ARTYKUŁY

W 1997 roku Toyota wprowadziła na rynek Priusa, pierwszy seryjny model z napędem hybrydowym, a już 8 lat później pojawiły się sygnały, że technologia hybrydowa tej marki mogłaby znaleźć zastosowanie w samochodach wyścigowych. Odważna polityka japońskiego producenta sprawiła, że obecnie Mistrzostwa Świata Wyścigów Długodystansowych są całkowicie zdominowane przez bolidy hybrydowe. Oto krótka historia opracowania i rozwoju wyczynowego napędu Toyota Hybrid System – Racing.

Toyota Hybrid System – Racing: początki

Toyota Motor Corporation ogłosiła, że rozważa możliwość opracowania wyścigowego samochodu hybrydowego dokładnie 12 maja 2005 roku. W tamtym czasie takie pojazdy nie istniały, dlatego oczywiście nie organizowano dla nich żadnych zawodów. Mimo to zespół inżynierów Toyoty rozpoczął prace nad systemem spalinowo-elektrycznym, który mógłby zostać zaadaptowany do różnych dyscyplin sportów motorowych.

Efektem tych prac jest Toyota Hybrid System – Racing (THS-R), w założeniach podobny do napędu Hybrid Synergy Drive stosowanego w samochodach seryjnych, jednak wyposażony w znacznie bardziej zaawansowany system odzyskiwania energii z hamowania. Energia ta w zupełności wystarczy do zasilania potężnych silników elektrycznych, dzięki którym moc samochodu jest dwukrotnie większa, niż samego silnika benzynowego.

Lexus GS 450h 2006 Denso

Pierwsza generacja wyścigowego napędu hybrydowego trafiła pod maskę Lexusa GS 450h, wystawionego w lipcu 2006 roku do startu w 24-godzinnym wyścigu Tokachi przez należącą do Toyota Group firmę Denso. Tokachi 24h to najdłuższa runda japońskiej serii wyścigów długodystansowych Super Taikyu (S-tai).

Organizatorzy od razu zwrócili uwagę na dołączenie do stawki samochodu wyposażonego w zupełnie nowy rodzaj napędu i ustanowili kategorię Production-1 (P-1) dla hybryd i innych ekologicznych samochodów. Lexus z napędem na tylną oś oficjalnie dołączył do nowej klasy P-1, jednak jego twórcy opracowywali go według regulacji dla klasy ST-1 (dla silników o objętości skokowej 3 501 cm3 lub większych).

Wyścigowy Lexus GS 450h był oparty na aucie produkcyjnym, z którego przejął niklowo-wodorkowy akumulator trakcyjny, architekturę układu hybrydowego i benzynowy silnik V6. Układ wzbogacono o kondensator, umożliwiający błyskawiczne gromadzenie energii przy hamowaniu i jej szybkie oddawanie podczas dynamicznego przyspieszania auta na torze. Maksymalna moc układu hybrydowego wynosiła 346 KM, tak samo jak w seryjnym aucie. To wystarczyło, żeby Lexus bez problemów ukończył wyścig i zajął miejsce w połowie stawki.

Toyota Supra HV-R 2007

Start Lexusa GS na Tokachi dał zespołowi Denso ogromną ilość cennych danych. Projektanci wykorzystali je do stworzenia nowego wyścigowego napędu hybrydowego, z którym Denso ponownie spróbował swoich sił w tym wyścigu rok później.

Tym razem samochodem bazowym była tylnonapędowa Toyota Supra w wersji GT500 z popularnej w Japonii serii Super GT. Zachowano w niej oryginalny, wolnossący silnik V8 4,5 l o mocy 480 KM. Dodatkowe 230 KM uzyskano poprzez dołączenie silnika elektrycznego/generatora o mocy 204 KM napędzającego tylną oś oraz osobnych silników elektrycznych o mocy po 13,5 KM przy każdym z przednich kół. Choć przednia oś miała stosunkowo mało mocy do dyspozycji, hybrydowa Supra mogła bardziej wydajnie odzyskiwać energię z hamowania dzięki trzem osobnym silnikom/generatorom.

Tak jak w poprzednim modelu, zainstalowano kondensator do magazynowania energii z hamowania i jej szybkiego dostarczania do silników elektrycznych. Jednak tym razem kondensator zamiast uzupełniać pracę akumulatora trakcyjnego, całkowicie go zastąpił. Dzięki temu konstrukcja napędu była prostsza, a ponadto Supra HV-R ważyła tylko 1080 kg.

W czasie wyścigu, pomimo trudnych warunków, w tym przejściowych opadów, Supra HV-R z napędem 4x4 zajęła na Tokachi pierwsze miejsce. Samochód pokonał w 24 godziny 616 okrążeń (3 128 km), o 19 okrążeń więcej niż samochód, który ukończył wyścig jako drugi. Tym samym benzynowo-elektryczna Supra stała się pierwszym samochodem hybrydowym, który wygrał wyścig.

Analizy po zakończeniu wyścigu wykazały, że choć Supra HV-R miała większą moc niż GS 450h z sezonu 2006, zużyła o 10 procent mniej paliwa. Co więcej, zamontowanie generatorów na przednich kołach zaowocowało tym, że przednie hamulce zużyły się o ponad połowę mniej, niż oczekiwano.

THS-R: hybryda godna Le Mans

Po wygranej w 24-godzinnym wyścigu Tokachi apetyty Toyoty wzrosły. Teraz przyszedł czas na większą imprezę, na której atuty wyścigowego napędu hybrydowego można byłoby pokazać międzynarodowej publiczności.

Tym razem celem Toyoty stał się znany na całym świecie, legendarny 24-godzinny wyścig w Le Mans we Francji, na który trzeba było przygotować specjalny samochód. Aby hybrydowa Toyota mogła walczyć z benzynowymi bolidami renomowanych sportowych marek, konieczna była radykalna redukcja masy napędu z 600 kg do zaledwie 100 kg.

W tamtym czasie nie istniały technologie, które umożliwiłyby 6-krotne zmniejszenie masy układu hybrydowego. Dlatego inżynierowie Toyoty wrócili do deski kreślarskiej, aby wymyślić napęd hybrydowy na nowo. Prace trwały od 2008 do 2011 roku i zakończyły się opracowaniem wyczynowego układu THS-R.