Peugeot 208 HYbrid Air 2L: spala 2 l benzyny na 100 km!

Model koncepcyjny 208 HYbrid Air 2L

W uzupełnieniu do tych technologii, marka uwzględnia w swoich pracach badawczych wszystkie dziedziny związane z motoryzacją, by oferować coraz lepsze wyniki w zakresie spalania paliwa oraz emisji CO₂. Na przykład obniżenie masy modeli 208 i 308, odpowiednio o 110 i 140 kg, pozwala zmniejszyć zużycie paliwa nawet do 3,4 i 3,2/ 100 km w przypadku silników wysokoprężnych. Spalanie w silnikach benzynowych wynosi od 4,1 do 4,6 l/ 100 km.

Podczas Salonu Samochodowego w Paryżu Peugeot przedstawi model 208 HYbrid Air 2L. Ta studyjna wersja stanowi połączenie różnych technologii, których celem jest realizacja rządowego projektu skonstruowania samochodu zużywającego zaledwie 2,0 l/km. Istotnym kryterium jest produkcja na skalę przemysłową z wykorzystaniem technologii w przystępnej cenie do 2020 roku.

Zobacz też: Peugeot 308 GT - nowa wersja

Zadanie jest zatem wyjątkowo ambitne. Chodzi bowiem o dwukrotne zmniejszenie zużycia w stosunku do bardzo oszczędnego modelu 208!

Aby je zrealizować, konieczna jest optymalizacja na wielu płaszczyznach. Obniżenie emisji o każdy gram CO₂ stanowi wyjątkowo trudne wyzwanie. W cyklu NEDC, oszczędność jednego grama wymaga:

• obniżenia masy o 10 kg;
• lub obniżenia zużycia energii elektrycznej o 50 W;
• bądź zmniejszenia oporów toczenia o 6 N;
• lub obniżenia współczynnika SCx o 0,03 m².

Z drugiej strony, zwiększenie wydajności silnika o 1% pozwala obniżyć emisję CO₂ w takim samym stopniu.

Model koncepcyjny 208 HYbrid Air 2L opiera się na modelu seryjnym 208 1.2 PureTech 82 z mechaniczną skrzynią biegów o 5 przełożeniach o następującej specyfikacji:

• zużycie paliwa: 4,5 l/ 100 km;
• emisja CO2: 104 g/ km;
• masa: 960 kg;
• SCx : 0,65 m².

W celu obniżenia zużycia paliwa do poziomu 2,0 l/100 km, konstruktorzy Peugeot oraz partnerzy projektu wykorzystali technologie przeznaczane dotąd wyłącznie do samochodów wyścigowych i luksusowych. Przeprowadzili surową selekcję, pozostawiając jedynie te, które można wdrożyć w istniejącym zakładzie przy zapewnieniu  wysokiej produkcji. Co więcej, chodzi o obniżenie zużycia paliwa bez ujemnego wpływu na zalety tego pojazdu, czyli wyrazistego stylu połączonego z wysokimi osiągami.

Masa zaledwie 860 kg

Do produkcji seryjnej PEUGEOT 208 wykorzystuje się głównie stal, która znajduje się zarówno w elementach konstrukcyjnych, jak i w poszyciu. Biorąc po uwagę masę właściwą stali wynoszącą 7850 kg/ m³, ogromne pole do popisu daje wykorzystanie alternatywnych materiałów, takich jak kompozyty lub aluminium. Ich masa właściwa wynosi 1200 kg/ m³ w przypadku materiału kompozytowego z włókna węglowego i 2700 kg/ m³ dla aluminium. Mimo to, nie można zastąpić wszystkich części stalowych aluminiowymi. Konieczne jest uwzględnienie właściwości mechanicznych oraz kosztu materiałów.

Koncepcja zastosowania wielu materiałów stanowi prawdziwe wyzwanie. Chodzi bowiem o połączenie stali, aluminium i kompozytów oraz opracowanie nowych technologii ich łączenia. Jest to jedno z głównych założeń projektowych.

