Új generációs hibrid hajtáslánc a Lexus RX 450h-ban

A 2009 nyarától kapható, és az Európában a Genfi Autószalonon bemutatkozó új hibrid Lexus RX 450h lesz az RX-család zászlóshajója. A kocsi 299 lóerős lett, kevesebbet fogyaszt (hideg időben mintegy 23 százalékkal) és még kevesebb széndioxidot ereget a légkörbe. Három új üzemmódot kínál (Eco, EV és Hó), továbbá tisztán benzines és tisztán villanymotoros üzemmódban, illetve a két erőforrás kombinációjával is képes működni.

A Lexus RX 450h hajtásláncában egy 3,5 literes Atkinson ciklusú V6-os benzinmotor és két erős villanymotor található, amelyek együttműködve valósítják meg az "intelligens", elektromos négykerékhajtást. A nagyobb teljesítmény és kisebb környezetterhelés érdekében első ízben a mérnökök hűtött kipufogógáz visszavezetést (EGR) és kipufogógáz hővisszanyerést (EHR) is beépítettek a motorba, továbbá új, intelligens váltóvezérléssel helyettesítették a korábbit. A teljesítményszabályozó egység is új, ezen kívül nyomatékosabbak a villanymotorok és a sofőr három új üzemmód közül választhat.  

A 3,5 literes V6-os benzinmotor 249 lóerőt állít elő percenkénti 6000-es fordulatszámnál, nyomatéka 317 Nm 4800/percnél. Mivel egy Atkinson ciklusú motorban a szívószelepek későn zárnak, a sűrítés késleltetett. Ez kisebb kompresszió mellett csökkenti a szívási és kipufogási veszteségeket, illetve hatékonyabban alakítja az égési energiát motorteljesítménnyé. Mindennek eredményeként a kipufogógáz hőmérséklete kisebb lesz, mint egy hagyományos benzinmotorban. Egy különleges szívócsőn keresztül az EGR rendszer tökéletesen ellenőrzött mennyiségű és 880-ról 150 fokra hűtött kipufogógázt vezet vissza a szívórendszerbe, azaz tovább mérsékli a motor üzemi hőmérsékletét, illetve csökkenti a motor szívási veszteségeit.

Az Atkinson ciklus és a hűtött EGR rendszer együttes alkalmazása minimálisra csökkenti annak az esélyét, hogy "dúsított" üzemanyag-keverékkel kelljen megvédeni a katalizátort a túlhevülés okozta károktól. Így javul a fogyasztás és csökken az emisszió. Az EHR rendszer a kipufogógázt felhasználva melegíti a motor hűtőfolyadékát hidegindítást követően. Ezzel lerövidül a motor bemelegedési ideje, s így megfelelő körülmények között hamarabb leállítható, ami – különösen télen – több teret enged a tisztán villanymotoros üzemnek. A hideg égövi körülmények között végrehajtott tesztek megmutatták, hogy a benzinmotor 15 perccel hamarabb áll le, mint az RX 400h esetében. Ez azt jelenti, hogy az RX 450h hideg időben 23 százalékkal kevesebbet fogyaszt, mint elődje.

A váltóvezérlés mesterséges intelligenciát (AI-SHIFT) használ. A rendszer a jármű sebességének és a gázpedál állásának összehasonlításával meghatározza, hogy az RX 450h lejtőn vagy hegymenetben halad-e. Ezt követően a váltómű kiválasztja a megfelelő fokozatot, hogy optimális szinten tartsa a motor fordulatszámát a hegymeneti gyorsításhoz vagy a lejtmeneti motorfékhatáshoz. A szekvenciális váltási üzemmód az S-kulissza kiválasztásával aktiválható a váltókarral.

A Lexus Hybrid Drive nagy sebességű működése szempontjából alapvető fontosságú teljesítményszabályozó egység (PCU) több fontos funkciót ötvöz, köztük az akkumulátorok feszültségének növelését 288 voltról 650 volt egyenáramra. Emellett a hibrid akkumulátor egyenáramát váltóárammá alakítja, ami meghajtja a villanymotorokat, vezérli a villanymotor/generátor üzemmódot, illetve a hibrid akkumulátor feszültségét 14 voltosra alakítja, hogy töltse a segéd akkumulátort és elektromos áramot állítson elő.

Bár az első és a hátsó villanymotor teljesítménye ugyanaz maradt, mint az RX 400h esetében (167 lóerő és 68 lóerő), a PCU hatékonyabb hűtésének köszönhetően szélesebb lett a villanymotorok maximális nyomatékának fordulatszám-tartománya, s különösen induláskor jobb lett a teljesítmény. Az első és a hátsó villanymotor 0 percenkénti fordulatszámtól kezdve 335 és 139 Nm nyomatékot adnak le. Az első villanymotor maximális nyomatékához tartozó sebességtartomány 15 km/órával, míg a hátsóé 35 km/órával nőtt.

Az RX 450h hibrid hajtási rendszerének hatékonysága és teljesítménye egyaránt javult a három új üzemmód – Eco, EV és Hó – alkalmazása által. Az Eco üzemmód módosított pillangószelep-vezérlést és klímaszabályozást valósít meg. A gázpedál mozgása és a rendszer teljesítménye közötti viszonyt a rendszer automatikusan úgy szabályozza, hogy csökkentse az agresszív gázpedálkezelés hátrányait, azaz javítsa a fogyasztást, és elősegítse a finomabb autóvezetést. Mivel gyorsítás közben a klímaberendezés sokkal kevésbé terheli a benzinmotort, a fogyasztás tovább javul.

Kis és közepes sebességekig az RX 450h automatikusan működhet EV üzemmódban, vagyis ilyenkor csak villanymotorjai hajtják. De a volánra szerelt multi-információs kapcsoló segítségével a vezető manuálisan is választhatja az EV üzemmódot. Mivel a jármű hatótávolságát az akkumulátorok töltöttsége határozza meg, az EV üzemmód lehetővé teszi a minimális zajjal és nulla emisszióval járó városi közlekedést.

A szintén a multi-információs kapcsolóval aktiválható Hó üzemmód könnyebbé teszi az elindulást, felgyorsulást hóval borított, csúszós útfelületen. A gázpedál utasításait a rendszer automatikusan úgy alakítja át, hogy a kerekek kipörgésének elkerülése érdekében optimális legyen a nyomaték mértéke, s közben a hátsó villanymotor működésbe lép, hogy megőrizze a jármű tapadását, ha az első kerekek kipörögnének.