Toyota FT-Bh Concept
Světovou premiéru měl koncept Toyota FT-Bh na autosalonu v Ženevě v roce 2012. Jde o ultralehký plně hybridní vůz s hmotností pod 800 kg, navržený tak, aby výrazně snížil spotřebu paliva a emise, a přitom zůstal dostupným rodinným autem segmentu B.
Koncept jasně vyjadřuje designový jazyk Under Priority a styl Keen Look, který bude charakteristický pro další generaci vozů Toyota. FT-Bh má rozměry typické pro segment B: délku 3 985 mm, šířku 1 695 mm a výšku 1 400 mm, přičemž rozvor náprav činí 2 570 mm.
Design nového konceptu je postaven na pěti klíčových pilířích, které cílí na optimální spotřebu paliva a minimální emise: snižování hmotnosti; snížení jízdního odporu v podobě aerodynamiky a valivého odporu pneumatik; efektivita pohonného ústrojí; řízení tepelné energie a úspora elektrické energie.
Kombinací výrazného snížení hmotnosti v této třídě s precizní aerodynamikou, důsledným snižováním jízdního odporu a úsporným, přesto velmi efektivním plně hybridním pohonem, Toyota FT-Bh koncept slibuje průměrnou spotřebu paliva pouhých 2,1 l/100 km a emise CO2 jen 49 g/km.
FT-Bh cílí na emise CO2 méně než poloviční oproti současnému 1,0litrovému Yaris. Avšak skutečný přínos ke globálnímu snižování emisí vozidel lze dosáhnout pouze masovou výrobou dostupného vozu s ultra nízkými emisemi.
Proto je koncept zaměřen na maximální dostupnost, přičemž použité technologie a přístupy nevyužívají žádné exotické, drahé materiály ani složité postupy, ale pouze běžné metody známé v automobilovém průmyslu.
Navíc cíle nízké hmotnosti, nízkého těžiště a maximální efektivity pohonného ústrojí přinášejí nejen úsporu paliva a emisí, ale také živější, obratnější a zábavnější jízdní projev.
Pod heslem „Ecomotion“ kombinuje exteriér Toyota FT-Bh emotivní tvary s mimořádně vysokou aerodynamickou účinností, která umožňuje dosáhnout extrémně nízké spotřeby paliva.
Jeho tvar je téměř zcela inspirován přirozeným prouděním vzduchu po povrchu karoserie a představuje nový přístup k designu karoserie. Klíčové díly, jako je střecha, jsou tvarovány tak, aby připomínaly látku napnutou mezi upevňovacími body, což odráží jejich ultralehkou konstrukci.
Dědictví designového jazyka Under Priority a stylu Keen Look je patrné na přední části vozu, kde dominuje velká spodní maska, výrazně tvarovaná kapota a vertikální světlomety integrovány do předních blatníků.
Napnutý látkový vzhled střechy dodává vozu pocit lehkosti, který dále podtrhují ultratenké sloupky A a C, jež maximalizují prosklenou plochu kokpitu pro lepší výhled a pocit prostornosti interiéru.
Zadní část vozu ve tvaru oblouku vytváří stabilní postoj s nízkým těžištěm. Kabina plynule přechází do zadní části vozu, kde je zvýrazněný zadní nárazník a ostré, šipkovité rohové prvky, které optimalizují aerodynamiku a přispívají k nízkému součiniteli odporu vzduchu pouhých 0,235 Cd.
Motiv napnuté látky pokračuje i v interiéru, kde je zřejmý v podobě středové konzoly, palubní desky, sedadel a volantu. Vypouklý tvar středové konzoly vytváří kokpit zaměřený na řidiče, přičemž zachovává pocit lehkosti a prostornosti.
Vyrobený z kombinace vysokopevnostní oceli, hliníku a hořčíku, Toyota FT-Bh cílí na celkové snížení hmotnosti o zhruba 25 % oproti 1 030 kg vážícímu 1,0litrovému Yaris, což znamená celkovou hmotnost pouhých 786 kg.
Protože hybridní pohonná jednotka je o něco těžší než konvenční 1,0litrový motor, musí být hmotnost karoserie, interiéru, podvozku a elektroniky snížena o přibližně 340 kg, tedy o 33 % hmotnosti Yarisu.
Naopak plně hybridní pohon FT-Bh přidává k hmotnosti konceptu asi 60 kg.
Inženýři Toyoty stanovili cíle snížení hmotnosti o 33 % u karoserie a podvozku – bez kompromisů v bezpečnosti – a o 27 % u pohonného ústrojí a elektroniky. Snížení hmotnosti karoserie v bílé barvě o 20–25 % je klíčové pro dosažení celkového úbytku hmotnosti přes 30 %, přičemž hmotnost interiérových dílů a výbavy je snížena přibližně o polovinu.
To se odráží v minimalistickém designu interiéru Toyota FT-Bh, který obsahuje minimum konstrukčních prvků a lehké komponenty s vysokou torzní tuhostí, aby spojil vynikající ergonomii a funkčnost s co nejnižší hmotností.
Takto výrazná úspora hmotnosti v kabině má zásadní „vlnový efekt“ v celkovém snižování hmotnosti vozu. Například snižuje zatížení karoserie i podvozku, což umožňuje úměrné zmenšení komponentů. Rovněž vede ke snížení požadovaného objemu motoru, což šetří hmotnost i tepelné ztráty.
