Pokud jste si před rokem 2005 chtěli koupit hybridní auto, koupili jste si malý sedan. Tyto vozy byly ekonomické, ale neměly dostatek výkonu. They offered minimal luggage space. They were effective, to be sure. But they were also small. Ford Escape Hybrid vše mění. Tohle je SUV. Dostane až 36 mpg. Toto číslo nemusí být nejvyšší na trhu. It doesn’t outperform every hybrid car. Pro čtyřčlennou rodinu to ale u pumpy ušetří značné peníze.
Escape Hybrid je SUV, které má kapacitu až 36 mpg.
Ford didn’t start from scratch. They took a proven platform. Standardní čtyřválcový Ford Escape. Do pěti let. One hundred engineers worked on this project. Časopis Car and Driver zaznamenal jejich práci v prosinci 2004. Speciálně pro Escape vytvořili hybridní pohonné ústrojí. The result is recognizable. Vypadá to jako SUV. Jedná se o relativně malé SUV. I bez elektrické asistence dosahuje standardní model na dálnici 25 mpg.
How parallel hybrid systems work
A hybrid car brings two worlds together. It uses a gasoline internal combustion engine. Využívá také elektromotor. Cíl je jednoduchý. Udržujte silné stránky obou. Address everyone’s weaknesses. Benzinová auta jsou hlučná. Používají drahé palivo. Znečišťují životní prostředí. Pure electric cars have short battery life. Musí být připojeny k síti. Hybrids solve this problem by working together.
Escape využívá paralelní hybridní design. Vůz může pohánět jak benzínový, tak elektromotor. They work in concert or separately. Záleží na jízdních podmínkách. Nikdy jej nemusíte připojovat k síti. Brzdění generuje energii. Tato energie jde do baterií. Pokud se nabití baterie sníží, auto jede na benzín. The internal combustion engine charges them. Je to koloběh, který se neustále udržuje.
Vizuální podobnost se standardním modelem
Ford zachoval jednoduchý design. Escape Hybrid vypadá jako běžný Escape. To bylo provedeno záměrně. Inženýři strávili vývojem elektrárny pět let. Nepřepracovali tělo. Na dveřích je malé logo „Hybrid“. Na palubní desce je jiný indikátor. Větrací otvor na zadní straně ochlazuje baterie. To je vše. Těžko je rozeznáte.
Tento přístup přinesl rozdíl. Dokázal, že kříženci nemusí vypadat jako cizí. Ukázalo se, že produktivita a efektivita mohou koexistovat. Escape Hybrid byl velkým průlomem. Přinesl hybridní technologii do většího segmentu. Zpřístupnil efektivitu rodinám. Nejen pro každodenní dojíždění.
Jak toho Ford dosáhl? Integrací elektromotoru přímo do převodovky. Žádné složité přepínání mezi sériovými a paralelními obvody. Pouze přímý přenos síly. Točivý moment zajišťuje elektromotor. Dojezd zajišťuje benzínový motor. Společně pokrývají obě potřeby.
Escape Hybrid dokázal, že SUV mohou být efektivní. Vydláždil cestu větším hybridům. Ukázalo se, že spotřebitelé nejsou ochotni obětovat prostor. Chtěli praktičnost. Chtěli moc. Chtěli nízké emise.
Tohle byl jen začátek. Automobilový trh se měnil. Escape Hybrid byl jiskrou. Zapálil oheň v průmyslu. Ostatní výrobci si toho všimli. Začali vytvářet vlastní verze. Krajina se změnila.
Proč je to dnes důležité? Protože zde byl položen základ. Escape Hybrid prokázal, že tento koncept funguje. Bylo to zmenšené. Dokázala, že kříženci zvládnou skutečný život. Skutečný náklad. Skuteční cestující. Skutečné silnice.
Technologie se vyvinula. Auta se zlepšovala. Ale byl to Escape Hybrid, který tento proces odstartoval. Změnil konverzaci. Vzal hybridy z nika do hlavního proudu. Ukázal, že efektivita neznamená kompromisy. Znamená to inovace.
