Geneza technologii E-Tech

Grupa Renault wykorzystała bogatą wiedzę i doświadczenie w zakresie samochodów elektrycznych oraz Formuły 1, aby zaprojektować nowatorski hybrydowy napęd E-TECH. Realizacja projektu nie byłaby możliwa bez entuzjazmu i pasji zespołów inżynierów, projektantów i specjalistów ds. wdrożeń przemysłowych. Napęd, który jest oferowany jako „pełna hybryda” HEV w Renault Clio oraz hybryda Plug-in PHEV w nowym Capturze i nowym Mégane, został wymyślony i zaprojektowany w sposób, który jest nie tylko niecodzienny, ale stanowi również źródło inspiracji. W drugiej części tej historii ze świata klocków LEGO przenosimy się do rzeczywistości, w której głównym bohaterem jest futurystyczny prototyp EOLAB.

Ukończony na czas prototyp pokazowy EOLAB

Cofnijmy się w czasie do roku 2014, aby odwiedzić Międzynarodowy Salon Samochodowy w Paryżu. Od stworzenia słynnego modelu z klocków LEGO minęło już kilka lat. Poza zaprezentowaniem światu po raz pierwszy modelu Espace piątej generacji Renault przedstawiło swoją wizję samochodu przyszłości, której ucieleśnieniem był ultrawyrafinowany prototyp EOLAB. Pod maską tego przystosowanego do jazdy po zwykłych drogach auta pokazowego, które mogło pochwalić się rekordowo niskim zużyciem paliwa wynoszącym 1 l/100 km, znajdował się hybrydowy układ napędowy typu plug-in. Składał się z 3-cylindrowego silnika benzynowego, elektrycznego silnika trakcyjnego oraz… innowacyjnej 3-stopniowej bezsprzęgłowej przekładni: dwa pierwsze przełożenia były przeznaczone do napędu elektrycznego, trzecie do silnika spalinowego. Te trzy biegi pozwalały uzyskać dziewięć kombinacji trybów pracy współpracujących ze sobą silników, elektrycznego i spalinowego.

Wizję takiej właśnie przekładni miał Nicolas Fremau, kiedy cztery lata wcześniej tworzył swój model z klocków LEGO. Po raz kolejny musiał odwołać się do pomysłowości swojego zespołu projektowego. Chodziło o stworzenie pierwszego prawdziwego prototypu przekładni o nazwie LocoDiscoBox, która miała stać się sercem przyszłego hybrydowego układu napędowego E-TECH. Efektem wspólnie podjętego wysiłku, którego zapis zachował się między innymi w filmie wideo poświęconym pracom projektowym, była prezentacja modelu Dacia z napędem hybrydowym „Z.E. on demand” podczas Innov’Days 2012. Tym samym udało się dotrzymać 14-miesięcznego terminu wyznaczonego przez ówczesny zespół zarządzający.

Stworzeni do bycia razem

W tym samym czasie inny zespół inżynierów pod kierownictwem Laurenta Taupina prowadził prace nad prototypem superoszczędnego pojazdu o bardzo niskim zużyciu paliwa o nazwie EOLAB. Konstruktorom dążącym do zredukowania zużycia paliwa do poziomu poniżej 2 litrów/100 km, jaki wyznaczył producentom samochodów ówczesny rząd, przyświecały trzy podstawowe założenia: lżejsza platforma i nadwozie pojazdu, aerodynamiczna sylwetka i możliwie najbardziej ekonomiczny układ napędowy.

Mieliśmy ściśle określony cel: stworzyć auto miejskie o wymiarach Clio, czyli samochód o długości 4 metrów i jednocześnie odchudzić go o 400 kilogramów. Kolejny warunek zakładał dokonanie tego bez jakichkolwiek dodatkowych kosztów z zachowaniem wszystkich funkcjonalności oferowanych dotąd klientowi. Mocno obniżający się dach modelu EOLAB sprawił, że zmuszeni byliśmy do obniżenia i przesunięcia do przodu pozycji ciała pasażerów. Aby zapewnić dobrą widoczność, musieliśmy również obniżyć wysokość, na jakiej znajduje się dolna krawędź przedniej szyby. Wszystkie te zabiegi doprowadziły do prawdziwego „kryzysu wolnej przestrzeni” pod maską, z uwagi na skurczenie się rozmiarów komory silnika.