Další výhody takto výrazného snížení hmotnosti vozu zahrnují nižší těžiště – pouhých 541 mm – pro citlivější, obratnější ovládání a silnější brzdění, a také snížení výrobních nákladů, což zvyšuje dostupnost vozu pro širší okruh zákazníků.
Opatření ke snížení spotřeby paliva prostřednictvím snížení jízdního odporu Toyota FT-Bh se zaměřují na aerodynamiku a snížení valivého odporu pneumatik. Minimalizace součinitele aerodynamického odporu a mimořádně malá čelní plocha cílují na snížení odporu o 25 %. Použití pneumatik s nízkým valivým odporem pak výrazně zlepšuje palivovou účinnost.
Koncept představuje komplexní studii aerodynamických technik nové generace. Má vzduchové clony na předních krajích, aerodynamická kola, zrcátka nahrazená kamerami, bezúchytové elektricky ovládané dveře, pagodovou střechu s pokleslou zadní částí a ostře řezaný zadní konec s výdechovou štěrbinou a podlahovým spoilerem pro hladké odvětrání vzduchu za vozem.
Všechny tyto prvky společně snižují součinitel odporu FT-Bh z průměru segmentu B kolem 0,29 Cd na pouhých 0,235.
Nový koncept Toyoty zdůrazňuje několik cyklických „sekvencí efektivity“, které umožňuje synergický vztah mezi aerodynamikou a úsporou paliva.
Například zlepšení palivové účinnosti znamená, že pohonné ústrojí generuje méně tepla, což umožňuje zmenšit chladicí systém. To zase snižuje množství potřebného chladicího vzduchu, což umožňuje změnit přední část vozu. Tato změna snižuje součinitel odporu, což dále zlepšuje palivovou účinnost.
Dalším příkladem je palivová nádrž: pokud se zlepší palivová účinnost, může být nádrž menší. Menší nádrž umožňuje větší průtok vzduchu pod zadní částí vozu, což snižuje odpor. Aerodynamický odpor se tak dále snižuje a palivová účinnost se ještě zlepšuje.
Koncept je vybaven úzkými pneumatikami velkého průměru 145/55R18 s nízkým valivým odporem, které významně přispívají ke snížení jízdního odporu FT-Bh bez ztráty přilnavosti či trakce.
Plně hybridní pohonná jednotka Toyota FT-Bh je mistrovským dílem downsizingu pohonného ústrojí. Je téměř o 90 kg lehčí než systém HSD u Priusu a přináší výrazné úspory hmotnosti u všech komponentů pohonu.
Benzinový motor je o 38 kg lehčí než u Priusu. Lithium-iontový akumulátor váží téměř polovinu oproti nikl-metalhydridové baterii Priusu.
Lehký dvouválcový 1,0litrový motor Atkinsonova cyklu kombinuje vysokou účinnost s nízkou tepelnou kapacitou. Efektivita spalování byla maximalizována díky dlouhému zdvihu, vysokému kompresnímu poměru 13:1, systému vstřikování D4 nové generace s vysokým tlakem paliva, většímu systému recirkulace výfukových plynů (EGR) s chlazením a konstrukci sacího potrubí s vysokým turbulenčním efektem.
Byla aplikována opatření pro ultra nízké tření na ložiska, rozvodový řemen a elektrické vodní čerpadlo, a pečlivé řízení tepelné energie zahrnuje použití materiálů s nízkou tepelnou kapacitou, snížení tření za studena a precizní kontrolu teploty oleje a vody.
Díky tomu dosahuje tento pozoruhodný pohon průměrné spotřeby paliva pouhých 2,1 l/100 km a emisí CO2 jen 49 g/km.
Kombinace nízké hmotnosti vozu a hybridního pohonu přináší řidičům FT-Bh návrat k základním radostem městské jízdy. Nízká hmotnost 786 kg maximalizuje citlivost na plynový pedál i brzdění, zatímco elektrický motor hybridního pohonu poskytuje maximální točivý moment od rozjezdu, což zajišťuje obratnou ovladatelnost v provozu.
Potvrzujíc přizpůsobivost technologie Hybrid Synergy Drive® Toyoty i alternativním zdrojům energie, slouží FT-Bh také jako studie pro ještě větší úsporu paliva v blízké budoucnosti díky možnosti instalace dvou alternativních pohonů: hybridu na stlačený zemní plyn (CNG-HV) s emisemi CO2 pouhých 38 g/km a plug-in hybridu (PHEV) s emisemi jen 19 g/km CO2.
Řízení tepelné energie a úspora 50 % elektrické energie
Toyota FT-Bh cílí na zlepšení využití tepelné energie a snížení spotřeby elektrické energie o 50 %.
Použitím dvojí strategie – snížení požadavků na teplo a snížení tepelných ztrát – jsou v interiéru aplikována další přísná opatření. FT-Bh používá lehčí kabinové díly s nižší tepelnou kapacitou nebo s vysokou tepelnou izolací. Pečlivě rozdělená klimatizace cílí pouze na obsazené části kabiny a veškeré zbytkové odpadní teplo – již minimalizované díky vysoce účinnému hybridnímu pohonu – je efektivně využito.
Odběr proudu z LED světlometů, vnitřního osvětlení a dalších elektrických zařízení byl výrazně snížen, čímž se spotřeba energie snížila na polovinu ve srovnání s běžnými vozy. Konstrukce skel byla navržena pro maximální tepelnou účinnost a dokonce i perleťově bílý matný lak konceptu má vynikající izolační vlastnosti.
