Toyota Yaris Hibrid-R: Dedicado a maximizar el placer de la conducción
compartir
El prototipo Yaris Hybrid-R, que hará su debut mundial en el Salón del Automóvil de Frankfurt 2013, combina la avanzada tecnología del popular compacto Toyota Yaris hybrid con el diseño de alto rendimiento inspirado por el prototipo de competición de Toyota, el TS030 HYBRID, que corrió en Le Mans y en el Campeonato Mundial de Resistencia. El resultado es un prototipo dedicado a maximizar el placer de conducción en carretera y en circuito.
La tecnología híbrida aún es joven, ya que apenas hace 16 años que apareció la primera generación de Toyota Prius, en 1997. Así pues, todavía tiene mucho futuro por delante y un gran potencial de evolucionar en múltiples direcciones distintas. De hecho, no ha sido hasta hace poco cuando la tecnología híbrida ha empezado a utilizarse en programas de competición, pero aún no está plenamente consolidada entre el gran público como solución orientada al rendimiento. El prototipo Yaris Hybrid-R es un claro escaparate de posibles ideas para el desarrollo de la tecnología híbrida, para un rendimiento máximo y un placer de conducción superior.
Sistema híbrido
Basado en el modelo Yaris tres puertas, el sistema híbrido del prototipo Yaris Hybrid-R monta un enérgico motor de gasolina de 1.6 l combinado con dos potentes motores eléctricos que añaden propulsión eléctrica “inteligente” a las cuatro ruedas.
Las ruedas delanteras son impulsadas por un motor turbo de 1.6 litros, 4 cilindros y 300 CV con inyección directa específicamente desarrollado por Toyota Motorsport GmbH (TMG), según las normas de la Federación Internacional del Automóvil (FIA) para poder utilizar un motor Global Race Engine en distintas disciplinas automovilísticas.
En la parte trasera, cada rueda se impulsa de forma independiente por una motor eléctrico de 60 CV, igual que los utilizados en el Yaris hybrid estándar. El sistema híbrido desarrolla una potencia total de 420 CV.
Los dos motores eléctricos funcionan como generadores durante la fase de frenado, y complementan al motor de gasolina en las fases de aceleración.
Como sucede en el TS030 HYBRID, la energía recuperada durante la fase de frenado se almacena en un supercondensador. En el Yaris Hybrid-R se encuentra bajo el asiento trasero, donde suele ubicarse la batería del Yaris hybrid. En comparación con la batería híbrida estándar de NiMh, el supercondensador tiene una mayor densidad energética y una mayor velocidad de carga/descarga. Se ajusta perfectamente a los requisitos de la conducción deportiva en circuito, donde hacen falta descargas de potencia breves e inmediatas.
Un tercer motor eléctrico de 60 CV, situado entre el motor de gasolina y la transmisión secuencial de seis marchas, funciona como generador en dos casos distintos: durante la deceleración para alimentar el supercondensador y durante la aceleración para impulsar directamente los motores eléctricos traseros.
Lo último solo pasará cuando la potencia y el par del motor de gasolina superen el potencial de agarre de las ruedas delanteras. El generador se comporta como un sistema de control de tracción avanzado, redireccionando el par como energía eléctrica a las ruedas traseras, para potenciar la aceleración y mejorar el manejo en lugar de simplemente limitar la potencia del motor.
- Ruedas delanteras impulsadas por un motor de competición turbo de 1.6 l 300 CV.
- Ruedas traseras impulsadas por los dos motores eléctricos de 60 CV del Yaris hybrid estándar.
- Como sucede en el TS030 HYBRID, la energía se almacena en un supercondensador.
- Control de tracción avanzado gracias a un tercer motor eléctrico delantero.
Diseño deportivo
Yaris Hybrid-R ofrece una interpretación más agresiva y emocional del lenguaje de diseño que caracteriza a los recientes modelos de Toyota. La filosofía de diseño Keen Look (Imagen sofisticada) y Under Priority (Prioridad inferior) se ve reforzada por la adopción de unos faros delanteros de nuevo diseño, una parrilla frontal más ancha y unos detalles negros y azules que contrastan con el color blanco de la carrocería.
El diseño específico del paragolpes incorpora dos grandes entradas de aire y luces de circulación diurna LED azules. Dichas entradas contribuyen de forma importante a refrigerar los frenos delanteros, mientras que la forma del borde inferior está diseñada para canalizar hacia el centro el flujo de aire por debajo de la carrocería.
