Toyotan anti-lag-patentti hybrideille: ahtopaine ennen polttomoottorin käynnistystä

© A. Krivonosov

Toyota on ehdottanut, että yhtä hybridijärjestelmän sähkömoottoria ei käytettäisi pyörien vetämiseen vaan yhä sammutettuna olevan bensiinimoottorin pyörittämiseen etukäteen. Ilma alkaa tällöin virrata sylintereiden ja pakosarjan läpi ja pyörittää turbiinia jo ennen polttoaineen syöttöä. Kun polttomoottori käynnistyy, ahtopaine on jo olemassa ja kaasupolkimen vasteen viive lyhenee.

Ratkaisu eroaa kilpa-autojen anti-lag-järjestelmistä. Perinteisissä järjestelmissä turbiini pidetään pyörimässä myöhäisellä sytytyksellä tai polttamalla ylimääräistä polttoainetta pakosarjassa, mikä nostaa pakosarjan lämpötilan jyrkästi ja kuluttaa nopeammin pakosarjaa, venttiilejä ja turboahdinta. Toyotan kehitelmä tulee toimeen ilman palamista: tarvittava ilmavirta syntyy, kun moottorigeneraattori pyörittää kampiakselia.

Hakemus kuvaa hybridin, jossa on kaksi sähkökonetta. Ensimmäinen on kytketty polttomoottoriin ja toimii tavallisesti generaattorina tai käynnistimenä, toinen auttaa suoraan auton liikuttamisessa. Toyota on jakanut tehtävät näin jo pitkään: MG1 käynnistää moottorin ja säätää sen kierroslukua, kun taas MG2 tuottaa vetovoimaa ja ottaa energiaa talteen.

Ohjauselektroniikan on otettava huomioon imupuolen paine, kaasupolkimen asento ja sallittu pyöritysaika. Joissakin tiloissa puristettua ilmaa voidaan pitää hetken moottorin sisällä, jotta se antaa pyydetyn vääntömomentin nopeammin käynnistyksen jälkeen. Toyotan aiempi hakemus kuvasi samankaltaista keinoa — turbomoottorin kierrosluvun nostamista sähkökoneella ennen kuin voimalinja saavuttaa ahtoalueen.

Tavalliselle hybridille käytännön hyöty jää rajalliseksi: vetävä sähkömoottori pystyy muutenkin paikkaamaan vääntökuopan pienillä kierroksilla. Lisäksi kuljettajan tuntema tauko johtuu usein vaihteenvaihdosta, eikä ehdotettu järjestelmä poista sitä viivettä.

Tekniikka vaikuttaa loogisemmalta tehokkaissa hybrideissä. Nykyinen Toyota Crown Hybrid MAX yhdistää esimerkiksi 2,4-litraisen turbomoottorin, kaksi sähkömoottoria ja kuusiportaisen automaattivaihteiston sekä tuottaa 340 hv ja 542 Nm. Patentti ei kuitenkaan liity Crowniin eikä muuhunkaan sarjatuotantoautoon eikä vahvista tuotantosuunnitelmia.

Toistaiseksi kyseessä on insinöörien idea eikä uuden varusteen julkistus. Sarjakäyttö olisi perusteltua ennen kaikkea siellä, missä vetävän sähkömoottorin teho ei riitä peittämään turbomoottorin käynnistyshetkeä kokonaan.