Mucsi Balázs kollégánk ajándéka egy Toyota Prius személygépkocsi erőátviteli rendszere és teljes elektronikai vezérlése. Ez a technika nagyon egyedi, így megbontva szemléltetőeszköznek iskolákban nem található. Diákjaink nagy érdeklődéssel tanulmányozzák a szemléltető eszközt. Korunk energia szegény világába a városok szmogos levegőjének csökkentéséért az üvegház hatás javításáért sokat tudnának tenni ezek a korszerű járművek. Műszaki szemmel nézve nagyon sok érdekes megoldást találhatunk.

Néhány szó a remek műszaki megoldásról.

Már az erőátvitel számunkra legkönnyebben emészthető eleme, a benzinmotor sem olyan benne, mint amit megszoktunk. A változó szelepvezérlésű erőforrást kifejezetten a hibrid működéshez hangolták, tehát kevés figyelmet fordítottak a nyomatéki rugalmasságra, a széles fordulatszám-tartományra és az egyenletes teljesítmény-leadásra, hiszen az Otto-motor mindig számíthat a villanymotor segítségére, ha erőlködik.

A spéci Prius-motor rendkívül nagy hatásfokra, csekély emisszióra, könnyű indíthatóságra élezték ki. Ezért lehetséges, hogy a hipermodern 1,5-ös blokk csak 71 lóerős, a legnagyobb fordulatszáma pedig csupán 4500/perc. Nagyon jó viszont a termikus hatásfoka, minimálisak a belső súrlódásból adódó veszteségei és meglepően könnyű. Mivel a hozzá kapcsolódó generátor egyben indítómotorként is szolgál, még az önindítót is el lehetett hagyni róla.

Hibridváltó

Váltója sincs a Priusnak. Bár az amerikás stílusban, a műszerfalra helyezett kapcsolókarnak hasonló állásai vannak az automatákéhoz, a torpedólemez túloldalán egy egészen szokatlan szerkezet lapul. Egyetlen, lényegében hat fogaskerékből álló, lapos bolygómű képezi a váltót. Ez a bolygómű egy darab belső fogaskerékből (ehhez kapcsolódik generátor), az e fogaskerék körül forgó, bolygómozgást végző, négyszögletes kerettel egységgé kapcsolt négy további fogaskerékből (e kerethez kapcsolódik a benzinmotor főtengelye), valamint a négy fogaskereket körülvevő, belső fogazású koszorúból (erre kötik a villanymotor forgórészét) áll.

Tehát legbelül az első tengelyen a generátort hajtó fogaskerék, körülötte a benzinmotor által forgatott fogaskerekek, majd legkívül az ezeket egységbe foglaló, kör alakú koszorúpalást van. Ez a villanymotorhoz, valamint a köréje vetett többsoros lánccal a differenciálműhöz kapcsolódik, tehát e legkívül eső gyűrűről veszik le a hajtást.

Kuplung sincs: araszolós tempónál a villanymotor mozgatja az autót, gyorsításnál a generátorra adott elektromos löket beröffenti a benzinmotort, s az is beszáll a tolásba. Nincs tehát a hajtásláncban csúszó elem.

A generátor, a benzinmotor, valamint a villanymotorral együtt forgó differenciál-hajtás fordulatszám-különbségeit úgy egyenlítik ki, hogy a vezérlő-számítógép a generátort különböző módokon gerjeszti, vagy a villanymotorra más-más teljesítményt enged, miközben a gázpedál állásától függetlenül emeli, illetve csökkenti a benzinmotor fordulatszámát.

Vezérlőegység

A gázpedál állásával a vezető csak üzenetet küld az elektronikának, hogy gyorsabban akar-e menni, vagy esetleg tartaná a sebességet. A számítógép pedig az akkuk töltöttségétől és a terhelés mértékétől függően a bolygóműves kapcsolódás miatt egymásra utalt három eszköz fordulatszámát olyan flottul igazítja egymáshoz, hogy lehetetlen észrevenni az átmeneteket.

Még hátrameneti fokozat sincs az egyszerűség kedvéért váltónak mondható szerkezetben, a Prius ugyanis kizárólag villanymotorral rükverccel. Mivel az elektromotor forgásirányát rendkívül könnyű megfordítani, ez volt az egyszerűbb megoldás. Beindításkor természetesen folyamatosan jár a benzinmotor - amíg el nem éri az üzemi hőmérsékletét - de később leáll, ha kicsi a terhelés, vagy megállunk az autóval.

Ilyenkor finom gázkezeléssel akár ötvenig föl lehet tornászni a digitális sebességmérőn megjelenő adatot úgy, hogy közben csak UV-villamos üzemmódban közlekedünk.

Mivel a Prius nem kifejezetten elektromos jármű (kívülről tölteni sem lehet), ezért sokat nem bír menni tisztán az akkuval. Átlagosan cammogós stílusban akár két kilométert is kitart a töltet, amelyet 38-szor 6 darab, egyenként 1,2 voltos, nikkel-fém hibrid cellából álló, 274 volt feszültségű akkumulátor szolgáltat.

Ennek a ládáját a hátsó ülés mögé építik be oly módon, hogy nemcsak jól használható csomagtartója marad a kocsinak, de a támlákkal érdemben bővíthető is a raktér. Mivel a könnyű építésű benzinmotor-bolygómű-villanymotor-generátor együttese nagyjából azonos súlyú a hagyományos erőátviteli rendszerekkel, a Prius még a plusz akkuk ellenére sem túlsúlyos, hiszen a saját tömege csupán 1,25 tonna.

A menetteljesítményei is teljesen korrektek, hiszen 160 a vége, százra pedig 13,4 másodperc alatt sprintel. Sőt, a rugalmassága talán jobb is egy hasonló járműénél, hiszen a villanymotor iszonyatosan húz - annyira, hogy korlátozni kellett a nyomatékát.

A Prius lényege nem abban rejlik, hogy villanyautóként használható. Városi araszoláskor, amikor a benzinmotor feleslegesen sok üzemanyagot fogyaszt, csak villanymotorral megy. Ha nagyobb sebességre kapcsolunk, a közepes fordulatszám-tartományra kiélezett benzinmotor takarékosan viszi a kasztnit.

Ha pedig akkorát gyorsítanánk, amire képtelen lenne a benzinmotor, a villanymotor is beszáll, együttes erejük több mint száz lóerőnek felel meg. A mozgási energiát is csak részben a fékrendszer nyeli el, hiszen ilyenkor a generátor is beszáll a lassításba és áramot táplál vissza az akkuba - ennyivel is kevesebbet kell mennie később a benzinmotornak.

A végeredmény: egy hasonló tudású benzinmotoros, automataváltós autóhoz képest kétharmad fogyasztás és negyed emisszió.

Az érdeklődők keressék fel intézményünket, vagy iskolánk honlapját.

Mesterházi János