Dopo il lancio dell’RX 400h che nel 2005 ha creato una nuovo segmento, la nuova Lexus RX 450h introduce la seconda generazione della tecnologia Lexus Hybrid Drive. La nuova RX 450h, che debutterà in Europa al prossimo Salone di Ginevra, per essere poi commercializzato a partire dall’estate, è l’ammiraglia ad alte prestazioni della gamma RX, che ora entra nella sua terza generazione. La tecnologia Lexus Hybrid Drive dell’RX 450 è un importante sviluppo del primo sistema ibrido ad alte prestazioni al mondo che, sulla RX 400h, ha realizzato la prima combinazione di successo tra alte prestazioni, bassi consumi e basse emissioni, tipici dell’ibrido, rivoluzionando la tecnologia dei motori del segmento delle automobili di lusso.
In linea con il principio del kaizen, miglioramento continuo, e del guardare avanti insiti nella filosofia Lexus, gli sviluppi della nuova tecnologia Lexus Hybrid Drive hanno consentito un incremento della potenza del motore, una riduzione dei consumi e soprattutto una diminuzione senza predenti delle emissioni CO2. Inoltre, il sistema ibrido della nuova RX 450h presenta importanti miglioramenti nell’efficienza di funzionamento in presenza di condizioni climatiche particolarmente fredde, ben percepibili in termini di guidabilità grazie all’aumento di coppia dei motori elettrici e ad una nuova metodologia di controllo della trasmissione per ottimizzare l’efficienza del motore. Tre nuove modalità di guida, ECO, EV e SNOW, migliorano ulteriormente il consumo e le prestazioni di guida del sistema ibrido.
La Seconda Generazione Lexus Hybrid Drive
Differentemente dai “mild hybridsâ€, che impiegano la potenza supplementare del motore elettrico solo per incrementare le prestazioni del motore a benzina, l’ RX 450h è un vero ibrido capace di funzionare singolarmente in modalità benzina o in modalità elettrica o con una combinazione sinergica di entrambe.
Questo sistema presenta i vantaggi in termini di risparmio di energia dell’ibrido in serie combinati con quelli in termini di prestazione dell’ibrido in parallelo. Con una potenza totale di 220 kW/299 CV, il sistema ibrido serie/parallelo della RX 450h è dotato di un
motore V6 benzina ad alta efficienza e di due potenti motori elettrici che lavorano sinergicamnete per realizzare un sistema a 4 ruote motrici “intelligenteâ€. I miglioramenti di tutti gli aspetti del sistema Lexus Hybrid Drive hanno permesso un incremento della potenza del motore, una significativa riduzione del consumo e una notevole diminuzione delle emissioni CO2.
Questi importanti interventi comprendono:
• Adozione del ciclo di combustione Atkinson per ridurre il consumo e le emissioni;
• Miglioramenti di base al motore per aumentare la potenza e ridurre il consumo e le emissioni;
• Ricircolo dei Gas di Scarico Refrigerati (EGR) per ridurre il consumo e le emissioni;;
• Recupero del Calore di Scarico (EHR) per ridurre il consumo e le emissioni;;
• Riduzione delle perdite per attrito nel transaxle ibrido per ridurre il consumo e le emissioni;
• Controllo AI-SHIFT per migliorare prestazioni e dinamiche di guida;
• Una nuova Unità di Controllo della Potenza per migliorare prestazioni e consumo;
• Incremento della coppia dei motori elettrici anteriore e posteriore per migliorare le prestazioni;
• Modalità di guida ECO per ridurre il consumo e le emissioni;
• Modalità di guida EV per ridurre il consumo e le emissioni;
• Modalità di guida SNOW per migliorare prestazioni e dinamiche di guida.
Motore V6 Benzina
Direttamente derivato dal propuslore della RX 350, il motore V6 DOHC benzina di 3.5 litri è stato specificamente adattato per il sistema ibrido. Presenta numerose migliorie tecniche condivise con la RX 350, che hanno permesso di incrementare la potenza massima fino a 183 kW/249 CV @ 6.000 giri/min e la coppia a 317 Nm @ 4.800 giri/min. Adotta inoltre, tre premiére per gli ibridi Lexus – il Ciclo Atkinson , il Ricircolo dei Gas di Scarico Refrigerati (EGR) e il Recupero del Calore di Scarico (EHR) – per ottimizzare ulteriormente i vantaggi del Lexus Hybrid Drive in termini di consumo ed emissioni. Normalmente in un ciclo Atkinson le valvole di aspirazione si chiudono più tardi, per questo motivo la compressione viene ritardata. Si crea un rapporto di compressione elevato, e si riducono le perdite di energia in aspirazione e in scarico, convertendo più efficacemente l’energia di combustione in potenza motrice. Come conseguenza la temperatura di scarico è più bassa di quella dei motori convenzionali. Attraverso un condotto di alimentazione dedicato il sistema EGR reintroduce nel sistema di aspirazione un gas di scarico calcolato con precisione – raffreddato da 880°C a 150°C – abbassando ulteriormente le temperature operative del motore, mentre riduce anche le perdite di pompaggio tramite una diminuzione nella pressione di vuoto nell’aspirazione.
La combinazione del Ciclo Atkinson e dell’EGR refrigerato, minimizza le situazioni nelle quali è necessario l’effetto refrigerante dell’â€arricchimento del carburante†per proteggere il catalizzatore dai danni del surriscaldamento, e dunque riduce il consumo e riduce le emissioni. Il sistema EHR utilizza il calore del gas di scarico per riscaldare il motore all’avvio. Ciò diminuisce il tempo di riscaldamento, permettendone uno shut-off più rapido quando il sistema funziona con il solo motore elettrico, in particolare d’inverno. Nei test condotti in condizioni climatiche particolarmente fredde, lo shut-off del motore benzina avviene 15 minuti prima rispetto alla RX 400h. Questo permette all’ RX 450h di migliorare del 23% i consumi in condizioni climatiche particolarmente fredde rispetto al modello precedente.
