Toyota, Subaru en Mazda: Nieuwe motoren voor het hybride tijdperk
Toyota (Toyota), Subaru (Subaru) en Mazda (Mazda) hebben onlangs nieuwe, gezamenlijk ontwikkelde motoren geïntroduceerd, bedoeld om verder te evolueren naar een hybride toekomst. De bijdrage van Toyota aan dit project bestaat uit twee viercilinder-in-lijn motoren van respectievelijk 1,5 liter en 2,0 liter. De 2,0-liter variant is bijzonder opmerkelijk, omdat deze circa 10 procent kleiner is in zowel hoogte als volume dan de bestaande 2,4-liter T24A-FTS motor, die vaak te vinden is in modellen zoals de Toyota Tacoma en de Lexus RX 350.
De kern van het nieuwe project – wat de betrokkenheid van Toyota betreft – is het ontwerpen van deze twee motoren rond bestaande hybridesystemen en platforms, in plaats van omgekeerd: eerst een motor ontwikkelen en daarna de hybride technologie eromheen bouwen. Opmerkelijk is dat de nieuwe 2,0-liter viercilinder naar verluidt tot 600 pk kan leveren en tegelijkertijd efficiënter is dan sommige van de huidige, minder krachtige motoren van het merk.
Toyota verkleinde motoren voor meer ontwerpvrijheid
Voordat we ingaan op dat maximale vermogen van 600 pk, is het belangrijk om te begrijpen wat Toyota met deze motoren probeerde te bereiken, en dat begint met de afmetingen. Terwijl de nieuwe 2,0-liter motor ongeveer 10 procent kleiner is dan de eerder genoemde 2,4-liter motor, is de 1,5-liter motor die ernaast werd ontwikkeld naar verluidt 15 tot 20 procent kleiner in zowel hoogte als volume dan de bestaande 2,5-liter A25A-FXS viercilinder-in-lijn.
Kleinere, compactere motoren leveren voordelen op bij het ontwerpen van auto’s. De twee nieuwe motoren van Toyota maken lagere motorkappen, een betere luchtstroom en veel meer flexibiliteit in inbouw op termijn mogelijk.
Al deze voordelen resulteren in iets wat hybride modellen nastreven: een betere aerodynamica. Een lagere, lichtere auto zal zich gemakkelijker door de lucht kunnen bewegen dan een hogere, zwaardere. Dit betekent dat verbeteringen in brandstofverbruik waarschijnlijk onmiddellijk zullen optreden, vergeleken met de twee oudere motoren. De flexibiliteit in inbouw is ook cruciaal, omdat dit de weg kan vrijmaken voor andere modellen in de toekomst waarvoor geen volledig nieuwe motor hoeft te worden ontwikkeld.
Toyota heeft zelf de berekeningen gemaakt. Volgens de autofabrikant zouden de nieuwe motoren in sedanmodellen potentieel tot 12 procent zuiniger kunnen zijn. Het rapport noemde verbeteringen in de motorefficiëntie en aerodynamische eigenschappen als redenen voor de geleidelijke toename. Hoewel dit een projectie is, zullen de werkelijke resultaten waarschijnlijk hoe dan ook een vorm van verbetering laten zien.
Het lijkt erop dat cilinderinhoudvermindering niet het hoofddoel is van dit streven. Als Toyota via zijn gezamenlijke onderneming een efficiëntere, lichtere en compactere motor had kunnen produceren die dezelfde cilinderinhoud behield of zelfs iets toenam, zou het merk waarschijnlijk die weg zijn ingeslagen. De 1,5- en 2,0-liter motoren lijken echter veel van dezelfde voordelen te bieden als de twee bestaande motoren, terwijl ze ook iets aan gewicht verliezen.
De 1,5-liter motor doorkruist de gebruikelijke downsizing-logica
Die ontwerpvrijheid komt voort uit een ontwerpbesluit voor de 1,5-liter motor dat op een zinvolle manier afwijkt van de conventionele downsizing-logica. In plaats van simpelweg een cilinder te verwijderen van de bestaande 2,5-liter viercilinder-in-lijn – wat ongetwijfeld kosten zou besparen – besloot Toyota dat het beter zou zijn om een viercilinder te verkleinen tot 1,5 liter. Door dit te doen, probeert het merk het aantal cilinders te optimaliseren, aangezien meer werkende zuigers kunnen resulteren in een soepelere en krachtigere motor. De cilinderinhoudvermindering van ongeveer één liter betekent echter dat de motor ongeveer hetzelfde kan presteren met minder brandstof.
