Toyota, Subaru en Mazda ontwikkelen hybride-tijdperk verbrandingsmotoren, Volkswagen kiest andere weg

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 1,5 liter en 2,0 liter. De 2,0-liter motor is bijzonder opmerkelijk, omdat deze ongeveer 10 procent kleiner is in zowel hoogte als volume dan de bestaande 2,4-liter T24A-FTS-motor, die veel wordt gebruikt in modellen zoals de Toyota Tacoma en de Lexus (Lexus) RX 350.

De kern van het nieuwe project – wat de betrokkenheid van Toyota betreft – is om deze twee motoren te ontwerpen met bestaande hybridesystemen en platforms in gedachten, in plaats van andersom: eerst een motor ontwikkelen en daarna pas de hybride technologie eraan aanpassen. Interessant is dat de nieuwe 2,0-liter viercilinder naar verluidt tot 600 pk motorvermogen kan leveren, terwijl hij ook zuiniger is dan sommige van de huidige, minder krachtige motoren.

Toyota maakt nieuwe motoren compacter voor flexibeler auto-ontwerp

Om te begrijpen waarom een vermogen van 600 pk logisch is, moet men inzien welk probleem Toyota probeerde op te lossen met deze motoren – en dat begint met de afmetingen. Waar de nieuwe 2,0-liter motor ongeveer 10 procent kleiner is dan de eerder genoemde 2,4-liter motor, is de gelijktijdig ontwikkelde 1,5-liter motor 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 vrijheid in de lay-out mogelijk voor toekomstige modellen.

Al deze voordelen resulteren in iets waar hybride modellen naar streven: een betere aerodynamica. Een lagere, lichtere auto zal gemakkelijker door de lucht snijden dan een hogere, zwaardere. Dit betekent dat direct winst in brandstofverbruik zal worden waargenomen in vergelijking met de twee oudere motoren. De flexibiliteit in de lay-out is ook cruciaal, omdat dit de deur kan openen voor andere modellen in de toekomst waarvoor geen compleet nieuwe motor hoeft te worden ontwikkeld.

Toyota heeft de berekeningen gemaakt. Volgens de autofabrikant kunnen de nieuwe motoren potentieel tot 12 procent zuiniger zijn in sedan-toepassingen. Het rapport noemt verbeteringen in de motorefficiëntie en aerodynamische eigenschappen als redenen voor de stapsgewijze toename. Hoewel dit een projectie is, zullen de werkelijke resultaten waarschijnlijk hoe dan ook een vorm van verbetering laten zien.

Het lijkt erop dat cilinderinhoudsvermindering niet het hoofddoel is van dit streven. Als Toyota via zijn joint venture een efficiëntere, lichtere en compactere motor kon produceren die dezelfde cilinderinhoud behield of licht toenam, zou het merk waarschijnlijk die weg volgen. De 1,5- en 2,0-liter motoren lijken echter veel van dezelfde voordelen te bieden als de twee bestaande motoren, terwijl ze ook wat gewicht verliezen.

De 1,5-liter motor doorbreekt de gebruikelijke downsizing-formule

Die vrijheid in de lay-out komt voort uit een 1,5-liter ontwerpbeslissing die op een zinvolle manier breekt met de conventionele logica van motorverkleining. 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. Daarmee probeert het merk het aantal cilinders te optimaliseren, aangezien meer pompend vermogen kan leiden tot een soepelere en krachtigere motor. De cilinderinhoudsvermindering van ongeveer één liter betekent echter dat de motor ongeveer hetzelfde kan presteren met minder brandstof.

Voeg hybridisering toe aan het geheel, en de zaken veranderen enigszins. Elektrische aandrijving heeft de opmerkelijke eigenschap om direct een grote hoeveelheid koppel te leveren. Op kleinere schaal, in een compact hybridesysteem, kan die bescheiden hoeveelheid direct koppel kleinere motoren een vermogensboost geven zonder de algehele efficiëntie van de motor te schaden. De motor waaraan het is gekoppeld, hoeft zich dan alleen nog maar bezig te houden met het leveren van continu vermogen en zijn eigen operationele efficiëntie.

