Lexus LS – nowe układy napędowe

Dążąc do zapewnienia odpowiednio wysokiej mocy, rewelacyjnych osiągów i bardzo niskiego zużycia paliwa, specjalnie dla najnowszego modelu LS Lexus opracował zupełnie nową jednostkę napędową V6 o pojemności 3,5 litra i cylindrach ustawionych pod kątem 60 stopni. Silnik ten ma średnicę cylindrów mniejszą niż skok tłoka, co daje większą sprawność cieplną. Jednostka ta otrzymała dwie turbosprężarki, a wiele elementów konstrukcyjnych zaczerpnięto z technologii stosowanych w silnikach budowanych na potrzeby wyścigów F1. Nowy silnik to kolejny element, który ilustruje bardziej dynamiczne podejście Lexusa do kwestii nowych konstrukcji, gdyż uzyskuje moc porównywalną z jednostkami V8 mimo mniejszych rozmiarów, przy wyższej efektywności i wyższej kulturze pracy.

Jednostka napędowa najnowszego Lexusa LS legitymuje się mocą na poziomie, którego należy oczekiwać w samochodzie uchodzącym za flagową limuzynę sedan: silnik rozwija moc 421 KM (310 kW; EURO6 z OBD) / 417 KM (307 kW; EURO6d z OBD) i dysponuje maksymalnym momentem obrotowym 600 Nm, co stanowi znaczący postęp w porównaniu z wolnossącym silnikiem V8 o pojemności 4,6 litra w dotychczasowym modelu LS (387 KM /285 kW i maks. moment 493 Nm). Długi skok tłoka, zoptymalizowany stosunek średnicy cylindrów do skoku tłoka, wynoszący 0,86, zwiększony kąt pochylenia zaworów, proste porty dolotowe powietrza oraz gniazda zaworów powlekane laserowo z użyciem technologii opracowanej dla Formuły 1 – to wszystko sprawia, iż nowy silnik charakteryzuje się wiodącymi w świecie parametrami spalania przy najwyższych obrotach oraz bardzo wysokimi wskaźnikami sprawności termicznej.

Układ z dwiema turbosprężarkami został zaprojektowany i jest produkowany we własnym zakresie przez Lexusa, co pozwala na pełną kontrolę tolerancji i jakości. Turbosprężarki uzyskują bardzo wysokie parametry sprawności mechanicznej, między innymi dzięki lepszym wskaźnikom odzyskiwania energii ze spalin, co jest możliwe dzięki wyrafinowanemu kształtowi i zwiększonej długość łopatek turbin, a także dzięki odlewanym korpusom sprężarek i znacznie wyższej precyzji wykończenia powierzchni elementów. Elektrycznie sterowane zawory upustowe zapewniają ultraprecyzyjną kontrolę ciśnienia doładowania, co z kolei daje płynny przyrost mocy, bez typowej dla silników turbo zwłoki. Chłodnice powietrza doładowującego są chłodzone cieczą z układu chłodzenia silnika, co zapewnia wyższą efektywność pracy i lepsze osiągi.

Opracowano także specjalną wersję układu bezpośredniego wtrysku benzyny Lexus D-4S z dodatkowym wtryskiem do kanałów dolotowych, aby w ten sposób dodatkowo polepszyć precyzyjne sterowanie wtryskiem we współdziałaniu z pracą turbosprężarek. Nowy układ nosi nazwę D-4ST i jest odpowiedzialny za kontrolę pracy sześciu wtryskiwaczy bezpośrednich oraz wtryskiwaczy do kanałów dolotowych, aby maksymalnie wykorzystać doładowanie turbosprężarek i powstające wewnątrz kanałów dolotowych zawirowania powietrza.

Dwie chłodnice powietrza doładowującego, chłodzone w układzie woda-powietrze obniżają temperaturę powietrza, którego ciśnienie radykalnie wzrasta podczas przechodzenia przez turbosprężarkę. Chłodnice powietrza są zamontowane na szczycie silnika, każda z nich znajduje się na najkrótszej drodze między turbosprężarką i przepustnicą powietrza, przez co można było zmniejszyć zwłokę i ilość powietrza w przewodach dolotowych.

Wyjątkowa płynność i kultura pracy silnika, będąca znakiem rozpoznawczym Lexusa, ma swój początek już w samym bloku cylindrów, gdzie przewidziano drabinkowy szkielet podpierający łożyska główne wału korbowego – zwiększa on sztywność całej konstrukcji i pozwala w dużym stopniu wyeliminować wibracje. Zmieniona konstrukcja zawieszenia silnika, elektrycznie sterowane zawory upustowe spalin oraz wiele innych istotnych rozwiązań przyczyniają się do uzyskania wyjątkowo wysokiej kultury pracy tego silnika.

Nowy Lexus LS500 przyspiesza od 0 do 100 km/h w zaledwie 4,9 sekundy. Zapewne dużo większe znaczenie dla przyjemności prowadzenia ma sposób, w jaki inżynierowie Lexusa zestroili silnik i skrzynię biegów, zapewniając natychmiastowe przyspieszenie i stały przyrost momentu obrotowego aż do górnej granicy ekonomicznej pracy silnika. Kierowca ma możliwość wyboru dynamiki pracy układu napędowego poprzez wybór jednego z trzech trybów pracy: Normal, Sport S oraz Sport S+. Silnik pracuje bardzo cicho, ale jest na tyle słyszalny, aby poczuć jego sportowy charakter.