Door hybridisatie toe te voegen, veranderen de zaken enigszins. Elektrisch vermogen heeft een opmerkelijke manier om direct bij het begin een grote hoeveelheid koppel te leveren. Toegepast op een klein hybridesysteem kan die bescheiden hoeveelheid directe koppel kleinere motoren een extra vermogen geven zonder de algehele efficiëntie van de motor te schaden. De motor waaraan het is gekoppeld, hoeft zich dan alleen nog zorgen te maken over het leveren van constant vermogen en zijn eigen bedrijfsrendement.
De nieuwe motorenfamilie is ook ontworpen met het oog op verschillende brandstoftypes. Naast de voor de hand liggende benzinevariant, is deze ook ontworpen om vloeibare waterstof, synthetische brandstoffen en zelfs biobrandstoffen te gebruiken. Momenteel werkt Toyota samen met een bedrijf genaamd MissionH24 om een waterstof-aangedreven GT3-racewagen te ontwikkelen met een 3,5-liter V6, dus een potentiële waterstoftoepassing in de nieuwe, gezamenlijk ontwikkelde motor zou ons een hint kunnen geven.
Die hint is wat Toyota in de toekomst zou kunnen zien gebeuren. De drang naar een uitsluitend elektrische toekomst is de afgelopen jaren bij de meeste autofabrikanten aanzienlijk afgenomen. De situatie is geenszins teruggekeerd naar een “benzine is de enige weg voorwaarts”-mentaliteit, maar door de mogelijkheid te openen om verschillende brandstoffen te gebruiken, houdt het merk alle opties open, afhankelijk van de richting die de markt de komende jaren opgaat. Toyota wil simpelweg klaar zijn.
De 2,0-liter motor heeft mogelijk serieus prestatiepotentieel
In een straatauto klinken 600 pk uit een 2,0-liter motor bijna absurd. Die bewering is hoogstwaarschijnlijk een verwacht maximaal vermogen en niet het resultaat van een verhitte testbankproef waarbij ingenieurs lachend toekeken. Om een dergelijk vermogen te bereiken, heeft de motor turbocompressie en uitgebreide prestatie-optimalisatie nodig.
Toyota heeft echter basisvermogens van ongeveer 300 tot 350 pk gerapporteerd, dus de 2,0-liter motor zal waarschijnlijk zeker niet onderdoen, zelfs aan de onderkant van zijn vermogensbereik. Een vermogensmarge van 300 pk laat ook veel potentiële toepassingen open, aangezien de motor kan worden gebruikt in SUV’s, pick-ups en zelfs fijn afgestemde sportwagens zonder dat Toyota volledig nieuwe motoren hoeft te ontwikkelen.
Over sportwagens gesproken, de compactere bouw van de 2,0-liter motor kan de weg vrijmaken voor nieuwe, krachtige modellen op termijn. Als Toyota meer vrijheid heeft in de plaatsing, zou het heel goed de sportmotor van de volgende generatie voor straatgebruik kunnen worden. Bovendien zijn sommigen de 2,0-liter motor gaan noemen “een 2JZ voor het hybride tijdperk” op basis van het gerapporteerde prestatiepotentieel. Die bewering zou voor sommige puristen echter moeilijk te accepteren kunnen zijn.
Op het moment van schrijven heeft Toyota nog niet concreet bekendgemaakt in welke modellen de 1,5-liter of 2,0-liter motoren zullen worden gebruikt. We kunnen speculeren – gezien het feit dat het merk andere bestaande motoren als referenties voor cilinderinhoudvermindering heeft gebruikt – dat de modellen waarin deze huidige vergelijkingsmotoren te vinden zijn, op termijn de nieuwe exemplaren zouden kunnen ontvangen. Dat betekent dat modellen als de Camry, Corolla, Tacoma en Highlander tot de geselecteerde zouden kunnen behoren.
