej w Lexusie LS 600h. Dzięki nowemu układowi LS 500h jest najlepiej przyspieszającą hybrydową odmianą flagowej limuzyny Lexusa w historii – osiągnięcie 100 km/h zajmuje mu 5,5 s.
Najnowsze układy hybrydowe znajdziemy również w dwóch kolejnych modelach Lexusa – kompaktowym crossoverze UX i sedanie ES. UX-a 250h inżynierowie Lexusa wyposażyli w nową przekładnię hybrydową przedniej osi, która jest o 45 mm krótsza, a jej sprawność podniosło ograniczenie oporów wewnętrznych o 25%. Samochód dysponuje także o 20% mocniejszą jednostką sterującą, która jednocześnie jest o 10% lżejsza. A udoskonalony akumulator NiMH ma bardziej kompaktowy układ chłodzenia. Wszystko po to, by oszczędzić jeszcze więcej miejsca we wnętrzu miejskiego auta. Układ hybrydowy czwartej generacji zastosowany w Lexusie UX w szerokim stopniu korzysta z energii elektrycznej. Badania przeprowadzone na początku tego roku pokazały, że na dystansie 4 768 mil, czyli ponad 7 673 km samochód przez 52% czasu korzystał wyłącznie z napędu elektrycznego.
Co przyniesie przyszłość? Lexus wchodzi na rynek samochodów wyłącznie elektrycznych, ale japońska marka wyraźnie podkreśla, że nie zamierza porzucać technologii hybrydowej. Możemy się więc spodziewać, że inżynierowie z Kraju Kwitnącej Wiśni jeszcze nie raz zaskoczą nas ciekawymi rozwiązaniami w napędach łączących możliwości silnika spalinowego i elektrycznego.