Ένα κόνσεπτ από το μέλλον έφτασε στο πεδίο με το Steyr Hybrid CVT

Στην Agritechnica του 2019 η Steyr παρουσίασε μια εντελώς φουτουριστική έκδοση του Hybrid CVT. Σε αυτό το κόνσεπτ οι τέσσερις τροχοί κινούνταν ηλεκτρικά. Τώρα, όμως, πέντε χρόνια αργότερα, το πρώτο Hybrid CVT είναι στο χωράφι. Είναι λιγότερο φουτουριστικό, αλλά εξακολουθεί να είναι εντυπωσιακό και έχει ένα αντί δύο ηλεκτρικά μοτέρ.

Η ετικέτα «υβριδικό» αναφέρεται σε δύο βασικά στοιχεία του πρωτότυπου της Steyr. Το πρώτο είναι ένα πολύ σημαντικό ηλεκτρικό σύστημα κίνησης που συνδυάζεται με ένα παραδοσιακό συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων σύστημα μετάδοσης. Το δεύτερο είναι ο υπερπυκνωτής που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ενέργειας από τον πετρελαιοκινητήρα.

Ισχύς 260 ίππων σε φορεσιά 175 ίππων

Όσον αφορά το μεταξόνιο και το σύστημα μετάδοσης, το Hybrid CVT βασίστηκε στη μικρότερη σειρά Impuls (τα μοντέλα Case IH Puma και New Holland T7 με κοντό μεταξόνιο) με μοντέλα με ισχύ έως 127 kW/175 ίππους. Στην πραγματικότητα, από τεχνικής πλευράς δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου διαφορές κάτω από το καπό, το οποίο εξακολουθεί να φιλοξενεί τον εξακύλινδρο κινητήρα FPT 6,7 λίτρων, αν και η απόδοση ισχύος αυξήθηκε έως 190 kW/260 ίππους, που αντιστοιχεί με την απόδοση του μεγαλύτερου μοντέλου Absolut, καθώς τα 75 kW της ισχύος μεταφέρονται κατευθείαν σε μια γεννήτρια/έναν εναλλάκτη. Στη συνέχεια, παρέχει ισχύ στο ανεξάρτητο σύστημα κίνησης του μπροστινού άξονα μέσω ενός ηλεκτρικού μοτέρ, που είναι τοποθετημένο ακριβώς μπροστά από τον οδοντωτό τροχό του διαφορικού. ∆ιαφορετικά, η μονάδα CVT εξακολουθεί να σχεδιάζεται για να παρέχει μέγιστη απόδοση 180 ίππους και να συνδέεται στον μπροστινό άξονα μέσω ενός άξονα μετάδοσης κίνησης στους τέσσερις τροχούς.

Ανάλογα με τις συνθήκες, ο άξονας μπορεί να εμπλέκεται ή να απεμπλέκεται ως συνήθως. Αυτό σημαίνει, επίσης, ότι το ηλεκτρικό μοτέρ μεταφέρει την ισχύ πάλι στον πίσω άξονα όταν κλείσει ο συμπλέκτης. Τα κύρια πλεονεκτήματα του ηλεκτρικού συστήματος μετάδοσης είναι σαφή και εμφανή, καθώς προσφέρεται άμεση απόκριση, με πλήρη ροπή από την αρχή, ελάχιστη φθορά και μεγάλο αξιοποιήσιμο εύρος ταχυτήτων.

Πράγματι, το ηλεκτρικό μοτέρ καλύπτει ένα εύρος ταχυτήτων από 0 έως 50 χ.α.ώ. (τόσο για πορεία προς τα εμπρός όσο και για όπισθεν), μειώνοντας δύο φορές τις 15.000 σ.α.λ. Η ισχύς που απαιτείται για τον κινητήρα FPT παρέχεται από τον εναλλάκτη που προαναφέραμε, με μέγιστη απόδοση 95 kW και συνεχή ισχύ 80 kW. Όλη αυτή η τεχνολογία υβριδικού αυτοκινήτου οφείλεται στον υπερπυκνωτή και αυτές οι «αποθήκες» ενέργειας μπορούν να φορτίζονται και να αποφορτίζονται σε σύντομο χρονικό διάστημα, παρέχοντας ισχύ σε κλάσματα του δευτερολέπτου.