Zbytek příběhu zahrnuje výkonnostní testy. Údaje o spotřebě paliva. Jízda v reálných podmínkách. Ale základ je pevný. Escape Hybrid odvedl svou práci. Ukázalo se, že hybridní SUV je možné. Dokázal, že je praktický. Dokázal, že je atraktivní.
Trh reagoval. Prodeje se zvýšily. Konkurence zesílila. Escape Hybrid byl víc než jen auto. Bylo to prohlášení. Znamenalo to konec éry malých hybridů. Zahájila éru účinných SUV.
Tento posun pokračuje. Principy zůstávají nezměněny. Technologie se zlepšují. Ale katalyzátorem se stal právě Escape Hybrid. Změnilo to způsob, jakým přemýšlíme o spotřebě paliva. Změnilo to, co od SUV očekáváme. To prokázalo účinnost a praktičnost
Zde se zdrženlivost opravdu vyplatí ocenit. Ford nevytvořil Escape Hybrid jako sbírku gadgetů. Byl vytvořen, aby byl „neviditelný“. Inženýrská filozofie byla jednoduchá: zacházet s elektrickými součástmi jako s hlukem pozadí. Řidič nemusel číst manuál, aby pochopil, jak s ním pracovat. Elektromotor a baterie byly navrženy s ohledem na odolnost, nikoli na interakci s uživatelem.
Na palubní desce není žádný indikátor nabití baterie. Proč? Protože Ford předpokládal, že průměrného kupujícího nezajímají metriky úrovně nabití. Jen se potřebuje dostat z bodu A do bodu B s lepší spotřebou paliva a nižšími emisemi. Právě tento druh transparentnosti dělá z tohoto vozu potenciálního narušitele trhu. Odstraňuje překážky pro přijetí nových technologií. Koupíte si ho jako každé jiné SUV. Jezdí jako každé jiné SUV. Jen šetří plyn.
Nyní se podíváme pod pokličku. Mechanika je zde složitá, ale elegantní.
Jednotka řízení spotřeby a střídač
Srdcem systému je jednotka řízení napájení (PCU). Toto není jen nabíječka baterií. Jedná se o „mozek“, který řídí tok energie mezi spalovacím motorem, generátorem a trakčním motorem.
PCU obsahuje invertor, který převádí stejnosměrný proud (DC) z baterie na střídavý proud (AC) pro elektromotory. Toto je kritická fáze. Většina moderních elektrických vozidel a hybridů používá střídavé motory kvůli jejich účinnosti a charakteristikám točivého momentu. Měnič také zvyšuje napětí z baterie na úroveň potřebnou pro chod motorů.
Fordova implementace využívá chlazení vzduchem. Jedná se o vědomou volbu ve prospěch jednoduchosti a snížení nákladů. Kapalinové chlazení je účinnější, ale zvyšuje složitost, čerpadla, hadice a potenciální místa selhání. Díky chlazení vzduchem je systém lehčí a snadněji se udržuje.
Hybridní synergický pohonný systém
Escape Hybrid využívá systém Hybrid Synergy Drive. Jedná se o sériově paralelní hybridní architekturu hnacího ústrojí. To znamená, že může pracovat v několika režimech:
- Pouze elektrický: Při nízkých rychlostech nebo při lehkém sešlápnutí plynového pedálu se zážehový motor vypne. Trakční motor přímo pohání kola.
- Paralelní hybrid: Motor i elektromotor pohání kola. To se děje při přetaktování.
- Série Hybrid: Benzínový motor generuje elektřinu prostřednictvím generátoru, ale nepohání přímo kola. Generátor nabíjí baterii nebo pohání trakční motor.
- Rekuperační brzdění: Když uvolníte plynový pedál nebo sešlápnete brzdu, trakční motor funguje jako generátor. Zachycuje kinetickou energii, která by se normálně ztratila jako teplo, a vrací ji zpět do baterie.
Tento systém umožňuje vozidlu optimalizovat účinnost motoru. Benzinový motor pracuje ve svém nejúčinnějším rozsahu častěji než konvenční automobil. Nemusí tahat těžký náklad v nízkých otáčkách. Při zastavení se může úplně vypnout.