Na stalowym szkielecie montuje się nową płytę podłogową z materiałów kompozytowych, która pochłania energię w przypadku zderzenia. Całość jest poddawana kataforezie podczas produkcji, a kompozytowa płyta podłogowa składa się z trzech części sklejonych termoutwardzalnym plastikiem.

Większa sztywność materiałów kompozytowych pozwala dodatkowo uprościć konstrukcję niektórych elementów. Na przykład tylna klapa posiada tzw. konstrukcję półszkieletową polegającą na połączeniu poszycia i warstwy wewnętrznej o grubości 1,5 mm, zapewniającej odporność na skręcanie. Jej obecność eliminuje konieczność stosowania wzmocnień w płaskich strefach dzięki optymalnemu ułożeniu włókien węglowych w zależności od zmian naprężeń. Sztywność i obniżona masa pozwalają także usunąć jeden z dwóch siłowników tylnej klapy, co pozwoliło dodatkowo zmniejszyć masę auta. Wreszcie w procesie formowania wykonywany jest kanał w warstwie wewnętrznej, umożliwiający przeprowadzenie wiązki przewodów elektrycznych i zmniejszając tym samym liczbę spinaczy.

Boki oraz płaty nadwozia, drzwi i płat dachu również są wykonane z materiałów kompozytowych z włóknem węglowym, podobnie jak sprężyny śrubowe zawieszenia. W tym ostatnim przypadku zastosowanie kompozytów pozytywnie wpływa na zachowanie dynamiczne za sprawą obniżenia masy części nieresorowanych.

Rama podsilnikowa, drążki poprzeczne oraz podłużnice są wykonane z aluminium, metalu doskonale pochłaniającego energię kinetyczną. W kontakcie z tlenem, aluminium w sposób naturalny pokrywa się warstwą tlenku glinu, który chroni go przed korozją wżerową. Dodatkowo, aluminium podlega recyklingowi bez zmiany swoich właściwości mechanicznych.

Wysiłki konstruktorów na rzecz obniżenia masy nie koncentrują się wyłącznie na zastosowaniu nowych materiałów, lecz także na przeprojektowywaniu istniejących części. Na przykład zmniejszenie grubości rury wydechowej ze stali nierdzewnej umożliwiło obniżenie masy tego elementu o 20%.

Zbudowany na bazie wyjątkowo lekkiego, seryjnego Peugeot 208, samochód koncepcyjny 208 HYbrid Air 2L został znacznie „odchudzony”. Zastosowane materiały i nowe procesy technologiczne oraz przeprojektowanie części umożliwiły redukcję masy pojazdu o 100 kg.

Układ napędowy zapewniający przyjemność jazdy połączoną z niskim zużyciem paliwa

Model 208 1.2 PureTech 82 jest w standardzie wyposażony w silnik benzynowy oraz manualną skrzynię biegów o pięciu przełożeniach. Układ ten został zastąpiony hybrydowym układem napędowym, łączącym silnik benzynowy i sprężone powietrze.  Technologia HYbrid Air łączy dwa rodzaje napędu, by uzyskać jak najwyższą wydajność w różnych sytuacjach. Na przykład sprężone powietrze zwiększa moc podczas pracy silnika benzynowego, a nawet może go zastąpić, by włączał się jedynie w fazach przejściowych: przy przyspieszaniu i ruszaniu z miejsca, w celu zapewnienia optymalnej wydajności.

Układ sprężonego powietrza składa się z następujących elementów:

• zbiornik sprężonego powietrza, umieszczonego pod podłogą bagażnika,
• zbiornika niskiego ciśnienia na wysokości tylnej belki poprzecznej, pełniącego funkcję zbiornika wyrównawczego,
• zespołu hydraulicznego składającego się z silnika i pompy, zainstalowanego pod maską na układzie przenoszenia napędu.

Ten ostatni składa się z zewnętrznej sterowanej przekładni planetarnej, która steruje pracą obu rodzajów napędu. Zastępuje ona manualną skrzynię biegów, a w dodatku zapewnia automatyczną zmianę biegów.

Obydwa zbiorniki, znajdujące się w części tylnej auta, składają się z aluminiowej warstwy wewnętrznej, zapewniającego szczelność, oraz wzmacniającego ją płaszcza kompozytowego.

