Toyota GR Super Sport Concept : l’ère de l’hypercar hybride démarre from Tokyo Auto Salon

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Le grand événement Tokyo Auto Salon 2018 est fondamentalement consacré à la custom automobile, à l’optimisation de la performance Aftermarket et à la car culture. Mais c’est aussi un événement où les constructeurs japonais jouent à domicile en présentant des éditions spéciales. Cette année, Toyota franchi une nouvelle étape avec sa marque sportive dénommée Gazoo Racing. ようこそ GR Super Sport Concept. Si ce concept car se matérialise réellement en une machine de production en série limitée, il s’agit d’une véritable première dans le monde automobile mondial, en tant que constructeur japonais qui se lance sur le marché de l’automobile de type hypercar, le Japon est vraiment de retour in (business) game. Il ne s’agit pas non plus d’un simple exercice de style via un concept, derrière la maquette exposée ce week-end au TAS2018, il y avait un châssis prototype en marche avec moteur (de la LMP1 TS050 via V6 twin turbocharger & Toyota Hybrid System-Racing (aka THS-R) powertrain) et tout et tout, posé sur roues -Akebono- .BBS. (Bridgestone). Tout cela fait suite à l’affirmation “racing improves the breed” que Toyota veut désormais faire passer.

Go GAZOO Racing

Over the years, Toyota has been participating in many different forms of motorsport, including Formula One, the World Endurance Championship (WEC) and the Nürburgring 24 Hours endurance race. These activities were conducted by separate entities within the company, such as “Toyota Racing”, “Lexus Racing” and “GAZOO Racing”.

“Car racing is more than just entertainment. It is vital to the development of the Japanese passenger vehicle industry. Just as athletes test their capabilities by competing with all their strength in the Olympics, automakers use racing as an opportunity to push a vehicle’s performance to the limits and compete for supremacy, enabling them to discover new ways of advancing automotive technology.”

– Kiichiro Toyoda, founder Toyota, in 1952

With this in mind, in April 2015, Toyota went back to the basis and united Toyota’s motorsports activities into “TOYOTA GAZOO Racing”, placing motorsports as a fundament in its commitment to make ever-better cars.

Le 19 septembre 2017, Toyota Motor Corporation (TMC) annonce le lancement de la nouvelle série de voitures de sport badgé ‘GR’ pour Gazoo Racing. Jusqu’à présent, la série de voitures de conversion sportives G Sports badgé ‘G’s’ a joué un rôle clé dans les initiatives visant à stimuler l’enthousiasme autour de la culture des voitures de sport au Japon.

Maintenant, TMC a révolutionné la série G en la transformant en série GR. L’objectif de TMC est de soutenir les initiatives visant à promouvoir une culture du plaisir de conduire en voiture. Les plans prévoient que TMC améliorera la gamme de véhicules à l’avenir et offrira une variété de pièces.

A partir de la Yaris GRMN présenté en Europe en mars 2017, Toyota Motor Corporation prévoit de déployer progressivement la série GR en dehors du Japon.

Go TOYOTA GAZOO Racing

TOYOTA GAZOO Racing a pour objectif de développer ses voitures et son personnel vers l’objectif de « making ever-better cars » par la participation à des activités de sport automobile, telles que les courses de haut niveau comme le Championnat du Monde de Rallye (WRC) et le Championnat du Monde d’Endurance (WEC), ainsi que les rallyes et courses nationales. Les technologies et le savoir-faire acquis grâce à ces activités sont ensuite réinjectés dans le développement de nouveaux véhicules de production. Dans le cadre de ce processus de développement intégré, depuis les activités de sport automobile jusqu’au développement des produits, Toyota a lancé en septembre la nouvelle série de voitures de sport « GR ».

En plus des véhicules de compétition automobile comme la Yaris WRC et la TS050 Hybride, TOYOTA GAZOO Racing expose également le GR Super Sport Concept, un concept-car issu de la participation au WEC comme exemple de l’intégration des retours d’expérience technologiques obtenus par le biais des activités de sport automobile.