Baterie
Systém skladování energie je baterie založená na technologii nikl-metalhydrid (NiMH). Tato technologie byla vybrána před lithium-iontovou z několika důvodů:
- Tepelná stabilita: Baterie NiMH jsou méně náchylné k tepelnému úniku. Jsou bezpečnější při srážce.
- Cyklus: Ford navrhl baterii tak, aby vydržela po celou dobu životnosti vozidla. Vyhnuli se hlubokým výbojům, které rychleji opotřebovávají lithium-iontové články.
- Cena: V době vývoje byl NiMH nákladově efektivnější pro vozidla pro hromadný trh.
Baterie
Jak Ford Escape Hybrid vlastně funguje
Většina hybridních vozů využívá odlehčený hybridní systém, kde většinu práce odvede benzinový motor a v určitých situacích trochu pomáhá elektromotor. Ford Escape Hybrid je jiný. Jedná se o plně hybridní, což znamená, že zážehový motor a elektromotor mohou pracovat nezávisle nebo společně. Systém prochází čtyřmi různými fázemi, aby z tohoto čtyřválcového motoru získal maximální účinnost.
Začněme spuštěním. Otočíte klíčkem a elektromotor převezme řízení. Nastartuje benzínový motor a nastartuje ho. Ihned poté senzory zkontrolují úroveň nabití baterie, provozní teploty a nastavení klimatizace v kabině. Pokud je klimatizace nastavena na maximální výkon, benzínový motor zůstane zapnutý. Jinak se vypne. Vůz se pohybuje vpřed pouze na elektrický pohon. To se děje rychle – za méně než dvě sekundy.
Zastavení je místo, kde vstupuje do hry záludnost systému. Na červenou nebo ve frontě na projížďku se benzínový motor vypne. Elektromotor drží auto. Ford navrhl cykly startu a zastavení tak, aby byly plynulé. Testovací jezdci však přesto zaznamenali mírné chvění při opětovném nastartování motoru. To je u hybridů normální. Jen nečekejte tichý přechod, jaký se vyskytuje u prémiových vozů.
Zrychlení a jízda ve městě
Startovat na semaforu? Čistý elektrický pohon. Elektromotory poskytují okamžitý točivý moment při nízkých otáčkách. Jsou k tomu stvořeni. Hustým městským provozem můžete projíždět pouze na elektřinu. Benzínový motor startuje přibližně při 25 mph. Oba zdroje energie pak pracují v tandemu až do dálničních rychlostí.
Jízda ve městě je místo, kde hybridy září. Rekuperační brzdění přeměňuje zbytečnou energii na energii uloženou. Když sešlápnete brzdový pedál, elektromotor změní svou roli. Stává se generátorem. Zachycuje kinetickou energii, která by se normálně rozptýlila jako teplo v brzdových destičkách. Tato energie je přímo přiváděna zpět do baterie.
Každé červené světlo je příležitostí k dobití. Chcete-li z toho vytěžit maximum, brzděte plynule. Silným sešlápnutím brzdy se aktivuje protiblokovací brzdový systém (ABS). Energie se v tomto případě ztrácí. Pro maximalizaci dobití potřebujete postupnou dekompresi.
Dálniční účinnost a hnací ústrojí
Jet rychlostí 50 až 70 mph? Benzínový motor přebírá řízení. Právě při těchto otáčkách pracují čtyřválcové motory nejúčinněji. Malé motory ale bojují s výkonem při předjíždění. Tehdy se zapne elektromotor. Přidává koňské síly, aby vám pomohl splynout s provozem nebo předjíždět. Jedná se o elektricky asistovanou plavbu.
Nejsou zde žádná ozubená kola. Escape Hybrid využívá Elektronicky řízenou plynule proměnnou převodovku (eCVT). Palubní počítače řídí převodové poměry pro optimální spotřebu paliva. Inženýři Fordu říkají, že tato konstrukce zlepšuje účinnost o 30 procent ve srovnání s konvenční převodovkou. Žádné přepínání. Pouze konstantní dodávka energie.
