تویوتا در حوزه ساخت خودروهای هیبریدی، پیشگام محسوب میشود. این شرکت پس از حدود دو دهه تولید انواع مدلهای هیبریدی، تصمیم دارد تا یکی از بزرگترین چالشهای این خودروها را برطرف کند.
برخلاف خودروهای تمام الکتریکی که باتری بزرگ آنها در کف خودرو تعبیه میشود، خودروهای هیبریدی با محدودیت فضا روبهرو هستند. بخش قابل توجهی از فضای خودروهای هیبریدی به باک سوخت و موتور درونسوز اختصاص دارد. این موضوع باعث میشود تا مهندسان ناچار شوند باتری کوچک خودروهای هیبریدی را زیر صندوق عقب یا پشت صندلیها قرار دهند. این تصمیم علاوهبر کاهش فضای بار، مرکز ثقل خودرو را عقب میبرد و به هندلینگ خودرو آسیب میزند.
تویوتا به تازگی طرح ثبت اختراع جدیدی را به ثبت رسانده است که معماری جدیدی را برای خودروهای هیبریدی پیشنهاد میدهد. در معماری جدید هیبریدی تویوتا، باتری دقیقاً زیر کابین یعنی محل قرارگیری راننده و سرنشین جلو منتقل میشود. جانمایی باتری در این بخش بهینهترین استفاده را از فضا به همراه دارد اما نیازمند تغییری بنیادین و چالش برانگیز در سیستم اگزوز خودرو است.
بازطراحی کامل مسیر اگزوز در خودروهای هیبریدی تویوتا
در طرحهای مرسوم خودروهای هیبریدی و درونسوز، اگزوز از زیر بخش مرکزی خودرو حرکت میکرد. این بخش خروجی موتور درونسوز در قسمت جلو را به سمت عقب منتقل میکرد. این مسیر کارآمدترین حالت ممکن برای خروج گازهای حاصل از احتراق است. بااینحال قرارگیری باتری زیر نشیمن راننده و سرنشین جلو، تویوتا را ناچار کرد تا مسیر جدیدی برای اگزوز خودرو در نظر بگیرد.
در طرح ثبت اختراع تویوتا، لوله اگزوز پس از خروج از موتور با چرخش ۹۰ درجهای به سمت رکاب خودرو هدایت میشود و سپس در امتداد حاشیه کناری خودرو به سمت عقب حرکت میکند. مبدل کاتالیزوری نیز در معماری جدید زیر پای سرنشین قرار میگیرد.
مزایا و چالشهای معماری جدید
این تغییر مسیر اگزوز و جابهجایی باتری مزایای متعددی دارد. فضای بار عقب خودرو حفظ میشود و فضای بیشتری برای باک بنزین خودرو فراهم میآید. همچنین با تغییر مسیر لوله اگزوز، مرکز ثقل خودرو پایین میآید و تعادل و هندلینگ بهبود پیدا میکند. این سبک طراحی روی پلتفرمهای منعطف تویوتا که به طور همزمان از مدلهای برقی و بنزینی پشتیبانی میکنند، به خوبی قابل اجرا خواهد بود.
بااینحال، این سیستم چالشهایی نیز به همراه دارد. باک سوخت خودرو بایستی از نو طراحی شود و همینطور عایقهای حرارتی بیشتری باید کف کابین مورد استفاده قرار گیرند. همچنین قرار گرفتن باتری در بخش زیرین خودرو که به تونل مرکزی مشهور است، دیگر اجازه نصب میل گاردان را نمیدهد. در نتیجه مهندسان برای طراحی سیستمهای تمام چرخ محرک سنتی با مشکل مواجه خواهند بود. تویوتا برای رفع این مشکل تصمیم گرفته است تا برای به حرکت در آوردن محور عقب، از موتور الکتریکی مستقل استفاده کند تا نیازی به میل گاردان وجود نداشته باشد.
گیربکس دستی مجازی برای خودروهای الکتریکی
در کنار طرح ثبت اختراع تویوتا، اختراع هیجانانگیز دیگری نیز توسط این شرکت ژاپنی به ثبت رسیده است. این طرح تأثیر بیشتری روی لذت رانندگی دارد. از آنجا که بسیاری از علاقهمندان به خودرو معتقدند ماشینهای الکتریکی به دلیل فقدان گیربکس دستی، حس درگیری و ارتباط راننده با ماشین را کاهش میدهند، تویوتا قصد دارد یک سیستم گیربکس دستی شبیهسازیشده به مدلهای برقی آینده خود اضافه کند.
در این سیستم ، یک دسته دنده و کلاچ مجازی تعبیه شده است. اگر راننده در استفاده از کلاچ اشتباه کند یا آن را به درستی رها نکند، سیستم کامپیوتری نیروی موتورهای الکتریکی را قطع کرده و ترمزها را درگیر میکند تا دقیقاً همان تکان ناگهانی و حس خاموش شدن (Stalling) یک خودروی بنزینی دندهای تداعی شود.
چرا این تغییرات مهم است؟
بازنگری در ساختار و جانمایی سیستم قوای محرکه هیبریدی و هدایت اگزوز از کنارههای خودرو، یک تحول مهندسی بزرگ به شمار میرود. تویوتا با این نوآوریها نشان میدهد که مصمم است خودروهای هیبریدی و الکتریکی آینده خود را نهتنها کاربردیتر و جادارتر، بلکه برای رانندگی بسیار جذابتر و هیجانانگیزتر بسازد.