W zależności od sytuacji, układ sterujący wybiera, w sposób całkowicie nieodczuwalny dla kierowcy, tryb umożliwiający osiągnięcie najlepszej wydajności. W trybie napędu AIR (ZEV), samochód jest napędzany wyłącznie energią sprężonego powietrza. Ze względu na zerowe zużycia paliwa oraz emisję CO₂ tryb ten doskonale sprawdza się w jeździe miejskiej.

W trybie zasilania benzyną, pojazd jest napędzany wyłącznie przez silnik benzynowy. Tryb ten jest szczególnie dobrze przystosowany do poruszania się po drodze i autostradzie ze stałą prędkością. Tryb podwójnego napędu jest przeznaczony głównie do faz przejściowych w mieście i na drodze (ruszanie z miejsca, przyspieszanie). Łączy on oba napędy w odpowiednich proporcjach dobranych pod kątem optymalizacji zużycia paliwa.

Zbiornik sprężonego powietrza jest ładowany przy wytracaniu prędkości (hamowaniu lub zwalnianiu), bądź przez wykorzystanie części energii wytwarzanej przez 3-cylindrowy silnik benzynowy do sprężania powietrza. W obu przypadkach maksymalna pojemność energetyczna zbiornika jest osiągana bardzo szybko, bo w czasie zaledwie 10 sekund.

3-cylindrowy silnik benzynowy 1.2 PureTech 82 najnowszej generacji jest zoptymalizowany pod kątem redukcji strat wynikających z tarcia. Powodują one zmniejszenie mocy silnika o ok. 20%. W celu ich obniżenia, oba wałki rozrządu oraz tłoki zostały pokryte powłoką Diamond Like Carbon.

Oprócz nowych polimerowych łożysk, w silniku zastosowano olej o bardzo niskiej lepkości, który pozwala szybciej osiągnąć optymalne działanie silnika.

Dzięki wprowadzonym zmianom wydajność silnika wzrosła o 4%.

Naturalnie aerodynamiczna stylistyka

Płynne linie stanowią element tradycji stylistycznych marki, wpisany w jej „geny”. Stylistyka modelu 208 zapewniała doskonałe parametry, wprowadzono więc jedynie nieznaczne zmiany pod kątem właściwości aerodynamicznych. W modelu 208 HYbrid Air 2L zmniejszono zawirowania aerodynamiczne. Obniżono zawieszenie pojazdu. Sterowane wloty powietrza ograniczają przepływ powietrza do ilości, jaka jest potrzebna w danym momencie.

Zoptymalizowano również przepływ powietrza po nadwoziu poprzez dodanie listew, zapewniających lepsze połączenie między słupkami i przednią szybą. Z tyłu pojawia się spojler wbudowany w klapę bagażnika oraz odsysacz powietrza pod nadwoziem. Jego zadaniem jest odprowadzanie strumienia powietrza spod samochodu dzięki wyprofilowanym osłonom pod płytą podłogową.

Widoczność do tyłu zapewniają nie lusterka, których obudowa pogarsza aerodynamikę auta, lecz kamera mocowana na wyprofilowanym wsporniku, łącząca wyjątkowe walory estetyczne i lepsze parametry. Duże obręcze kół o dużej średnicy są wyposażone w aerodynamiczne kołpaki.

Na doskonałe parametry aerodynamiczne wersji studyjnej ma również wpływ innowacyjna budowa opon. Wybór materiałów oraz konstrukcja bieżnika pozwalają pogodzić niewielką szerokość opony z dużą średnicą koła. Dzięki temu zabiegowi udało się poprawić właściwości aerodynamiczne oraz zmniejszyć opory toczenia.  

Dodatkowo uzyskano lepszą amortyzację wstrząsów na nierównej drodze, większą odporność na aquaplaning i wyższy komfort akustyczny. Prawdziwym przełomem jest jednak współczynnik SCx! Konstruktorom udało się poprawić go o ponad 20% przy jednoczesnym zachowaniu przestronnej kabiny oraz wielkości bagażnika!