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【東京オートサロン2018】
こんばんは！ 幕張メッセに来ております！今年もモータースポーツから生まれたクルマ、活躍したクルマを展示、現在絶賛設営中！ ブースは、東ホール8 東ホール8！ 大事な事なので2回言いました！#TGRTAS2018 pic.twitter.com/X10kXkkp9p

— TOYOTA GAZOO Racing (@TOYOTA_GR) 11 janvier 2018

The 2018 Yaris WRC ready to be unleashed. Let's do this. @TGR_WRC #Toyota https://t.co/FDbmW5XH0c pic.twitter.com/xMmevkfvlp

— Toyota Motor Corp. (@ToyotaMotorCorp) 11 janvier 2018

【東京オートサロン2018】

TGRブースのご紹介 GRガレージ登場?‍♀️#TAS2018 pic.twitter.com/V02ea2VYgm

— TOYOTA GAZOO Racing (@TOYOTA_GR) 12 janvier 2018

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Les véhicules exposés sont également des véhicules de série tels que la Toyota 86 GR et la Vitz GRMN (nom sur le marché japonais de la fameuse Yaris GRMN) en série limitée de 150 exemplaires pour le Japon.

Les véhicules prévus pour les 24 Heures de Nürburgring en mai ont été également dévoilés, tandis que les pilotes de la course on été annoncés le 12 janvier 2018.

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#Toyota GAZOO Racing announces #LexusLC to compete in the #24hNurburgring 2018. We're pumped! https://t.co/zLJ0573PkV pic.twitter.com/oE02VOfvGl

— Toyota Motor Corp. (@ToyotaMotorCorp) 12 janvier 2018

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Toyota #TAS2018

Tokyo Auto Salon 2018 Press Conference

TOYOTA GAZOO Racing unveils the GR Super Sport Concept, a concept car that incorporates hybrid technology honed through participation in the FIA World Endurance Championship (WEC), along with its test car, to the world today at Tokyo Auto Salon 2018.

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Watch GAZOO Racing Company president Shigeki Tomoyama's presentation at Tokyo Auto Salon 2018 here: https://t.co/HHJQpQkgrC #TAS2018 pic.twitter.com/VPCNi4HW5q

— Toyota Motor Corp. (@ToyotaMotorCorp) 12 janvier 2018

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Tokyo Auto Salon 2018 Press Conference

L’objectif de TOYOTA GAZOO Racing est d’affiner ses voitures et les gens vers l’objectif de fabriquer des voitures toujours meilleures par la participation à des activités de sport automobile, y compris des courses et des rallyes internationaux et nationaux.

Les technologies et le savoir-faire acquis dans le cadre de ces activités sont ensuite réinjectés dans de nouveaux véhicules de production.

La participation continue de Toyota au WEC est considérée comme un projet hautement bénéfique et nécessaire pour le développement de systèmes hybrides de pointe et de véhicules électrifiés (EV). Les technologies d’économie de carburant et les autres progrès réalisés grâce à ces rudes compétitions technologiques sont d’ores et déjà répercutés sur les véhicules de production.

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The next-generation racehorse ready for battle. #Toyota #grsupersportconcept #TAS2018 pic.twitter.com/2iHJsRyV1H

— Toyota Motor Corp. (@ToyotaMotorCorp) 13 janvier 2018

Under the skin of the next-generation racehorse. #Toyota #grsupersportconcept #TAS2018 pic.twitter.com/MmJPRbDif6

— Toyota Motor Corp. (@ToyotaMotorCorp) 13 janvier 2018

Under the skin of the GR Super Sport Concept which brings @FIAWEC hybrid technology to the road. This car has already tested at Fuji Speedway. #PushingTheLimitsForBetter pic.twitter.com/5tFobQneNq

— TOYOTA GAZOO Racing WEC (@Toyota_Hybrid) 12 janvier 2018

【東京オートサロン2018】

毎年恒例の東京国際カスタムカーコンテストの発表が行われ、私たちの出展車両「GRスーパースポーツコンセプト」がコンセプトカー部門の最優秀賞を受賞させていただきました。
投票いただいた皆さま、ありがとうございました。#TAS2018 pic.twitter.com/hYAhnuaUdH

— TOYOTA GAZOO Racing (@TOYOTA_GR) 14 janvier 2018

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‘Rather than developing production cars into sports cars, we aim to work out how to incorporate the know-how developed through races and rallies into production cars amid various restrictions, and this is how competing contributes to TOYOTA GAZOO Racing’s efforts toward making ever-better cars. Thus, this is the starting point for Toyota’s completely new challenge to develop sports cars from active race cars.

Although it will be some time before you all have the opportunity to get behind the wheel, I hope that the GR Super Sport Concept will give you a taste of what we aim to achieve with our next-generation sports cars.