Cena za hybridy
Hybridy jsou dražší. Základní Escape s pohonem předních kol se čtyřválcovým motorem začíná na 19 995 dolarech. Verze s pohonem všech kol se čtyřválcovým motorem stojí 23 235 dolarů. Model V6 AWD stojí 27 145 dolarů.
Hybridní model s pohonem předních kol má cenu 26 970 $. To je výrazný skok oproti standardní verzi s pohonem předních kol. Hybridní verze s pohonem všech kol stojí 28 595 dolarů.
Možnosti rychle zvyšují náklady. Dalších 3 800 dolarů můžete přidat za kožená sedadla, 110voltovou zásuvku, balíček vzhledu, GPS navigaci a další bezpečnostní prvky. Čísla porostou. Nejprve zvažte prémii, kterou platíte za schopnost řídit elektrický pohon.
Ford zjednodušil konstrukci benzinového motoru, aby zvýšil účinnost. Hybridní model využívá čtyřválcový motor v Atkinsonově cyklu. Atkinsonův cyklus spaluje palivo čistěji než standardní motory s Ottovým cyklem. Pro tuto efektivitu obětujete špičkový výkon. Jedná se o mechanický kompromis.
Pracovní objem je 2,3 litru. Hliníkový blok. Dva vačkové hřídele v hlavě válců (DOHC). Ten produkuje 133 koní při 6000 otáčkách za minutu. Elektromotor přidává dalších 94 koní. Toto zvýšení výkonu přichází mezi 3 000 a 5 000 ot./min. Benzínový motor sám o sobě produkuje točivý moment 129 lb-ft při 4500 otáčkách za minutu. Porovnejte to s nehybridním Escape. Jeho čtyřválcový motor vyvine 153 koní. při 5 800 ot./min a točivém momentu 152 lb-ft při 4 250 ot./min. Hybrid trochu ztrácí výkon ve vysokých otáčkách.
Hmotnost a rozměry
Pohon všech kol (AWD) Escape Hybrid váží 3 893 lb (1 766 kg). Hybridní výbava přidává k základnímu SUV zhruba 500 liber. Je to těžké. Ale je také kompaktní. Rozvor náprav je 103,1 palce. Světlá výška je skromných 8 palců. Je vybaven pneumatikami Continental ContiTrac EcoPlus. Rezervní kolo je stejné. Plynová nádrž pojme 15 galonů.
Výkonnostní čísla z Car and Driver (prosinec 2004) ukazují realitu této hmotnosti. Plně naložený model s pohonem všech kol zrychlí z 0 na 100 km/h za 10,8 sekundy. Maximální rychlost je elektronicky omezena na 102 mph. Brzdění z rychlosti 70 mph do zastavení trvá 195 stop. Tohle není sportovní auto. Jedná se o praktické vozidlo pro přepravu zboží.
Očekávaná spotřeba paliva
Pokud kupujete hybrid, je tu jedno číslo, které vás zajímá. Míle na galon. Escape Hybrid nebude odpovídat hodnocení 50+ mpg kompaktních sedanů, jako je Prius. Ford to hodnotí na 35 mpg ve městě a 29 mpg na dálnici. Reálné testy z USA Today a Motor Trend ukazují, že skutečná čísla jsou o něco nižší. Přesto je to 20 až 25 procent zlepšení oproti standardnímu Escape. A výrazně překonává větší SUV, která se snaží dosáhnout 10 mpg.
Konfigurace měniče změní odhad průtoku. Verze s pohonem předních kol (FWD) dostane 33 mpg ve městě a 31/36 mpg na dálnici. Verze s pohonem všech kol (AWD) klesne na 33 mpg ve městě a 29 mpg na dálnici. S 15galonovou nádrží můžete očekávat dojezd 400 až 500 mil. To není na crossover tohoto období špatné.
