Jazda próbna 20 lat Toyoty Prius: jak to się stało

Cykl o tytanicznej ścieżce, którą przebyła japońska marka i hybrydy, które stały się rzeczywistością

W lutym 2017 r. łączna sprzedaż modeli hybrydowych Toyoty osiągnęła 10 milionów, a ostatni milion został osiągnięty w ciągu zaledwie dziewięciu miesięcy. To opowieść o prawdziwym duchu, wytrwałości, dążeniu do marzeń i celów, hybrydach i potencjale, który tkwi w tym połączeniu.

Pod koniec 1995 roku, sześć miesięcy po tym, jak odpowiedzialna Toyota podjęła przełomowe zielone światło dla projektu samochodu hybrydowego, a dwa lata przed planowaną produkcją seryjną, pracownicy projektu byli zaskoczeni. Prototyp po prostu nie chce się uruchamiać, a rzeczywistość bardzo różni się od symulacji na wirtualnym komputerze, zgodnie z którą system musi działać płynnie.

Zespół Takeshi Uchiamad, który zainwestował w to przedsięwzięcie nieocenione zasoby ludzkie, technologiczne i finansowe, został zmuszony do powrotu do punktu wyjścia i ponownego rozważenia całej swojej strategii. Inżynierowie zakasują rękawy i zajmują się całodobowymi obliczeniami, zmianami projektowymi, ponowną kalibracją, pisaniem nowego oprogramowania sterującego i innymi niewdzięcznymi czynnościami przez cały miesiąc. W końcu ich wysiłek zostaje wynagrodzony, ale radość nie trwa długo – samochód przejeżdża kilkadziesiąt metrów, po czym znowu spada.

W tym czasie Toyota od dawna była motoryzacyjnym gigantem o ugruntowanym wizerunku producenta samochodów z wyższej półki, niepowodzenie tak ambitnego nowego przedsięwzięcia było dla firmy scenariuszem nie do pomyślenia. Co więcej, pokazanie potencjału technologicznego i siły finansowej jest kluczowym elementem projektowania projektów hybrydowych, a marketerzy nie mogą sobie pozwolić na odejście od własnego zadania.

Ogólnie rzecz biorąc, idea rozwoju hybrydowego nie jest typowa dla ducha Toyoty, która w tamtym czasie była bardziej znana ze swojego konserwatyzmu niż zaangażowania w innowacje. Stylowi firmy od dziesięcioleci przyświeca unikalna filozofia, obejmująca wdrażanie sprawdzonych modeli produkcji i marketingu, ich adaptację, rozwój i doskonalenie. Połączenie tych metod w połączeniu z tradycyjnym japońskim duchem, dyscypliną i motywacją udoskonala metody produkcji wyspiarskiego giganta i czyni z niego wzorzec wydajności. Jednak w ostatnich latach kierownictwo Toyoty opracowało nową wizję przyszłości, zgodną z nową pewnością siebie globalnego gracza aspirującego do czołówki branży motoryzacyjnej, a stworzenie modelu hybrydowego powinno być pierwszym dużym krokiem w ambitne zadanie budowlane. awangardowy i bardziej zrelaksowany wygląd. Chęć zmian wymusza proces, który z kolei obciąża możliwości rozwoju firmy do granic możliwości. Pierwszy Prius narodził się w ferworze tantalu, a jego zespół projektowy stanął w obliczu nieoczekiwanych przeszkód, zaskakujących wyzwań i bolesnych zagadek technologicznych. Etap rozwoju i projektowania to kosztowny eksperyment, któremu towarzyszyło wiele błędnych kroków i niedostatecznie dokładnych rozwiązań inżynierskich, co doprowadziło do ogromnej inwestycji czasu, wysiłku i pieniędzy.

Ostatecznie cel został osiągnięty – awangardowa hybryda Prius spełniła oczekiwaną rolę marketingowej katapulty, która zdołała zmienić Toyotę w technologicznego pioniera i zniszczyć konserwatywny wizerunek firmy, tworząc wokół niej zupełnie nową aurę high-tech. Opracowanie pierwszej generacji kosztowało Toyotę aż miliard dolarów, włączyło ogromny potencjał inżynieryjny i przetestowało wytrwałość, pracowitość, ducha i talent wszystkich osób bezpośrednio lub pośrednio zaangażowanych w projekt.