Pierwsza w historii 10-stopniowa automatyczna skrzynia biegów oferowana w samochodach osobowych klasy premium, zaprezentowana po raz pierwszy w Lexusie LC 500, jest teraz dostępna także w modelu LS 500 z silnikiem benzynowym. Jest to przekładnia automatyczna z przekładnią hydrokinetyczną, której czasy zmiany przełożeń dorównują parametrom skrzyń dwusprzęgłowych. Szeroki zakres obrotów, objętych dziesięcioma ciasno dobranymi przełożeniami, idealnie spełnia wymogi praktycznie każdych warunków jazdy.

Wykorzystanie stopów aluminium do wykonania bębna sprzęgła, piasty sprzęgła oraz koszyka satelitów przyniosło zmniejszenie mas wirujących. W połączeniu ze skróceniem wewnętrznych kanałów olejowych oraz użyciem mniejszych i szybszych elektrozaworów odpowiedzialnych za przełączanie przełożeń zaowocowało to uzyskaniem krótszych czasów zmian przełożeń. Te udoskonalenia oraz użycie miski olejowej wykonanej z tworzywa sztucznego przyniosło efekt w postaci obniżenia masy skrzyni biegów — przekładnia 10-biegowa ma taką sama masę jak poprzednio stosowana skrzynia 8-stopniowa.

Kierownica nowego Lexusa LS wyposażona jest w łopatki umożliwiające zmianę biegów. Jednak nawet ci kierowcy, którzy znajdują przyjemność w ręcznej zmianie biegów, będą pod wrażeniem funkcjonowania automatycznego trybu pracy przekładni. Wykorzystujące elementy sztucznej inteligencji oprogramowanie sterujące AI-Shift Control przewiduje działania kierowcy, monitorując przyspieszanie, hamowanie oraz poprzecznie działające siły G, umożliwiając dokonywanie ultraszybkich zmian biegów w idealnie dobranym momencie.

Podczas przyspieszania po ruszaniu z miejsca, ciasno zestopniowane przełożenia niskich biegów oraz krótkie czasy zmian przełożeń dają głęboką satysfakcję, towarzyszącą rytmicznym zmianom biegów i szybko wzrastającej prędkości. Wysokie wartości momentu obrotowego, jakie zapewnia silnik twin-turbo są skutecznie i bardzo płynnie przenoszone przez przełożenia na wyższych biegach. W efekcie Lexus LS bez wysiłku osiąga wysokie prędkości podróżne na autostradzie. Z kolei szybka redukcja biegów w razie potrzeby zapewnia bardzo szybkie przyspieszenie, bez jakiejkolwiek zwłoki w reakcjach układu napędowego. Funkcja blokady przekładni hydrokinetycznej, działająca praktycznie w każdym zakresie prędkości (z wyjątkiem ruszania z miejsca), daje kierowcy poczucie bardziej bezpośredniej kontroli nad prędkością i ogranicza zużycie paliwa.

Napęd na wszystkie koła AWD wykorzystuje międzyosiowy mechanizm różnicowy o ograniczonym poślizgu typu torsen, co poprawia własności trakcyjne oraz stabilność na zakrętach. Rozkład momentu napędowego między osie może się zmieniać od 31 procent z przodu / 69 procent z tyłu na suchych nawierzchniach po 48 procent z przodu / 52 procent z tyłu na nawierzchniach o słabej przyczepności.

NOWY HYBRYDOWY LEXUS LS

Lexus LS w wersji hybrydowej został zaprojektowany według zupełnie innych założeń niż model LS Hybrid poprzedniej generacji. Nowy układ układ napędowy Multi Stage Hybrid System, który zaprezentowano po raz pierwszy w modelu LC 500h Coupe, opiera się na 3,5-litrowym silniku benzynowym V6 pracującym w tzw. cyklu Atkinsona, który współpracuje z dwoma silnikami/generatorami elektrycznymi. Układ wykorzystuje dodatkowo kompaktowy akumulator litowo-jonowy o lekkiej konstrukcji. Bezpośredni wtrysk benzyny jednostki D-4S oraz lekka konstrukcja elementów rozrządu pozwalają osiągać obroty silnika do 6600 obr/min. Z kolei podwójny układ zmiennych faz rozrządu z inteligentnym sterowaniem Dual VVT-i (Dual Variable Valve Timing with Intelligence) gwarantuje odpowiednio duży zapas momentu w całym zakresie obrotów silnika. Łączna moc układu napędowego, a więc silnika spalinowego i elektrycznego zespołu trakcyjnego wynosi 359 KM / 264 kW, co pozwala wersji LS 500h z tylnym napędem na przyspieszanie od 0 do100 km/h w 5,4 sekundy.

Nowy układ wykorzystuje elektronicznie sterowaną przekładnię bezstopniową układu Lexus Hybrid Synergy Drive, współpracującą z zupełnie nową, dodatkową 4-biegową przekładnią automatyczną na wale napędowym. Oba układy ściśle współdziałają, zapewniając szeroki zakres możliwych przełożeń i wykorzystując parametry silnika V6 w znacznie szerszym zakresie prędkości, niż to miało miejsce w dotychczasowych wersjach hybrydowych.

W trybie M obie przekładnie działają jak jeden zespół, dając efekt skrzyni 10-biegowej. Tym samym Lexus LS 500h gwarantuje kierowcy jeszcze większe doznania, wynikające ze ściślejszej kontroli nad układem napędowym, także dzięki zmianie przełożeń za pośrednictwem łopatek przy kierownicy. Układ Multi Stage Hybrid System w znacznie większym stopniu wykorzystuje napęd elektryczny przy niższych prędkościach jazdy. Umożliwia także modelowi LS 500h jazdę z wyłączonym silnikiem spalinowym na niewielkich dystansach z maksymalną prędkością nawet do 140 km/h.

MOTOMI Magazyn
Tags:

Facebook

Zaloguj się używając swojego loginu i hasła

Nie pamiętasz hasła ?