Las prominentes aletas alojan unas llantas TRD de 18 pulgadas a medida equipadas con neumáticos Michelin Pilot Sport Cup 225/40 R18, que cuentan con una banda de rodadura de diseño asimétrico que complementa la filosofía deportiva de Yaris Hybrid- R. Ideal para un uso mixto en carretera y en circuitos, los neumáticos de alto rendimiento constituyen un símbolo de la fructífera colaboración entre Michelin y nuestro equipo automovilístico, que participa en el Campeonato Mundial de Resistencia.
Los discos de freno, estriados y perforados, están sujetos por unos calibradores de seis pistones delante y unos calibradores de cuatro pistones detrás. Situada en el pilar trasero, la tapa del depósito de combustible de apertura rápida permite repostar a mayor velocidad en boxes.
En la parte trasera, las luces LED específicas del Yaris hybrid mantienen el vínculo con el vehículo de producción. Hay un alerón exclusivo montado en el techo, y el paragolpes de nuevo diseño incorpora un gran difusor, con un tubo de escape flanqueado por dos extractores de aire.
- Llantas TRD de 18".
- Neumáticos Michelin Pilot Sport Cup para un uso mixto en carretera y en el circuito.
- Pulsador en el volante para seleccionar el modo “carretera” o “circuito”
- Asientos deportivos de cubo Recaro en dos tonalidades.
Habitáculo de competición
A juego con los colores exteriores, los asientos de cubo Recaro de dos tonalidades cuenta con refuerzos laterales de cuero negro y Alcantara® azul. El mismo tejido Alcantara® azul cubre parte de los paneles de las puertas y el salpicadero, para dar un toque más uniforme e inspirado en la competición.
En una situación ideal, más arriba y cerca de la mano derecha del conductor, la palanca del cambio de marchas secuencial está configurada para poder bajar rápidamente de marcha presionando hacia delante, y subir de marcha tirando de ella.
El volante deportivo, tapizado en Alcantara®, incorpora un pulsador de inspiración automovilística para seleccionar, en parada, el modo "Circuito" o "Carretera", o en marcha, la función "Boost" (Empuje).
La posición de conducción se completa con los pedales deportivos del GT86.
Un modo de “Carretera” para la conducción cotidiana
El modo de “Carretera” se caracteriza por una disminución de la potencia del motor y una gestión adecuada de la cantidad de energía que puede distribuir el supercondensador para reducir el consumo de combustible y las emisiones de CO2.
Del mismo modo, se ha reducido la relación de turbocompresión del motor de 1.6 l, y se ha ajustado la relación de inyección e ignición. El sistema híbrido funciona a la perfección con el motor de gasolina turbo de 1.6 l, especialmente en el arranque y a bajas revoluciones, cuando la eficiencia del motor convencional no es aún óptima. El supercondensador puede liberar la energía recuperada durante el frenado durante un tiempo máximo de 20 segundos, mientras que la potencia total de los dos motores eléctricos está limitada a 40 CV. Para mantener un nivel de carga suficiente en el supercondensador, el tercer motor eléctrico se puede utilizar en cualquier momento como generador.
En función del nivel de carga de la batería, Yaris Hybrid-R también puede funcionar en modo únicamente eléctrico para distancias cortas, y especialmente al aparcar.
- 40 CV para 20 segundos en modo de “carretera”.
- 120 CV para 5 segundos en modo de “circuito”.
- Vectorización del par: la cantidad de par canalizado a cada rueda trasera puede variar gracias a los motores eléctricos posteriores.
- Control de tracción avanzado: el tercer motor eléctrico redirecciona el par adicional como energía eléctrica a las ruedas traseras.
Modo de “Circuito” para los días de competición
El modo de “Circuito” aprovecha al máximo la potencia del motor y una gestión de la energía orientada al rendimiento. El motor 1.6 turbo desarrolla 300 CV y proporciona un par máximo de 420 Nm, mientras que los motores eléctricos posteriores pueden alcanzar una potencia máxima de 120 CV durante hasta 5 segundos.
A baja velocidad, o en una curva, cuando el par y la potencia del motor superan el potencial de agarre de las ruedas delanteras, el tercer motor eléctrico puede impulsar directamente los motores eléctricos traseros. El generador se comporta como un sistema de control de la tracción avanzado, redireccionando el par suplementario del motor de gasolina como energía eléctrica a las ruedas traseras.
Los motores eléctricos posteriores –uno por rueda– pueden influir notablemente sobre las características de manejo del Yaris Hybrid-R en las curvas, al alterar la distribución del par entre las ruedas traseras izquierda y derecha.