Chociaż zaczął się jako „strzał w ciemno”, Prius to nie tylko rewolucja technologiczna dla Toyoty. Proces jej tworzenia całkowicie zmienia cały model zarządzania firmą, której kierownictwo nigdy nie podejmowało tak ryzykownych decyzji. Bez solidnej pozycji liderów, takich jak Hiroshi Okuda i Fujio Cho, hybryda nie stałaby się popularnym japońskim gigantem. Brzydka, cierpiąca kaczka staje się początkiem wszystkich początków, wytycza możliwą drogę ku przyszłości samochodu, a drugie pokolenie zaczyna przynosić bezpośrednie dywidendy finansowe, spadając na żyzną glebę wysokich cen ropy. Naturalnie, kolejny po wspomnianych dwóch, firma sterująca Katsuaki Watanabe umiejętnie wykorzystała fundamenty, które stworzyli jego poprzednicy, stawiając technologie hybrydowe na priorytetowej pozycji do rozwoju w nadchodzących latach. Trzeci Prius jest teraz integralną częścią nowej filozofii Toyoty, niewątpliwie ważnym czynnikiem technologicznym i rynkowym w branży motoryzacyjnej, a czwarty może wyglądać dziwnie, ponieważ istnieje już wystarczająco dużo alternatyw, takich jak bardziej tradycyjny Auris Hybrid. Obecnie główne inwestycje koncentrują się na technologiach konstrukcyjnych i metodach produkcji, aby kolejna generacja hybryd była bardziej przystępna cenowo i wydajna, a nowe technologie akumulatorów, nowoczesna elektronika sterująca i zasilacze są priorytetem w działaniach rozwojowych. Tutaj postaramy się opowiedzieć o prawdziwym heroizmie pokazanym przez twórców tego wyjątkowego dzieła.

Przedmowa

Odjeżdża cicho i dziwnie jak na samochód. Szybuje przez mgłę spalonych węglowodorów i mija buczące silniki swoich braci z cichą arogancją. Nieznaczne przyspieszenie i ciszę nagle przerywa niezauważalny, ale charakterystyczny szum silnika benzynowego. Jakby demonstrując zależność ludzkości od oleju opałowego, klasyczny silnik spalinowy skromnie, ale jednoznacznie deklaruje swoją obecność we współczesnym układzie hybrydowym. Dźwięk małego, zaawansowanego technicznie samochodu tłokowego jest dość dyskretny, ale sam jego wygląd pokazuje, że wielokrotnie nagradzany pionier hybrydowy Prius nadal nie jest samochodem elektrycznym i pozostaje głęboko przywiązany do zbiornika gazu ...

Ta decyzja jest całkiem naturalna. W najbliższych dziesięcioleciach samochód elektryczny może zastąpić swój odpowiednik z silnikiem spalinowym, ale na tym etapie technologia hybrydowa jest najlepszą alternatywą dla klasycznych samochodów benzynowych i wysokoprężnych pod względem niskiej emisji. Alternatywa, która faktycznie działa, jest produkowana w dużych ilościach i ma już rozsądne ceny.

Jednocześnie rola silnika benzynowego w modelu japońskim jest znacznie ograniczona, a układ elektryczny bierze aktywny udział w napędzie, zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio, pomagając zoptymalizować osiągi silnika. W ostatnich latach inżynierowie Toyoty i Lexusa opracowali swój autorski pomysł połączenia cech hybrydy równoległej i szeregowej poprzez dodanie kilku dodatkowych elementów (w tym najnowszej generacji dodatkowej przekładni) oraz poprawę sprawności silników elektrycznych, energoelektroniki i baterie. Pozostali jednak wierni dwóm zasadom technicznym – wykorzystaniu mechanizmu planetarnego do łączenia mocy dwóch maszyn elektrycznych i silnika spalinowego oraz elektrycznej transformacji części energii silnika spalinowego, zanim zostanie ona wysłana do kół . Dla wielu hybrydowy pomysł japońskich inżynierów do dziś wygląda fantastycznie, ale jego korzenie sięgają przeszłości. Prawdziwy wkład Toyoty tkwi w odwadze podjęcia decyzji o stworzeniu samochodu hybrydowego w czasach, gdy nikt go nie potrzebuje, w praktycznym zastosowaniu nowoczesnych technologii, które pozwalają odpowiednio sterować procesami za pomocą inteligentnych algorytmów i szybkiej elektroniki. Jednak pod tym prostym sformułowaniem kryje się ogromna i bezinteresowna praca setek wysoko wykwalifikowanych inżynierów oraz nakład ogromnych środków finansowych i technologicznych. Dzięki przyszłościowej bazie badawczo-rozwojowej, kreatywnej interpretacji istniejących udanych pomysłów i wieloletniemu doświadczeniu w dziedzinie rozwoju hybryd, japoński gigant nadal jest starszy w tej dziedzinie, niezależnie od ambicji wszystkich innych.

