Хибридите на Renault създадени на LEGO

Патентованата от Renault уникална хибридна технология E-TECH е разработена на конструктор LEGO.

Това разказа авторът на концепцията Никола Фремо, експерт Хибридна архитектура в Renault, на презентация пред български автомобилни журналисти, съчетана с тест драйв на цялата хибридна гама – Clio, Captur и Arkana (виж ТУК), и в plug-in хибридна версия за Captur (виж ТУК).

При лансирането на електрическия автомобил през 2010 г., Renault има за цел да разработи и хибридна технология, която да осигури на много клиенти плавен преход към изцяло електрическо задвижване. Затова инженерите и експертите трябва да предложат на ръководството на компанията идеалното решение, което отговаря на необходимите спецификации: достъпно, леко, подходящо за автомобили с всякакви размери и с минимален изцяло електрически пробег от 50 километра. С други думи, то трябва да осигури ефективна хибридизация за всички.

Никола Фремо на онлайн среща с български автомобилни журналисти.

Според Никола Фремо електрическият двигател трябва да се разглежда като основният двигател, който ще стартира автомобила. Но каква трансмисия трябва да се използва между него и двигателя с вътрешно горене? С цел да поддържа нещата семпли, компактни и леки, той си представя радикално решение: да лиши автомобила от съединител и дори синхронизатори на скоростната кутия. Има технология, която прави това възможно – многорежимната скоростна кутия, която се използва в моторните спортове. И така Никола Фремо използва коледните празници, за да направи LEGO модел на иновативната тристепенна трансмисия, която първо си представя на хартия. „Имах идеята да направя първо модела, за да ми помогне да разбера как да продължа с инженерния процес. След около 20 часа „работа“ под леко учудения поглед на сина ми, се роди моделът“, обяснява той.

За целта не е достатъчно да сглобиш отделните елементи в едно. Никола трябва да сглоби различните оси и трансмисионни пръстени, да ги залепи и пробие, за да паснат в шината, да моторизира цялото нещо и т.н. Истинска инженерна работа, която позволява на Никола Фремо да тества „на живо“ различните възможни режими на работа между двигателите. Нещо повече, той открива нови, които не е предвидил при предишния си теоретичен анализ. Това засилва убеждението му, че е на прав път с този прототип – безспорно най-евтиният в историята на Renault – който е толкова изненадващ и неочакван, колкото иновативно е техническото решение.

След като завършва модела Никола Фремо трябва да го представи на своите мениджъри Реми Бастиян и Жерар Детурбе, „бащите“ на първата гама на Dacia и любители на семплите и икономични решения. „Renault винаги е била много отворена компания, особено, когато става въпрос за изследователска дейност. Но в деня, когато представих модела на мениджъра на проекта Жерар Детурбе и на директора по проучвания Реми Бастиян, не знаех как щяха да реагират. Те оглеждаха модела, докосваха го и разбираха, че имаме работещ продукт. Никога няма да забравя думите на Жерар Детурбе: „Ако можем да го направим от LEGO, ще работи!“ Но тази зелена светлина не е дадена даром. Никола и неговите колеги трябва да се ангажират да внедрят тази концепция в автомобил в рамките на едва 18 месеца! „Беше предизвикателство за целия изследователски и инженерен екип, с мобилизация на уменията на хора от отделите по контрол, механичен дизайн и други“, спомня си Никола Фремо.

За малкия екип от ентусиасти, отдадени на хибридизацията в Renault Engineering, най-трудната част тепърва започва. Тяхна е задачата да проверят и докажат, че иновативната система без съединител би била подходяща, на практика, за това, което клиентите очакват по отношение на производителността. Многорежимната скоростна кутия е във фокуса на вниманието. Тази част заменя както верижното зъбно колело, така и синхронизиращия пръстен в една система без съединител. Многорежимната скоростна кутия има много добра ефективност благодарение на намаляването на триещите се една в друга части в кутията. Тази технология се използва в моторните спортове, където липсата на плавност не е недостатък. От друга страна, в серийните модели е необходимо да се предложи плавна смяна на предавките, за да бъде технологията използваема за обикновените хора. Това съвсем не е лесно, въпреки че многорежимната скоростна кутия от плосък тип, използвана във Формула 1, работи по-добре с течение на времето и е по-надеждна от други видове такива кутии като тази от „покривен“ тип. Необходим е хитър начин системата да се направи по-плавна.

Идеята е да се добави втори електрически двигател към разработваната хибридна система E-TECH. Неговата роля е да замени синхронизаторите в традиционната скоростна кутия, за да се улеснят съединителя и съответно смяната на предавките. Работейки заедно със задвижващия електрически двигател, той позволява много прецизно регулиране на скоростта на въртене на скоростната кутия за плавна смяна на предавките.

Никола Фремо актуализира LEGO модела с това решение и започват тестове на изпитателния стенд и на пътя. Това предоставя възможност за наблюдение, че вторият електрически двигател, наречен HSG (High-voltage Starter Generator – високоволтов стартер-генератор) добавя други ползи към системата. Незабавното подаване на въртящ момент изглажда ускорението при ниски обороти, за да се избегне всякакво усещане за прекъсване на въртящия момент по време на смяна на предавките. При ниски обороти това позволява на системата да работи като „сериен хибрид“ за увеличен комфорт и гъвкавост. Без необходимостта от повече съхранена енергия, което позволява капацитетът на батерията да бъде намален и контактът за зареждане да бъде отстранен.