Wąska platforma modelu EOLAB ograniczyła szerokość przestrzeni, w której można było umieścić układ napędowy. Żaden dostępny wówczas napęd hybrydowy nie miał szans zmieścić się w tak wąskiej przestrzeni razem ze sprzęgłem. Żaden z wyjątkiem… „Z.E. on demand”, który idealnie pasował do specyfikacji: zastosowano w nim silnik spalinowy znany z modelu Twingo (H4BT lub TCe 90), nachylony do tyłu pod kątem 49°, co ułatwiło montaż na ramie podwozia EOLAB, oraz słynną już bezsprzęgłową 3-stopniową przekładnię LocoDiscoBox, co uczyniło całość jeszcze bardziej kompaktową. Nie tylko wymiary zespołu napędowego wpisały się idealnie w założenia projektu. Układ miał inne ważne zalety: proste rozwiązania gwarantujące niezawodność prototypu EOLAB, lekkość konstrukcji, która eliminowała zbędne obciążenie pojazdu i wreszcie maksymalne wykorzystanie trybu elektrycznego, zapewniające ograniczenie zapotrzebowania na paliwo w trakcie jazdy. Umieszczenie akumulatora z tyłu platformy pozwoliło obniżyć środek ciężkości prototypu EOLAB i zmienić jego położenie, co przyczyniło się do zwiększenia bezpieczeństwa i komfortu jazdy.

Połączenie EOLAB z „Z.E. on demand” szybko stało się dla nas oczywistym wyborem, ponieważ zdaliśmy sobie sprawę, że obniżenie masy pojazdu nie jest możliwe bez zaprojektowania równie lekkiego układu napędowego wykorzystującego innowacyjne technologie. Tylko w ten sposób mogliśmy doprowadzić nasz projekt do pomyślnego końca. Poszukiwanie inteligentnych i oszczędnych rozwiązań, które jednocześnie byłyby dostępne dla wszystkich odwoływało się do zasad, na których opiera się filozofia Renault. Ten samochód musiał znaleźć swój silnik, a ten silnik musiał znaleźć swój samochód. Ich przeznaczenie wypełniło się na początku 2013 roku.

Ostatni etap projektowania

Pojazd musiał być gotowy na Międzynarodowy Salon Samochodowy w Paryżu, który odbywał się jesienią 2014 roku. W centrach technicznych w Lardy (silnik) i w Aubevoye (pojazd) zespoły pracują. Projektanci rozmawiają z ekspertami od aerodynamiki, inżynierowie mechanicy współpracują ze specjalistami ds. materiałów, a projektanci silnika rozpoczynają poszukiwania najbardziej odpowiedniego akumulatora. Wszyscy mają jeden i ten sam cel określony przez Laurenta Taupina: ograniczenie emisji CO2, wspólnego wroga, z którym przyszło zmierzyć się specjalistom ze wszystkich dziedzin zaangażowanym w projekt.

Zadanie wcale nie było łatwe. Układ nie osiągnął jeszcze poziomu niezawodności, z którego słynie dzisiaj E-TECH, a jego działanie było nieraz chaotyczne. Kolejne miesiące upłynęły pod znakiem ciężkiej pracy od rana do późnej nocy, zwłaszcza latem 2014 roku, w ciągłym poszukiwaniu coraz to nowych, lepszych rozwiązań, aby EOLAB i nowy układ napędowy idealnie ze sobą współpracowały.

Najwięcej problemów związanych było ze zmianą biegów. Pomimo braku sprzęgła powinna odbywać się płynnie i bez przerw w przekazywaniu napędu. Niestety w naszym przypadku nie wszystko działało jak należy, a szczególnie irytująca okazała się przerwa w przekazywaniu napędu, którą dało się odczuć między drugim a trzecim przełożeniem przy wciskaniu pedału przyspieszenia. Do tego trzeba jeszcze dodać koszmarny zgrzyt przy każdej zmianie przełożenia, którego źródłem były źle obrobione sprzęgła kłowe. Ponieważ prototyp nie spełniał oczekiwań pod względem doznań z jazdy, wiele razy zdarzyło mu się wracać na lawecie. Dziś możemy otwarcie powiedzieć, że na kilka godzin przed testem prototypu EOLAB na torze w Mortefontaine zorganizowanym dla dziennikarzy z okazji Międzynarodowego Salonu Samochodowego w Paryżu nie mieliśmy pewności, czy wszystko pójdzie zgodnie z planem.

Zważywszy jednak, że każdy element pojazdu został przetestowany do granic możliwości przez kierowcę testowego Renault Laurenta Hurgona, można się było spodziewać, że podczas jazd testowych nie zdarzy się nic nieprzewidzianego. Tak właśnie się stało. Prototyp podbił serca dziennikarzy, którzy mogli osobiście sprawdzić jego zachowanie na torze, a także mieli okazję się przekonać, że wszystkie obietnice zostały spełnione – okazało się, że EOLAB zużywa symboliczny 1 litr paliwa na 100 km, nie tracąc przy tym nic z dynamiki (przyspieszenie od 0 do 100 km/h wynosiło 9,2 sekundy) czy doskonałych własności jezdnych.

Układ napędowy E-TECH nie tylko został stworzony w oparciu o solidne podstawy, ale również sprawdził się na drodze. Teraz wystarczyło jedynie zoptymalizować niektóre elementy pod kątem zastosowania go w pojazdach produkcyjnych.