Cada motor se puede utilizar de forma independiente como generador o como motor, para conseguir el mismo efecto que con un diferencial inteligente de vectorización del par.
En función del radio de la curva, el sistema puede enviar más par a la rueda trasera exterior, lo que permite alcanzar una mayor velocidad de viraje (curvas a velocidad media), aplicar más fuerza de frenado a la rueda interior (curvas rápidas), o incluso frenar y acelerar cada rueda por separado (curvas lentas), para ajustar el efecto de guiñada y optimizar la trayectoria, limitando el ángulo de giro y el subviraje.
Con la potencia particularmente elevada de su motorización híbrida, un sistema de gestión de la energía marcadamente orientado a alcanzar el máximo rendimiento y el aprovechamiento de los motores para un mejor manejo, el prototipo Yaris Hybrid-R abre un posible camino para el desarrollo de la tecnología híbrida de cara a un mayor placer de conducción.
El mundo real y el virtual en conexión
El prototipo Yaris Hybrid-R emplea el mismo sistema de unidad de control (ECU) CAN-Gateway que el desarrollado para GT86 cupé en colaboración con el creador de videojuegos Polyphony para la sexta versión del famoso juego GranTurismo, que se publicará a finales de año.
Presentado la primavera pasada en el circuito de Silverstone con ocasión del 15 aniversario del juego Gran Turismo, el sistema ECU CAN-Gateway permite a los conductores de GT86 cupé guardar en una memoria USB, o en un smartphone, los datos recopilados al correr en el circuito. Los datos de GPS, aceleraciones longitudinales, ángulos de giro, cambios de marcha, velocidad del motor, velocidad del vehículo e incluso temperatura del agua se utilizan posteriormente para reproducir las condiciones de una vuelta real por el circuito en la consola de videojuegos, y compararla con las vueltas virtuales corridas con el juego.
El prototipo Yaris Hybrid-R lleva esa tecnología un paso más allá, aplicando el mismo principio pero a la inversa. Podría entenderse como que los datos de las vueltas registrados en el videojuego se pudieran enviar a la ECU del vehículo. Potencialmente, el sistema de gestión electrónica del vehículo podría prever las condiciones de conducción de cada circuito y optimizar las fases de recuperación de la energía, el funcionamiento del control de tracción, la cantidad de energía utilizada en cada paso y el manejo mediante el control de tracción de las ruedas traseras.
Motor turbo de 1.6 l diseñado para la competición
El motor turbo de 1.6 l del prototipo Yaris Hybrid-R fue desarrollado por Toyota Motorsport GmbH. Cumple todas las normativas de motor global de la FIA (Global Race Engine – “GRE”). Para reducir el coste de los deportes de motor, la FIA ha establecido unas normas específicas para un motor de cuatro cilindros exclusivo diseñado para su uso en diversas disciplinas automovilísticas.
Cada disciplina puede establecer sus propias normativas, en términos de cilindrada entre 1.6 y 2 litros, con turbocompresor o no y, en consecuencia, con niveles de potencia entre 150 y 500 CV. En un principio, incluso los coches de Fórmula 1 podían montar este motor. Puesto que el motor está específicamente adaptado a la competición, debería ser más fiable y menos costoso de mantener que un motor derivado de series de producción.
Desde 2011, la fórmula GRE se ha utilizado como turbo de 1.6 l en el Campeonato Mundial de Rallys (WRC) y en el Campeonato Mundial de Turismos (WTCC). El año que viene, se usará por primera vez en Fórmula 3 en su versión de 2.0 litros atmosférica.
El motor GRE desarrollado por Toyota Motorsport GmbH ya ha sido sometido a intensas pruebas de rendimiento y fiabilidad en los dinamómetros del centro técnico de Colonia. Cuando finalice el programa de desarrollo, TMG pondrá el GRE a disposición de equipos privados, y lo seguirá utilizando como base para posibles programas automovilísticos de Toyota en el futuro.
Especificaciones principales del motor global de (GRE) de TMG
- Cilindrada del motor: 1595 cm3
- Sistema de inyección de combustible: Inyección directa (hasta 200 bares)
- Sistema de aire: Turbo Garett GTR2560R (presión de empuje máx.: 2,5 bares)
- Estrangulador de aire: 33 mm
- Potencia máx.: + de 300 CV a 6000 rpm
- Par máx.: 420 Nm
- RPM máx.: 7500 rpm
sobre el autor