Toyota, Subaru en Mazda gokken erop dat de verbrandingsmotor kan evolueren
Een van de belangrijkste redenen voor de driezijdige samenwerking is dat de betrokken merken er niet van overtuigd zijn dat de verbrandingsmotor moet worden afgeschreven, zelfs niet in de komende jaren. Sommige autofabrikanten hebben hun EV-only toezeggingen teruggedraaid, terwijl andere, zoals Jaguar, nog steeds doorgaan. Voor degenen die niet overtuigd zijn van een toekomst gedomineerd door elektrische voertuigen, is de enige andere weg op dit moment die van de verbrandingsmotor of hybride technologie, hoewel het brandstoftype niet noodzakelijkerwijs benzine hoeft te zijn.
Toyota, Subaru en Mazda houden ook rekening met internationale markten, aangezien de omstandigheden wereldwijd anders schommelen dan in de VS. Sommige plaatsen hebben zeer weinig EV-infrastructuur, dus het bezit van een EV in dergelijke markten is vrijwel onhaalbaar. Inwoners hebben nog steeds een manier nodig om zich te verplaatsen die niet afhankelijk is van snelladers en vergelijkbare infrastructuur. Sommige markten willen simpelweg ook geen EV’s, ondanks het feit dat ze de infrastructuur hebben om ze te ondersteunen – de VS is daar een voorbeeld van.
Wat Volkswagen (Volkswagen) betreft, heeft het Duitse automotive concern besloten om de weg van elektrificatie te blijven volgen, door slecht presterende modellen zoals de ID.4 te schrappen, terwijl de ontwikkeling van verbrandingsmotoren wordt teruggeschroefd. Het verlies van sommige van VW’s EV-modellen wordt gecompenseerd door een combinatie van een grotendeels elektrische push met enkele hybride modellen, die allemaal gebruik zullen maken van VW’s strategie van gedeelde platforms.
Binnen het plan bestaan drie platforms: het MQB (Modulair Transversaal Bouwdoos) voor transversale, voorwielaangedreven verbrandingsmodellen, het MEB (Modulaire Elektrische Aandrijfmatrix) voor elektrische voertuigen en het geplande SSP (Schaalbaar Systemen Platform). Dit laatste staat gepland om de MQB, MEB en andere platforms in de toekomst te vervangen.
Zowel Subaru als Mazda hebben zinvolle bijdragen geleverd aan de gezamenlijke onderneming. Wat Subaru betreft, werkt het momenteel aan de evolutie van zijn boxermotor door integratie van elektrificatie. Elektrische aandrijfeenheden en motoren, naast tractiebatterijen – oplaadbare eenheden die elektriciteit opslaan voor motorgebruik – worden geïntegreerd.
Mazda (Mazda) werkt eraan om zijn legendarische rotatiemotor te veranderen in een bruikbare range-extender voor elektrische voertuigen. Dit hebben we al gezien in de Mazda MX-30 R-EV, die niet op de Amerikaanse markt verkrijgbaar is. Het kunnen gebruiken van koolstofneutrale brandstoffen is ook een doel van Mazda.
De voorzichtige aanpak van Toyota werd in het verleden bekritiseerd
Nog maar een paar jaar geleden leek de hele auto-industrie te hebben besloten dat elektrisch de toekomst was en dat de verbrandingsmotor tot het verleden behoorde. Gerenommeerde sportwagenfabrikanten als Porsche (Porsche), Lotus (Lotus) en Jaguar (Jaguar) bereidden zich allemaal voor op een geëlektrificeerde toekomst, terwijl mainstream merken als Audi (Audi), BMW (BMW) en Volkswagen (Volkswagen) eveneens inzetten op zo’n toekomst.
Toyota, de grootste autofabrikant ter wereld, werd zwaar bekritiseerd door experts uit de sector, milieugroepen, investeerders en concurrerende autofabrikanten, omdat het zich richtte op hybride technologieën en alternatieve brandstoffen, in plaats van volledig in te stappen in elektrificatie. Welnu, Toyota lachte het laatst, want de meeste van die autofabrikanten die zich vol in een elektrische toekomst stortten, draaien nu eerdere beloftes aan dat aandrijftype terug, en dat met kosten van vele miljoenen dollars.
Dus misschien moeten andere autofabrikanten goed opletten wat Toyota hier doet, samen met de andere voorzichtige Japanse merken. Het is snel gebleken hoe schadelijk het kan zijn als een autofabrikant al zijn kaarten op één paard wedt. Het ontwikkelen van een aandrijflijn die zo aanpasbaar mogelijk is om aan toekomstige voorkeuren tegemoet te komen, lijkt dan ook een opmerkelijk wijze en weloverwogen aanpak.