Νέοι τρόποι λειτουργίας

Το Steyr Hybrid CVT διαθέτει λειτουργία «E-boost». Με αυτόν τον τρόπο μεταδίδονται 50 kW επιπλέον στον μπροστινό άξονα για έως 15 δευτερόλεπτα. Εντωμεταξύ, στη λειτουργία φορτωτή, όπου ο κινητήρας είχε χαμηλές στροφές έως 1.000 σ.α.λ., ο πίσω άξονας μπορεί να απεμπλακεί εντελώς. Οι αλλαγές στην κατεύθυνση πορείας μπορούν να πραγματοποιηθούν απίστευτα ομαλά και γρήγορα με το ηλεκτρικό μοτέρ. Με όλη αυτή την πρόσθετη ισχύ που παρέχεται, η Steyr εγκατέστησε και τις πιο ανθεκτικές πλήμνες άξονα που προέρχονται από το Terrus. Επειδή το ηλεκτρικό μοτέρ δεν μπορεί να τοποθετηθεί στην στάνταρ ανάρτηση αιωρούμενου βραχίονα, το Hybrid CVT έχει ανεξάρτητη ανάρτηση παρόμοια με αυτή που υπάρχει σε ένα John Deere 8R ή σε ένα Fendt 900. Για λειτουργία «έλξης και στροφής», οι μπροστινοί τροχοί του τρακτέρ στρίβουν πιο γρήγορα με το πάτημα ενός κουμπιού όταν στρίβει το όχημα, ενώ είναι ανοιχτός ο συμπλέκτης κίνησης στους τέσσερις τροχούς. Αυτό τραβά το τρακτέρ στη στροφή.

Επίσης, επειδή το ηλεκτρικό μοτέρ μπορεί να ελεγχθεί γρήγορα και με ακρίβεια, η Steyr αναφέρει ότι θέλει να το χρησιμοποιήσει για την απορρόφηση των ανώτατων ροπών ή για την προσωρινή μετάδοση της ισχύος από τον υπερπυκνωτή, ακόμα και κατά τη βαριά εργασία άροσης. Για παράδειγμα, κατά το δεμάτιασμα τετράγωνων δεματιών, το ηλεκτρικό μοτέρ μπορεί να απορροφήσει τυχόν κραδασμούς ή κίνηση που προκαλείται από το έμβολο της χορτοδετικής.

Επίσης, η Steyr είναι πεπεισμένη ότι το ηλεκτρικό σύστημα μετάδοσης μπορεί ακόμα και να «γεφυρώσει» αυτές τις παύσεις κατά την εναλλαγή λειτουργιών του ημιαυτόματου συστήματος μετάδοσης. Αυτό θα δώσει τη δυνατότητα σε ένα μηχανικό σύστημα μετάδοσης να λειτουργεί σχεδόν όπως ένα CVT. Και, φυσικά, το ηλεκτρικό σύστημα μετάδοσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρέχεται ισχύς στα ηλεκτρικά εξαρτήματα. Επίσης, υπάρχει η δυνατότητα της ανανέωσης. Για παράδειγμα, όταν το ηλεκτρικό μοτέρ στον μπροστινό άξονα του τρακτέρ γίνεται γεννήτρια, μπορεί να μετατρέπει την ενέργεια πέδησης σε ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο αποθηκεύεται στον πυκνωτή.

Σύνοψη

Πολλά μπορούν να συμβούν μέσα σε τέσσερα χρόνια. Το εντυπωσιακό μηχάνημα με φουτουριστικό στυλ που εμφανίστηκε στην Agritechnica 2019 μεταμορφώθηκε σε ένα βραβευμένο πρωτότυπο με υβριδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης που υποβάλλεται σε δοκιμές στο χωράφι. Το Steyr Hybrid CVT μπορεί να αποδώσει έως 191 kW χάρη σε ένα ηλεκτρικό μοτέρ που μπορεί να μεταδίδει έως 75 kW μέσω του μπροστινού άξονα προς το σύστημα μετάδοσης. Ενδιαφέρον να δούμε αν η CNH θα προωθήσει το κόνσεπτ.

Η ισχύς των υπερπυκνωτών

Το Hybrid της Steyr διαθέτει υπερπυκνωτές για την αποθήκευση της ισχύος. Αυτοί οι υπερπυκνωτές χρησιμοποιούν ένα ηλεκτρικό πεδίο αντί μια χημική αντίδραση για την αποθήκευση της ενέργειας. Παρόλο που οι υπερπυκνωτές μπορούν να αποθηκεύουν σημαντικά λιγότερη ενέργεια ανά κιλό μπαταρίας, αυτή η ενέργεια είναι διαθέσιμη πολύ πιο γρήγορα.

Επίσης, η πυκνότητα της ισχύος είναι υψηλότερη σε σύγκριση με την πυκνότητα στις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Ένα ακόμα πλεονέκτημα είναι η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Οι υπερπυκνωτές δεν παλιώνουν σχεδόν ποτέ κατά τη διάρκεια της φόρτισης και της εκφόρτισης. Είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν ένα εκατομμύριο και πλέον κύκλοι φόρτισης σε σύγκριση με τους 3.000.