Transaxle Ibrido
Numerose migliorie sono state apportate al transaxle, estremamente compatto e posizionato nella parte più importante del sistema Lexus Hybrid Drive. L’adozione di un olio specifico ha ottimizzato l’efficienza della pompa dell’olio; è stato poi adottato un refrigerante dell’olio, e sono stati inseriti cuscinetti ad attrito ridotto in posizioni strategiche; infine, molti componenti sono stati riprogettati e regolati. Tutti questi interventi si combinano tra loro per aumentare la coppia e l’efficienza complessiva del transaxle
L’ottimizzazione del volano attraverso l’utilizzo di un ammortizzatore a doppio stadio, e non solo di uno smorzatore di coppia, assorbe sia le fluttuazioni di coppia sia il contraccolpo del motore nelle fasi di fermata e ripartenza. Sono state così ridotte le vibrazioni e il rumore, in particolare nell’utilizzo cittadino dove le fermate e le ripartenze sono più frequenti. Per la prima volta in un veicolo ibrido viene adottato anche un controllo AI-SHIFT ad intelligenza artificiale. Il sistema determina quando l’RX 450h sta viaggiando in salita o in discesa confrontando la velocità del veicolo con l’angolo del pedale dell’acceleratore. Il cambio seleziona il rapporto più appropriato – dalla 3a alla 6a – per mantenere il regime dei giri del motore ad un livello ottimale sia per l’accelerazione in salita sia per il freno motore in discesa. Impostando la posizione S con la leva del cambio, è possibile disporre del controllo sequenziale “shift-maticâ€. In questo caso il guidare può selezionare manualmente ognuno dei sei rapporti per avere prestazioni più reattive o per aggiungere l’assistenza del freno motore.
Unità di Controllo della Potenza
Fondamentale per il funzionamento del Lexus Hybrid Drive alle velocità più elevate, l’Unità di Controllo della Potenza (PCU) combina diverse funzioni importanti, compresi l’incremento della tensione della batteria da 288V a 650V di corrente continua, la conversione della tensione della batteria ibrida da corrente continua a corrente alternata per alimentare i motori elettrici, il controllo del funzionamento del motore elettrico/generatore e di nuovo la conversione della tensione della batteria ibrida a 14v per fornire maggiore
potenza e caricare la batteria ausiliaria.
La nuova PCU ha un volume ed un peso ridotti rispettivamente da 30 a 18,2 litri e da 30 a 22 kg, ed è equipaggiata con un nuovo inverter. La costruzione a colonna più efficiente consente di raffreddare entrambi i lati. La migliore efficienza di raffreddamento contribuisce ad aumentare del 40% la densità della potenza. e le perdite di potenza sono state ridotte del 10% per migliorare i consumi. Inoltre, le modifiche nella frequenza di commutazione nel circuito consentono di ridurre ulteriormente i consumi, mentre le frequenze operative più elevate riducono il rumore dell’inverter.
Motori Elettrici
Nonostante la potenza dei motori elettrici anteriore e posteriore sia la stessa dell’RX 400h, rispettivamente123 kW/168 CV e 50kW/68 CV, la migliore efficienza di raffreddamento della PCU ha incrementato la coppia massima continua del motore elettrico, favorendo prestazioni migliori, in particolare nella partenza da fermo. Ora motori elettrici anteriore e posteriore sviluppano rispettivamente 335 Nm e 139 Nm di coppia massima da 0 giri/min, mentre la gamma di coppia massima del motore elettrico anteriore è estesa di 15 km/h, e quella del motore elettrico posteriore di 35 km/h.
Tre nuove Modalità di guida
Grazie all’adozione di tre nuove modalità di guida: ECO, EV e SNOW, sono stati ulteriormente ottimizzati il consumo e le prestazioni del sistema ibrido della nuova RX 450h. Collegata con un indicatore nel quadro strumenti, la nuova modalità ECO offre una diversa gestione della risposta dell’acceleratore e del controllo del climatizzatore per supportare una guida attenta al consumo. La relazione tra il movimento del pedale e la potenza del sistema è controllata automaticamente per ridurre la risposta dell’acceleratore rispetto ad input particolarmente aggressivi, a vantaggio del consumo e di una guida più regolare. Anche il carico sul motore è decisamente ridotto in fase di accelerazione, riducendo ulteriormente il consumo. In fase d’avvio, e ai bassi e medi regimi, l’RX 450h funziona automaticamente in modalità EV, con la sola potenza del motore elettrico. Il guidatore può anche impostare manualmente la modalità EV con l’interruttore Multinformazione posizionato sul volante. E’ importante sottolineare che questa speciale modalità di guida non è disponibile sui veicoli mild-hybrid, perché richiede la tecnologia full-hybrid del sistema Lexus Hybrid Drive. La modalità di guida EV consente di muoversi in città con il minimo rumore a zero emissioni, l’autonomia è determinata dalla carica della batteria. E, poiché il motore a benzina è spento, la modalità EV contribuisce a una significativa riduzione del consumo dell’RX450h. La modalità SNOW, impostata con l’interruttore multinformazione, contribuisce a modulare l’utilizzo del pedale dell’acceleratore e migliora la stabilità del veicolo quando si muove su superfici innevate o particolarmente scivolose. Gli input sul pedale sono automaticamente regolati per ridurre la coppia motrice e minimizzare lo slittamento delle ruote, mentre il motore elettrico posteriore è attivato per ottimizzare la trazione in caso di slittamento delle ruote anteriori.
[fonte LEXUS]