De nieuwe motorenfamilie is ook ontworpen met verschillende brandstoftypen in gedachten. Naast de voor de hand liggende benzinevariant is de motor ook geschikt voor vloeibare waterstof, synthetische brandstoffen en zelfs biobrandstoffen. Op dit moment werkt Toyota samen met het bedrijf MissionH24 aan de ontwikkeling van een waterstof-aangedreven GT3-raceauto met een 3,5-liter V6, dus een mogelijke waterstoftoepassing in de nieuwe gezamenlijk ontwikkelde motor kan een hint geven over de toekomst.

Die hint is wat Toyota in de toekomst ziet gebeuren. De focus op een volledig elektrische toekomst is de afgelopen jaren aanzienlijk afgenomen bij de meeste autofabrikanten. De situatie is geenszins teruggekeerd naar een “benzine is de enige weg voorwaarts”-mentaliteit, maar de mogelijkheid om een verscheidenheid aan verschillende brandstoffen te gebruiken, betekent dat alle opties zijn gedekt, afhankelijk van waar de markt de komende jaren naartoe beweegt. Toyota wil simpelweg voorbereid zijn.

De 2,0-liter motor met aanzienlijk prestatiepotentieel

In een personenauto klinkt 600 pk uit een 2,0-liter motor bijna buitensporig. Die bewering is waarschijnlijk een verwachte prestatielimiet en niet het resultaat van een koortsachtige testbank die monteurs manisch lachend uitvoerden. Om een dergelijk vermogen te bereiken, zal de motor turbocompressie en een zeer geavanceerde tuning nodig hebben.

Toyota heeft echter basisvermogens van ongeveer 300 tot 350 pk gerapporteerd, dus de 2,0-liter motor zal zelfs aan het lagere einde van zijn prestatiebereik zeker geen gebrek aan vermogen hebben. Een prestatiebereik van 300 pk biedt ook veel potentiële toepassingen, aangezien de motor kan worden gebruikt in SUV’s, pick-ups en zelfs nauwkeurig afgestemde sportauto’s zonder dat Toyota compleet nieuwe motoren hoeft te ontwikkelen.

Over sportauto’s gesproken, de kleinere afmetingen van de 2,0-liter motor kunnen de deur openen voor nieuwe, hoogwaardige modellen in de toekomst. Als Toyota meer vrijheid heeft in de plaatsing ervan, kan deze motor heel goed de volgende generatie sportmotor van het merk worden. Bovendien hebben sommigen de 2,0-liter motor al een “2JZ voor het hybride tijdperk” genoemd, gebaseerd op zijn gerapporteerde prestatiepotentieel. Die bewering kan voor sommige puristen echter moeilijk te accepteren zijn.

Op het moment van schrijven heeft Toyota nog niet concreet bekendgemaakt in welke modellen de 1,5-liter of 2,0-liter motor zal worden gebruikt. We kunnen speculeren – gezien het feit dat het merk andere bestaande motoren als benchmarks voor cilinderinhoudsvermindering heeft gebruikt – dat de modellen waarin die huidige vergelijkingsmotoren worden gevonden, op een bepaald moment in de toekomst de nieuwe motoren zouden kunnen krijgen. Dat betekent dat modellen zoals de Camry, Corolla, Tacoma en Highlander tot de geselecteerde modellen kunnen behoren.

Toyota, Subaru en Mazda zetten in op de evolutie van de verbrandingsmotor

Een van de belangrijkste redenen voor de driezijdige joint venture 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 volledig elektrische ambities teruggeschroefd, terwijl andere, zoals Jaguar (Jaguar), nog steeds doorzetten. Voor wie niet overtuigd is van een EV-gedomineerde toekomst, is de enige andere weg op dit moment de verbrandingsmotor- of hybride-route, hoewel het brandstoftype niet noodzakelijkerwijs benzine hoeft te zijn.

Toyota, Subaru en Mazda houden ook rekening met internationale markten, aangezien de omstandigheden wereldwijd anders zijn dan in de Verenigde Staten. Sommige plaatsen hebben zeer weinig EV-infrastructuur, waardoor het bezit van een EV in dergelijke markten vrijwel onhaalbaar is. 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 dat ze de infrastructuur hebben om ze te ondersteunen – de VS is daar een voorbeeld van.