Proč se hybridům ve městě daří
Spalovací motory nesnášejí volnoběh. Nenávidí starty ve stoje. Těžké auto, které spaluje palivo na rychlost 30 mph, je neefektivní. Ve městě to děláte každých pár bloků. Jízda po dálnici je plynulejší. Méně zastávek. Nejlepší spotřeba paliva u vozidel s pouze benzínovým motorem.
Hybridy mění hru. Pracují na elektrickou energii při nízkých rychlostech. Palivo se nespaluje. Zastávky nejsou zbytečné. Pokaždé, když šlápnete na brzdu, rekuperační systém dobije baterii. Výsledek? Lepší spotřeba paliva ve městě než na dálnici. Benzinový motor dělá většinu těžkého zvedání na otevřené silnici. V dopravních zácpách funguje jednoduše jako generátor.
Řízení Ford Escape Hybrid
Nikdy byste nevěděli, že řídíte hybrid, pokud vám to nebylo řečeno. Inženýři Fordu navrhli Escape Hybrid tak, aby přesně napodoboval zážitek z jízdy konvenčního kompaktního SUV. Cílem bylo, aby hybridní systém zůstal diskrétní. Ve většině případů je jízdní dynamika k nerozeznání od podobných modelů bez hybridního pohonu. Zaujímáte stejnou polohu sedadla, máte stejnou viditelnost. Zpětná vazba od řízení je konzistentní s ostatními malými SUV.
Poté se objeví funkce.
Když zapnete benzínový motor, dojde ke specifickému chvění. Dochází k němu při přechodu z elektrického do hybridního režimu. Třes je slabý, ale znatelný. Rekuperační brzdový systém také mění pocit ze zastavení. Na rozdíl od běžných kotoučových brzd počáteční zpomalení zajišťují elektromotory, které působí proti setrvačnosti. Cítíte změnu odporu. Poté při prudkém brzdění začnou působit mechanické brzdy. Tento přechodový bod je jasně cítit.
Rozdíly v hnacím ústrojí
Nejvýraznější změna je v převodovce. Ford nahradil tradiční sadu rychlostních stupňů elektronicky řízenou bezestupňovou převodovkou (eCVT).
Tento přechod má dvě hlavní výhody. Za prvé, zlepšuje účinnost paliva. eCVT umožňuje motoru pracovat na optimální úrovni mnohem častěji, než je možné s tradiční manuální převodovkou. Za druhé to dělá jízdu hladší.
Tradiční automatické převodovky trhají. „Hledají“ požadovaný přenos. Při akceleraci agresivně podřazují. Escape Hybrid se takovým prudkým otřesům vyhýbá. Nedochází k žádným náhlým skokům v dodávce energie. Žádné cukání při podřazování. Tok energie působí lineárně. Řízení nevypadá, jako by se auto snažilo najít správný převod, ale jako nekonečné plynulé zrychlování.
Stojí tato plynulost za kompromis počátečního zpoždění při brzdění? Některým řidičům připadá regenerativní brzdění odpojené a nepřirozené. Jiní oceňují nedostatek mechanického opotřebení tradičních brzdových destiček. Kompromis je skutečný. eCVT eliminuje rázy při řazení. Neodstraňuje však všechny smyslové rozdíly.
Pořád si všimnete, že motor jde nahoru. Stále cítíte změnu dráhy brzdového pedálu. Ale celkový pohyb je stále méně prudký. Kvalita jízdy se zlepšuje při uklouznutí v dopravních zácpách. Absence „hledání“ převodových stupňů snižuje únavu řidiče.
Není to dokonalá napodobenina konvenčního SUV. Funkce zůstávají. Při každodenním dojíždění však hladký chod eCVT pravděpodobně převáží mírné zpoždění při brzdění. Auto jede tiše. Zrychlení je předvídatelné. Svou hybridní povahu nepropaguje dramatem. Pouze účinnost. A periodické otřesy.