Dziś jasne jest, że najważniejszą cechą Priusa jest harmonia.

między elementami składowymi ścieżki mocy, osiągnięty w dążeniu do maksymalnej wydajności. Poszczególne jednostki połączone są w koncepcyjnie ujednolicony schemat synergii, odzwierciedlony w nazwie układu napędowego – HSD (Hybrid Synergy Drive). Już podczas opracowywania Priusa I inżynierowie Toyoty byli w stanie myśleć na dużą skalę, przekraczając granice dotychczasowych kombinacji silników spalinowych i elektrycznych oraz dostrzegając korzyści płynące z bardziej elastycznego wykorzystania energii elektrycznej w całkowicie zintegrowanym systemie. Pod tym względem koncepcyjnie wyprzedzają swoich rówieśników, wykorzystując równoległe rozwiązania hybrydowe z współosiowo połączonym silnikiem elektrycznym i silnikiem benzynowym. Japończycy stworzyli maszynę, w której energia elektryczna nie przechodzi przez elementarną ścieżkę „akumulator – silnik elektryczny – przekładnia – koła” i odwrotnie, ale wchodzi w złożony cykl obejmujący silniki spalinowe, których energia mechaniczna wykorzystywana jest do generowania prąd napędowy w czasie rzeczywistym. Schemat Toyoty pozwala uniknąć konieczności stosowania klasycznej skrzyni biegów, wybrać wysoce wydajne tryby pracy silnika spalinowego dzięki pośredniemu połączeniu z kołami napędowymi, a także tryb odzyskiwania energii podczas zatrzymywania i wyłączania silnik po zatrzymaniu, jako część ogólnej idei maksymalnej oszczędności.

Po sukcesie Toyoty wiele innych firm również przeszło na modele hybrydowe. Nie można jednak zaprzeczyć, że prawie wszystkie projekty sprowadzają się do równoległego rozwiązania konstrukcyjnego, które nie jest w stanie zapewnić wydajności, a tym samym sensu filozofii technologicznej Toyoty.

Nawet dzisiaj firma kieruje się podstawową architekturą pierwotnie zaprojektowanego systemu, ale szczerze mówiąc musimy wspomnieć, że tworzenie wersji większych modeli Lexusa wymaga rozwoju porównywalnego z pierwszym Priusem. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku najnowszej wersji systemu hybrydowego z dodatkową czterobiegową skrzynią biegów z przekładniami planetarnymi. Sam Prius przeszedł znaczące zmiany w drugiej, trzeciej i czwartej generacji, w tym dodanie wersji plug-in z akumulatorami litowo-jonowymi jako kolejny rewolucyjny krok w rozwoju tej technologii. W międzyczasie napięcie w układzie znacznie wzrosło, silniki elektryczne zwiększyły sprawność i zmniejszyły ich objętość, co pozwoliło wykluczyć pewne szczegóły w konstrukcji napędu przekładni planetarnej i zmniejszyć liczbę elementów napędzanych. Rozwój również nigdy się nie zatrzymał, a nowe modele stają się bardziej wydajne ...

Wreszcie, znacząca przewaga modelu Toyoty tkwi nie tylko w aspekcie technicznym – siła Priusa tkwi w przesłaniu, jakie emanuje jego złożona koncepcja i konstrukcja. Klienci samochodów hybrydowych szukają czegoś zupełnie nowego i chcą nie tylko oszczędzać paliwo i emisje, ale robić to publicznie w ramach manifestacji swoich poglądów na temat ochrony środowiska. „Prius stał się synonimem hybrydy, wyjątkowej esencji tej technologii” — powiedział wiceprezes firmy. Hondy John Mendel.

Jak dotąd nie ma realistycznych perspektyw, aby ktokolwiek rzucił wyzwanie pozycji lidera Toyoty i Lexusa w technologii hybrydowej, pomimo rosnącej konkurencji. Dzisiejszy sukces rynkowy firmy zawdzięcza w dużej mierze Priusowi — jak powiedział kiedyś prezes Toyoty w USA, Jim Press: „Kilka lat temu ludzie kupowali Priusa, ponieważ była to Toyota; dzisiaj wielu ludzi kupuje Toyotę, ponieważ produkuje model podobny do Prius”. To samo w sobie jest wybitnym przełomem. Kiedy pierwsze hybrydy trafiły na rynek w 2000 roku, większość ludzi po prostu patrzyła na nie ze sceptycznym zaciekawieniem, ale wraz ze wzrostem cen paliw prędkość Toyoty i solidna przewaga szybko dostosowały się do zmieniających się warunków.

