La rivoluzione del Multi Stage Hybrid System

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In occasione della presentazione al Salone di Ginevra 2016 della nuova vettura sportiva di casa Lexus denominata LC 500h, l’attenzione di molti operatori si è soffermata sul nuovo sistema ibrido che la equipaggia, in quanto rappresenta un nuovo modo di concepire questa tecnologia e come esso possa ottemperare anche alle esigenze di specifici segmenti automobilistici caratterizzati da particolari attese sul piano delle prestazioni e delle sensazioni di guida. Cerchiamo pertanto di approfondirne i concetti sul piano tecnico pur nella limitata disponibilità attuale delle informazioni, in attesa del suo debutto in strada.

L’aggiunta di cambio automatico a 4 rapporti

LEXUS LC 500h - trasmissioneIl Multi Stage Hybrid System (MSHS) nasce in Toyota con l’obiettivo di conferire alla Lexus LC 500H uno stile più sportivo ed in grado soprattutto di offrire alla clientela la percezione di un maggior coinvolgimento nella guida rispetto ai tradizionali sistemi ibridi.

Per ciò il Multi Stage, accanto al consolidato CVT (Continuously Variable Transmission) applicato ad un sistema di due motori elettrici integrati, presenta un ulteriore cambio automatico a quattro rapporti, collegato alla propulsione elettrica e studiato per consentire al guidatore di selezionare anche manualmente le marce.

Proprio la presenza di questo nuovo riduttore epicicloidale a quattro velocità addizionale, posizionato all’uscita del CVT, costituisce la grande differenza rispetto al sistema di trasmissione generalmente impiegato.

Dieci marce anche manuali

Ma vediamo come opera il nuovo sistema e quali effetti induce.

Il CVT, che rappresenta una evoluzione della trasmissione ibrida longitudinale già utilizzata in altre vetture Lexus, simula la presenza di tre ingranaggi meccanici moltiplicatori nella trasmissione che, combinati con i 4 rapporti del nuovo cambio automatico, consentono la disponibilità di 9 velocità più una decima, verosimilmente applicata al 4 rapporto, progettata non per raggiungere la velocità di punta ma piuttosto per consentire il massimo risparmio di carburante.

In questo modo aumenta la possibilità di accelerare a regimi elevati con marce basse e di viaggiare a velocità più elevate mantenendo un basso numero di giri e marce più alte. Ciò si traduce in limitate perdite elettriche e in un miglioramento dell’efficienza.

Per la prima volta su un modello Lexus viene introdotta anche la modalità di guida “M” che consente la selezione manuale dei rapporti e tende a soddisfare le attese della clientela più dinamica e sportiva.

Una maggiore fluidità di marcia

Il principale vantaggio di tale inedita combinazione tra variatore continuo e cambio automatico a 4 rapporti, è quello di superare il problema caratterizzante le trasmissioni esclusivamente a variazione continua che offrono ottimi risultati sul piano dell’efficienza ma difettano per mancanza di sincronizzazione tra accelerazione e giri/min del motore.

Il Multi Stage System invece si propone proprio di sincronizzare il motore con l’accelerazione e, attraverso l’unità di controllo della potenza, è in grado di effettuare qualsiasi tipo di cambio di marcia con la massima rapidità.

In altri termini il suo obiettivo è quello di eliminare i cosiddetti “slittamenti”, che si verificano all’aumentare dei giri qualora non vengano supportate da una adeguata spinta, allineando la velocità del motore con gli ingressi della valvola a farfalla in modo da eliminare ogni discontinuità nella marcia.

Come sottolinea la casa costruttrice, il sistema garantisce inoltre una connessione diretta tra pedale dell’acceleratore e risposta dell’auto con il risultato, dichiarato, di raggiungere la velocità di 100 km/h da zero in meno di 5 secondi.

Le altre caratteristiche tecniche

Lexus LC 500h
Lexus LC 500h

Nel caso della Lexus LC 500h il sistema prevede l’adozione di un motore a combustione interna V6 di 3,5 litri a benzina aspirato Ciclo Atkinson da 300 CV in grado di esprimere 348 Nm di coppia.

Il propulsore endotermico è abbinato ad un sistema di propulsione elettrico da 60 CV alimentato da un pacco di batterie agli ioni di litio da 44,6 Kw, raffreddate ad aria, e del peso di 50 kg disposte dietro ai sedili posteriori.

La potenza globale così espressa raggiunge complessivamente i 360 cavalli.

L’aggiunta della nuova trasmissione non ha comportato un aumento di peso grazie agli alleggerimenti ottenuti sul motore particolarmente compatto, sul pacco batterie e con l’utilizzo dell’alluminio e della fibra di carbonio per la progettazione di numerosi particolari della struttura e della carrozzeria.

Particolare cura è stata profusa nella realizzazione del sistema multi-link della sospensione anteriore ottimizzandone la geometria in modo da consentire l’adozione di ruote di grande diametro e facilitare il controllo di guida.

L’auto è stata sviluppata sul pianale Global Architecture Luxury (GA-L), progetto che si è molto concentrato sullo studio delle masse per mantenere basso il baricentro e che è stato pensato specificatamente per le vetture a trazione posteriore e motore anteriore e che, con molte probabilità, rappresenterà il futuro per i prossimi modelli Lexus destinati al segmento lusso.

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