Funkce palubní desky a tok energie
Podívejte se na tachometr. Zejména jeho podivné chování při přejezdu nulové značky. Ručička při vypnutí spalovacího motoru klesne pod nulu a řízení převezme elektromotor. Toto je vizuální vodítko, které v tradičních spalovacích vozidlech neuvidíte. Pokud zvolíte navigační balíček, přepne se prostřední obrazovka do grafického schématu rozložení výkonu hybridního systému. Ukazuje, kde se energie pohybuje: nabíjení, vybíjení, rekuperace. Nejde jen o marketingový tah.
Skryté baterie a realita nákladového prostoru
Lidé předpokládají, že hybridní technologie zabírá hodně místa. Představují si baterii, která zabere veškerý prostor v zadním kufru. Ford Escape Hybrid tuto domněnku vyvrací. Bateriové pole se skládá z 250 baterií velikosti D na bázi nikl-metal hydridové (NiMH) technologie. Jsou zapojeny do série. Ford je umístil do rovné vrstvy pod podlahu zavazadlového prostoru.
Kompromis je skutečný. Nákladový prostor je menší než u konvenční verze motoru. Pár palců. To nestačí k tomu, aby bylo vozidlo nepoužitelné, ale stačí k tomu, abyste si všimli rozdílu, pokud přepravujete nábytek. Objem prostoru pro cestující zůstává nezměněn. Vy a vaše rodina jezdíte ve stejném prostoru. Jen je o něco méně zavazadlového prostoru.
Inženýrský přístup založený na prvních principech
Byl to první pokus Fordu vytvořit praktické hybridní SUV. Výsledkem je robustní inženýrství. Má nižší dopad na životní prostředí než ostatní SUV. Náklady na palivo jsou ve srovnání s konkurencí výrazně nižší.
Je to nejekologičtější auto na trhu? Ne. Toyota Prius si stále drží prvenství v čisté účinnosti. Je hodnocen na 60 mpg město a 51 mpg dálnice, což překonává hodnocení Escape. Útěk ale slouží jinému účelu. Je zaměřena na průměrnou rodinu. Rodiny potřebují prostor. Potřebují pohodlí. Chtějí auto, které zapadá do jejich životního stylu, nejen do jejich uhlíkové stopy.
Vytvořením hybridního vozidla pro masy se Ford staví tak, aby dosáhl velikosti. Miliony hybridních aut v amerických garážích během deseti let. Jedná se o dlouhodobou strategii. Přechod na zelenou není jen o maximálním počtu mpg. Jde o objemy. Jde o změnu složení vozového parku.
Chcete-li se hlouběji ponořit do tématu, přejděte na níže uvedené odkazy.
Ještě více informací
Související články HowStuffWorks
-
Kvíz: Test znalostí hybridního vozu
-
Jak fungují hybridní vozy?
-
Jak fungují elektromobily?
-
Jak funguje projekt Hy-wire od GM
-
Jak funguje vodíková ekonomika?
-
Jak fungují motory automobilů?
-
Jak fungují elektromotory
-
Jak se určují ceny benzínu?
-
Jak fungují auta na zemní plyn?
-
Fotografie hybridních vozů 2007
-
Šampioni skutečné spotřeby paliva podle Průvodce spotřebitele
Další užitečné odkazy
-
Vozy Ford: Escape Hybrid
-
Vozidla Ford: Escape Hybrid: Kalkulačka úspory paliva
-
HybridCars.com: Escape Hybrid First Driving Impressions
-
Zkušební jízda rodinného vozu: 2005 Ford Escape Hybrid
-
TomPaine.com: Útěk z ropné závislosti – 12. srpna 2004
Zdroje
-
Chirico, Neil. “First Drive: 2005 Ford Escape Hybrid.” Motor Trend, srpen 2004
-
Healy, Jamesi. “Ford přechází na hybridy s novým útěkem.” USAToday.com, 13.05.2004.
-
Sezení, Rone (redaktor). “Motor Trend 2005 & 2006 SUV, Trucks & Vans Buyer’s Guide.” Motor Trend, listopad 2004
-
Vanderwerp, Dave. “Po jednom milionu člověkohodin Ford uvádí na trh první hybridní SUV.” Auto a řidič, prosinec 2004
-
Vozy Ford: Escape Hybrid