Kiedy jednak zaczyna się tworzenie modelu Prius, nikt nie spodziewa się, że to wszystko się wydarzy – inicjatorzy projektu i inżynierowie zaangażowani w realizację nie mają nic poza białymi kartkami…

Narodziny filozofii

28 września 1998 r. Na targach motoryzacyjnych w Paryżu grupa kierowników Toyoty pod przewodnictwem prezesa Shoichiro Toyody miała zaprezentować Yarisa, nowy mały model firmy. Jej pojawienie się na rynku Starego Kontynentu planowane jest na 1999 rok, aw 2001 roku ma rozpocząć produkcję w nowym zakładzie na południu Francji.

Po zakończeniu prezentacji, gdy szefowie przygotowują się do odpowiedzi na pytania, dzieje się coś dziwnego. W zasadzie uwaga powinna skupiać się na Yarisie, jednak dziennikarze, zadając pytania, szybko zwracają uwagę na nowy hybrydowy model Toyoty o nazwie Prius. Wszyscy są zainteresowani jego prezentacją w Europie, która powinna nastąpić w 2000 roku. Model został po raz pierwszy pokazany w 1997 roku w Japonii i dzięki swojej niesamowitej technologii i niskiemu spalaniu szybko przyciągnął uwagę producentów samochodów i dziennikarzy na całym świecie. W lipcu 1998 roku ówczesny dyrektor generalny Hiroshi Okuda ogłosił, że w 2000 roku Toyota rozpocznie eksport około 20 000 pojazdów do Ameryki Północnej i Europy. Od tego momentu, dzięki Priusowi, słowa Toyota i hybryda są wymawiane jako synonimy, choć wtedy nikt nie wiedział, o czym mowa. Mało kto wie, że firmie udało się nie tylko zaprojektować to technologiczne arcydzieło, ale także – ze względu na brak zaplecza technicznego i potencjału rozwojowego dostawców – zaprojektować i wyprodukować wiele unikalnych układów i elementów. Na kilku stronach trudno w pełni odtworzyć prawdziwy heroizm odpowiedzialnych ludzi i projektantów Toyoty, którym udało się zamienić pomysł w model nadający się do masowej produkcji.

Projekt G21

W 1990 r. Komunizm upadał, a gospodarki demokracji przemysłowych kwitły. Wtedy to prezes zarządu Toyoty Aggi Toyoda sprowokował w firmie gorące dyskusje. „Czy powinniśmy nadal tworzyć samochody tak, jak robimy to teraz?” Czy przetrwamy w XX wieku, jeśli nasz rozwój będzie kontynuowany tymi samymi ścieżkami?

W tamtym czasie celem producentów było uczynienie samochodów większymi i bardziej luksusowymi, a Toyota nie wyróżniała się w ten sposób. Jednak Toyoda, człowiek, który wraz ze swoim kolegą Soichiro Hondą był czołową postacią powojennego przemysłu motoryzacyjnego w Japonii, jest zaniepokojony. „Wtedy po prostu stało się to naszym celem. Kiedyś wszystko się zmieni i jeśli nie ukierunkujemy naszych działań rozwojowych w nowy sposób, konsekwencje tego poniesiemy w nadchodzących latach.” W czasach, gdy priorytetem są krótkoterminowe perspektywy mocniejszych i luksusowych modeli, brzmi to jak herezja. Jednak Toyoda nadal głosił swoją filozofię, dopóki wiceprezes wykonawczy odpowiedzialny za projektowanie i rozwój nowych modeli, Yoshiro Kimbara, nie zaakceptował tego pomysłu. We wrześniu 1993 roku stworzył G21, komitet projektowy mający zbadać wizję i filozofię samochodu z 1993 roku. Oto kolejna ciekawostka: w 3 roku administracja Clintona w Stanach Zjednoczonych podjęła inicjatywę mającą na celu opracowanie samochodu, który zużywa średnio 100 litrów paliwa na XNUMX km. Pomimo ambitnej nazwy New Generation Car Partnership (PNGV), do której należą amerykańscy producenci samochodów, efektem kilkuletniej pracy inżynierów była kasa amerykańskiego miliardera wagi lekkiej i łącznie trzy prototypy hybryd. Toyota i Honda są wykluczone z tej inicjatywy, ale to dodatkowo zachęca je do tworzenia własnych technologii, które znacząco ograniczają zużycie paliwa…

(podążać)

Tekst: Georgy Kolev