След тестване на първите прототипи, екипите по разработка на двигателя E-TECH се убеждават, че това, което работи при LEGO модела и симулацията, работи и в реалния живот. Достигнат е първият важен етап: представянето на „реалния“ автомобил в срок от 18 месеца, зададен от Жерар Детурбе, след като той дава съгласието си за развитието на тази хибридна технология. Първата версия на двигателя E-TECH прави своя „полу-публичен“ дебют под капака на Dacia Sandero в 2012 Innov’Days, събитие за запознаване на служителите на Групата с най-новите технологични иновации в процес на разработка.

Но не всичко е решено. Системата все още трябва да бъде оптимизирана за високи скорости и преди всичко, трябва да бъде открита настройката, която би позволила E-TECH да бъде представен пред медиите и обществеността. Междувременно Renault се подготвя да отговори на правителствено предизвикателство: да разработи автомобил, който е в състояние да изразходва под 2 л/100 км. Това е ролята на прототипа EOLAB. Екипи от инженери, дизайнери и експерти по аеродинамика, ръководени от Лоран Топен, работят в три основни насоки: олекотяване на платформата и каросерията на автомобила, неговата високо усъвършенствана динамика и възможно най-икономичния задвижващ агрегат. Срещата с екипите по разработка на двигателя E-TECH е неизбежна.

Комбинацията EOLAB/E-TECH скоро стана очевидното решение, тъй като взаимното допълване между търсенето на по-лек автомобил и необходимостта да се приложи към силов агрегат чрез иновативна технология бе нужно за завършване на проекта. Това ни даде два допълнителни начина да изпълним изискването на Renault, с други думи, предоставянето на интелигентно, икономично решение, достъпно за всички.“ обяснява Лоран Топен, Ръководител на проекта EOLAB.

Прототипът EOLAB е представен на Автомобилния салон в Париж през 2014 г. Същевременно медиите са поканени да тестват демо версията на автомобила на пистата Мортефонтен – тест за ефективността на двигателя E-TECH.

EOLAB спазва обещанията си и отзивите са много позитивни, като журналистите са очаровани от прототип, който бие рекордите по отношение на разход на гориво (1 л/100 км!) без да се пренебрегва динамиката (ускорение от 0-100 км/ч за 9,2 сек.) и пътното поведение. Никола Фремо и екипите по разработка обаче не са напълно удовлетворени: „Трябваше да успеем в ускоряване на запалването на двигателя с вътрешно горене, за да имаме трансмисия с много бързи реакции и да открием удоволствието на моменталното задвижване, което имаме при електрическите автомобили.“

Това изисква корекция в горната част на задвижващия агрегат. Решението е в добавянето на четвърта предавка към многорежимната трансмисия, свързана с двигателя с вътрешно горене, която първоначално има само три предавки. Четвъртата предавка позволява на основния електрически двигател да се изключи напълно, когато не се ползва – обичайно на магистрали. Това премахва съпротивлението му и спестява около 1 кВ или 3-4% от разхода на гориво. „Шофирането по магистрала става по-комфортно и по-икономично“, казва Никола Фремо.

Разработката на технологията E-TECH продължава в тясно сътрудничество с отборите на Renault Sport Racing. Трябва да се отбележи, че Формула 1 се движи към електрификация от 2009 г. с KERS и че през 2014 г. въвежда ново поколение хибридни двигатели V6. На пистата както и на пътя, желанието на производителите на двигатели е едно и също – намаляване на разхода на гориво и подобряване на икономията на гориво. Това са тайните на енергийното управление, които инженерите, работещи по двигателя E-TECH, получават от своите колеги от Renault F1 Team, предшественика на днешния Alpine F1 Team.

Липсва само един елемент, за да се нареди пъзелът – двигател с вътрешно горене. Избран е 4-цилиндровият бензинов двигател с атмосферно пълнене от гамата двигатели на Алианса – HR16. Изисква се много работа по неговата адаптация, особено по отношение на работния му цикъл, но той позволява на иновативната многорежимна трансмисия, визуализирана с LEGO от Никола Фремо, да достигне пълния си потенциал. Това е и отговор на стремежа към оптимизация на разходите за двигателя E-TECH, предназначен за автомобилите от среден клас.

Днес двигателят E-TECH е реалност, предлагана в хибридна версия за моделите Clio, Captur и Arkana, и в plug-in хибридна версия за Captur и Megane. За Никола Фремо това е като сбъдната мечта: „Започнахме с малко семенце, накарахме инженерния отдел да възприеме концепцията и сега тя е трансформирана в пълна гама.“

Наистина това е финалът на една леко сюрреалистична приказка, родена от LEGO модел, и изобретателността и постоянството на отдаден екип, който не се отказва от битката, когато нещата стават трудни. Това е екип, който знае как да се сплоти и създаде състезателен дух, който постепенно обхваща цялата компания.

Определено бе много рисково начинание. Но постепенно цялата компания прие идеята: от проектните екипи за продукта и автомобила чак до висшето ръководство. Много служители от инженерните и други отдели се запалиха по този проект, генериран с много самомотивация. Това е, което прави една компания достойна за уважение. Силовият агрегат E-TECH бе леко луд успех, с който всички ние можем да се гордеем“, заключва Никола Фремо.

Снимки: LAP.bg

(Visited 1 285 times, 1 visits today)

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *