Pressiteade
Ajakirjanduse tagasiside pärast Clio ja CapturE-TECH hübriidide proovisõitu 2020. aastal oli enam kui julgustav ning seemängu muutev jõuallikas oli ilmselgelt suurepärane algus. See oli tõhusam,kütusekulu vahe reaalne ja hinnavahe sarnase bensiinimootoriga sõidukiga samutimõistlik. Arkana, skaalal veelgi kõrgem, kinnitas seda kõike ka 2021. aastal:hübriidversioon ületas müügis kiiresti kahte bensiiniversiooni ja moodustas2022. aastal umbes 60% kogumüügist. Seda vähemalt kolmel mõjuval põhjusel: autokäivitub alati täiselektrirežiimil ning linnades saavad kliendid sõitatäiselektrirežiimil 80% ajast, tarbides kuni 40% vähem kütust.
Asi oli selles, et Renault plaanis turustadaimposantsemaid, staatusesümboliga autosid – Austral 2022. aastal, Espace 2023.aastal ja Rafale 2024. aastal – ning 140 või 145 hj nende kapoti all ei olnudpiisav. Igal juhul väitis Renault' tegevjuht Luca de Meo ühemõtteliselt jakeerutamata, et „tahame teha maailma parima hübriidjõuülekande"ning andis Gilles le Borgne'ile (tol ajal Renault' insenertehnika asepresident)ja Philippe Brunet'le (tol ajal jõuallikate vanemasepresident) ülesandeks seevalmis teha, kasutades esimese põlvkonna tehnoloogiat.
Loomulikult istusid nad maha E-TECHjõuülekande välja töötanud meeskondadega, kes olid sellest vajadusest jubateadlikud ja mõtlesid, kuidas seda ülesannet lahendada. „Olime juba leidnud uue sisepõlemismootori, mis asendab 140 hj esimesepõlvkonna ülelaadeta1,6-mootorit, ja teadsime, milliseid hoobasid saamekasutada võimsuse, juhi mugavuse ja tõhususe edasiseks optimeerimiseks. Seisime silmitsi kindlalt väljakujunenudkonkurentide ja paljude uute ettevõtetega ning andsime endale aasta aega, etoptimeerida elektrimootori jõudlust, viimistleda kogu süsteemi, vähendadatarbimist, lühendada süüteaega ja muuta käiguvahetusi sujuvamaks,“ütleb Nicolas Fremau, jõuülekande ja hübriidmootorite ekspert, kes lõi E-TECHikoos oma kolleegide Ahmed Ketfi-Cherifi ja Antoine Vignoniga.
Uushübriidjõuülekannetele loodud sisepõlemismootor
Peamine komponent, mille nad pididkaasaegsema, võimsama ja tõhusama vastu välja vahetama, oli sisepõlemismootor.Nad saatsid erru esimese põlvkonna neljasilindrilise ülelaadetasisepõlemismootori, mis oli oma eesmärgi väärikalt täitnud, kuid see oli 2016.aastal siiski parim võimalik kompromiss – ja asusid tööle mootori kallal, misoli Francis Boutonnet' sõnul: „täiuslik mootor selle töö jaoks".
Francis, kes oli Renault Grupi ja alliansiHR-pere bensiinimootorite projektijuht, töötas Daimleriga koos välja töötatudneljasilindrilise 1,3 TCe mootori kallal, mille Renault tõi turule 2018.aastal. „1,3 TCe mootori väljatöötamine tõi meid tagasi tehnilisevõidujooksu rajale, et ehitada ülitõhus bensiinimootor, kuid me pidime astumaveel ühe sammu edasi," meenutab ta. „Tol ajal, aastatel 2015–2016, nägime, et silmapiiril olev regulatsioonlükkab diislikütuse kõrvale. Me vajasime uut standardset bensiinimootorit, misoleks üks energiatõhusamaid turul. Seda me tegime 1,5 dCi, 1,6 ja 2,0 dCidiiselmootoritega paar aastat varem.“
Uus bensiinimootor vajas energiatõhususeparandamiseks uusimat ja parimat tehnoloogiat. Kuid insenerid pidid vaatama kasellest kaugemale, nõudeid, mida tulevased standardid – eelkõige Euro 7 –kehtestavad. Selle peatüki lahendamiseks pidi Francis Boutonnet töötama mitmelahenduse kallal: „Tol ajal kandsid kõikturul olevad bensiinimootorid üleliigset kütust, et hoida nendestöhhiomeetrilist segu suurtel pööretel õigena – teisisõnu hoida põlemiskambrisõige õhu ja kütuse suhe, et vältida ülekuumenemist. Kuid me võisime aimata, etvarem või hiljem oleks see regulatiivsest seisukohast probleem. Seega vajasimemootorit, mis säilitaks õige stöhhiomeetria, kui tahes kõvasti sa seda ka eisuruks. Samuti olime kindlad, et efektiivsuse optimeerimiseks vajas see Milleritsüklit ja põlenud gaaside retsirkulatsiooni süsteemi EGR-klapiga.“
Nissan oli juba varustanud bensiinimootoriEGR-klapiga – see vähendab NOx heitkoguseid ja parandab tõhusust, suunates osaheitgaasidest tagasi silindritesse, selle asemel et seda vabastada. KuidFrancis ja tema meeskonnad tahtsid astuda sammu kaugemale kui nende Jaapanikolleegid: „Siht oli 20%retsirkulatsioonimäär. Seega pidime lühendama turboülelaaduri ja õhusisselaskeava vahelist vooluringi ning lisama vesi-õhk vahejahuti (CAC), mispolnud tol ajal bensiinimootoritel tavaline.“
Milleri tsükli mootori projekteerimisel tulebsamuti kohandada mitmeid mehhanisme. Selles süsteemis sulguvad sisselaskeklapidenne, kui kolb jõuab kõige alumisse asendisse, et optimeerida väljundit. Selle tulemusenaveedab õhu-kütuse segu põlemiskambris rohkem aega, enne kui see jõuabsüütesädemeni. See tähendas näiteks aerodünaamika ümbertöötamistsisselaskekanalites ja põlemiskambris, mis omakorda hõlmas „paljudesimulatsioonide läbiviimist ja seejärel mitut testimist, nii kohapeal kui koospartneritega, ühesilindrilise mootoriga enne edasi liikumist mitmesilindrilisemootori juurde,” meenutab Francis Boutonnet.