Wat Volkswagen (Volkswagen) betreft, heeft het Duitse autoconcern besloten de weg van elektrificatie te blijven volgen, minder presterende modellen zoals de ID.4 te schrappen en de ontwikkeling van verbrandingsmotoren af te remmen. Het verlies van sommige EV-modellen van Volkswagen wordt opgevuld door een combinatie van een grotendeels elektrische push met enkele hybride modellen, die allemaal gebruik zullen maken van Volkswagens gedeelde platformstrategie.

Binnen het plan bestaan drie platforms: de MQB (Modulair Dwarsbouwplatform) voor dwarsgeplaatste, voorwielaangedreven verbrandingsmodellen, de MEB (Modulaire Elektrische Bouwdoos) voor elektrische voertuigen, en het geplande SSP (Schaalbaar Systeem Platform). Het laatstgenoemde is bedoeld om de MQB, MEB en andere platforms in de toekomst te vervangen.

Zowel Subaru als Mazda hebben zinvolle bijdragen geleverd aan de joint venture. Wat Subaru betreft, werkt het merk momenteel aan de evolutie van zijn Boxermotor door middel van elektrificatie. Elektrische aandrijfunits en motoren, naast tractiebatterijen – oplaadbare eenheden die elektriciteit opslaan voor motorgebruik – worden in de mix geïntegreerd.

Mazda werkt eraan om zijn befaamde wankelmotor om te zetten in een bruikbare range-extender voor elektrische voertuigen. Dit hebben we al gezien in de Mazda MX-30 R-EV, die niet voor de Amerikaanse markt bestemd is. Het gebruik van CO2-neutrale brandstoffen is ook een doel van Mazda.

Terwijl Volkswagen het risico loopt alles op één geëlektrificeerde kaart te zetten, proberen de drie Japanse autofabrikanten de reikwijdte te verbreden. Wat Toyota betreft, lijkt het erop dat het merk de verbrandingsmotor niet alleen in leven houdt voor nichemodellen met weinig interesse, noch dat het zich uitsluitend richt op prestatiegerichte motoren die de meeste kopers niet zouden overwegen. De 1,5- en 2,0-liter motoren die uit de joint venture voortkomen, lijken erop gericht een breed segment van de markt te veroveren door een reeks compatibele brandstoftypen en een enorm prestatiepotentieel te bieden. Aanpassen en overleven: dat is het nieuwe credo voor de verbrandingsmotor, en Toyota, Subaru en Mazda zijn zich hiervan terdege bewust.

Toyota’s voorzichtige aanpak kreeg in het verleden kritiek

Nog maar enkele jaren geleden leek het erop dat de hele auto-industrie had besloten dat elektrisch de toekomst was en dat de verbrandingsmotor tot het verleden behoorde. Roemruchte sportwagenfabrikanten zoals Porsche (Porsche), Lotus (Lotus) en Jaguar (Jaguar) bereidden zich allemaal voor op een geëlektrificeerde toekomst, terwijl mainstream merken zoals Audi (Audi), BMW (BMW) en Volkswagen ook op zo’n toekomst inzetten.

Toyota, de grootste autofabrikant ter wereld, werd zwaar bekritiseerd door experts uit de branche, milieugroepen, investeerders en concurrerende autofabrikanten, omdat het merk prioriteit gaf aan hybride aandrijving en alternatieve brandstoffen, in plaats van zich vol overgave te storten op elektrificatie. Welnu, Toyota had het laatste woord, aangezien de meeste autofabrikanten die zich in een elektrische toekomst stortten, nu terugkomen op eerdere beloften aan dit aandrijftype, en dat ten koste van vele miljoenen euro’s.

Dus misschien zouden andere autofabrikanten er goed aan doen om precies te letten op wat Toyota hier doet, samen met de andere voorzichtige Japanse merken. Het is heel snel gebleken hoe schadelijk het kan zijn als een autofabrikant alles op één kaart zet, dus het ontwikkelen van een aandrijflijn die zo aanpasbaar mogelijk is om aan toekomstige voorkeuren te voldoen, lijkt een opmerkelijk verstandige en weloverwogen aanpak.