Kui silindritest rääkida, siis kui palju neidsellel uuel ülitõhusal bensiinimootoril olla võiks?
Francis Boutonnet' vastus aitab mõistaseost E-TECH 200 hj mootoriga: „Hakkasimeseda mootorit arendama, et seda kasutada „soolo", kuid arvasime, et seetöötab suurepäraselt ka hübriidjõuallikas nagu E-TECH. Niikaua kui hoidsimeselle piisavalt kompaktsena, et see mahuks kõikidesse mootoriruumidesse ilmajõuülekannet raskemaks muutmata. Niisiis valisime 3-silindrilise arhitektuuri.Ning konstantse võimsusega – antud juhul 1200 cm3 – oli seetegelikult energiasäästlikum kui 4-silindriline arhitektuur.“
Samuti pidid nad vähendama osa silindripeadekõrgusest, et vältida kolvi käigu lühenemist (mis taas suurendabenergiatõhusust), lisama optimeeritud 350-baarise sissepritsesüsteemi, ümberehitama katalüüsmuunduri, et heitkoguseid tõhusamalt töödelda, jätkates kõigevõimaliku peenhäälestamist, et leevendada hõõrdumist ja seega tarbimist. Kuidsee 1,2 TCe mootor oli tõesti see, mida nad uue E-TECH hübriidi jõuülekandepõlvkonna jaoks vajasid.
Rohkemideid, rohkem patente
Hübriidse E-TECH jõuülekande muude komponentidevahetamine ei tulnud kõne allagi, kuid meie spetsialistid vaatasid need siiskiükshaaval läbi, peamiselt selleks, et suurendada elektrimootori jõudlust jaseega ka üldist võimsust, optimeerides samal ajal veelgi tõhusust. „Hakkasime seda „lihtsat”hübriidjõuülekannet varustama 400 V arhitektuuriga pistik-hübriidjõuülekandega,mida kasutasime Capturil ja Mégane'il. Esimesel E-TECH põlvkonnal oli ainult230 V arhitektuur. Panime 1,2 kWh aku asemel sisse 2 kWh aku. See lisapinge suurendas peamise elektrimootorivõimsust 35 kW-lt 50 kW-ni (48 hj-lt kuni 68 hj-ni),“ selgitab AhmedKetfi-Cherif, selle hübriidse E-TECH jõuülekande kallal töötav juhtimisekspert.
Nicolas Fremau jätkab: „Pidime tugevdamanukksiduriga käigukasti, et see saaks hakkama mootori ja peamootori suuremavõimsuse ja pöördemomendiga. Sel ajallülitasime sisse viienda käigu (mis oli sisse ehitatud, kuid mida ei kasutatudesimeses E-TECH versioonis). Selleks muutsime lihtsalt ülekandearvusid.“
Need kaks nutikat ja lihtsat lahendusttöötasid antud oludes hästi, kuna aega ja raha oli vähe. Meeskond oli senivälja pakkunud mitmeid nutikaid ideid ja varuks oli veel paar. Eriti selline,mille uudse käigukasti taga olev insener Antoine Vignon välja mõtles ja hiljempatenteeris: teist elektrimootorit (kõrgepinge startergeneraatorit ehk HSG-d)liigutava ketiratta eemaldamine. See optimeeris kogu mehhanismi väljundit,vähendades heitkoguseid 0,5 grammi CO2 kilomeetri kohta. Ja väikesedkasumid muudavad päeva lõpuks suureks.
Lõpuks kasutati uuel hübriid-E-TECH 200 hjjõuülekandel tarkvarauuendusi ja elektroonilisi täiustusi, mida olid ka algsel140 hj versioonil. Näiteks mootori käivitamine silindri asemel HSG-ga – mistöötab külmadel hommikutel paremini. Tähelepanuväärne on ka see, et nad kasutasidjällegi HSG-d pöördemomendi reguleerimiseks, vältides sellegasisepõlemismootori väljalülitamist (ja seejärel uuesti sisselülitamist) käikudevahetamise ajal. „Kõik see vähendabtarbimist ja eemaldab täiendavad 2,7 g CO2 km kohta!" lisabNicolas Fremau.
Renault' hübriidse E-TECH jõuülekande uus 200hj versioon sai valmis Australile 2022. aastal ja Espace'ile 2023. aastal. Niiet Nicolas Fremau, Ahmed Ketfi-Cherif, Antoine Vignon ja nendemeeskonnakaaslased said hinge tõmmata? Veel mitte: neil oli teine variant,veelgi suurema võimsusega ja erineva arhitektuuriga.