At the end of last year, following the announcement that Toyota would continue competing in the WEC, President Akio Toyoda commented that ‘more than 100 years have passed since the birth of the automobile. As the industry approaches times of tremendous change, I am strongly determined to make sure that cars will be fun for the next 100 years.’

At CES 2018, held in the United States at the beginning of the year, the e-Palette Concept was revealed as a new shared mobility model for communities. If the e-Palette Concept is the next generation of the horse-drawn carriage, the GR Super Sport Concept would be the polar opposite as the next-generation racehorse. Its appeal is more personal, like that of a much-loved horse to its owner. Despite the differences between the two concept models, both are electrified vehicles equipped with the latest IT technologies and are set to become safe and environmentally friendly connected cars.

Even as electrification and IT techonologies accelerate, the availability of different types of cars, including polar opposite models like the GR Super Sport Concept and the e-Palette Concept, means that they will never become a commodity.

Furthermore, it is an unchanging fact that people want to travel freely, access distant places, and to get there quicker than everyone else in attractive vehicles. The feelings that one has for a car that can do all this are rich and heart-pounding.

Although our challenge to make ‘cars that will be fun’ for the next 100 years has just begun, TOYOTA GAZOO Racing aims to continue making exciting cars to bring smiles to our customers’ faces and to contribute to the future of the automobile industry. We look forward to your continued support in achieving this aim.’

– Shigeki Tomoyama, President, GAZOO Racing Company

Moteur Toyota GR Super Sport Concept

Essentiellement, il s’agit d’une pure voiture de course, en commençant par les accessoires du V6 compact de 2,4 litres qui se trouvent au centre du châssis.

Les turbos sont joliment disposés, alimentés par des collecteurs faits à la main qui, à leur tour, plomberont les vannes extérieures dans le système.

il y a aussi un système électrique hybride qui fait partie de la transmission. Aucune information n’est divulguée sur la façon dont tout cela fonctionne, mais Toyota a dit qu’il générera près de 1000 ch combinés.

De l’arrière, on peut voir comment les échappements serpentent vers l’arrière de la voiture, tandis que sur la carrosserie elle-même, il y a une sortie d’échappement de type cheminée indiquant où les ingénieurs de Gazoo Racing essaieront de la diriger.

V6 Toyota Hybrid System-Racing

Le nouveau concept GR Super Sport Concept se compose essentiellement des mêmes pièces principales que la TS050 Hybrid qui participe au WEC. Sous la forme fluide et originale se trouvent un moteur essence bloc V6 avec double turbocompresseur, au sein du groupe motopropulseur Toyota Hybrid System-Racing (THS-R) qui a été perfectionnés au fil des courses.

Avec son système EV à haut rendement énergétique et son moteur à faible consommation, cette nouvelle génération de voitures de sport super performantes est conçue pour offrir à la fois une puissance ultime ici Combined power 735kW/1000ps (Engine + Hybrid Motors) et des performances environnementales.

Toyota a trouvé le moyen d’occuper de capitaliser sur son engagement – désormais seule équipe d’usine – en FIA WEC. Une manière comme une autre également de justifier les investissements consentis au travers du programme Endurance et de présenter son leadership en tant que motoriste hybride.

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Business Toyota

Les ventes de Toyota Motor Europe en 2017 dépassent le million d’unités, dont 40% d’hybride-électrique

Toyota Motor Europe annonce avoir vendu 1’001’662 véhicules Toyota et Lexus en 2017, soit une hausse de 8% par rapport à 2016, supérieure à la croissance de l’ensemble du marché. La part de marché du groupe augmente donc pour s’établir à 4,8%.

Les ventes de modèles à motorisation hybride-électrique ont progressé de 38% par rapport à l’année précédente et ont totalisé 406 000 unités. Ils représentent désormais 41% des ventes totales de TME. En Europe de l’ouest, cette proportion atteint 52% et dépasse même 60% en France.

Lexus contribue au succès des véhicules hybrides-électriques avec un mix qui atteint 60% des ventes européennes et 98% en Europe occidentale. Lexus enregistre un nouveau record de ventes et la 4ème année consécutive de croissance, soutenue par sa gamme de SUV.

Le succès du lancement du Toyota C-HR a contribué à la bonne performance enregistrée en 2017. Presque 80% de ses acheteurs ont choisi une motorisation hybride-électrique (89% en France).

Cette solide performance en 2017 a également été soutenue pour les voitures particulières par la Yaris Hybride (+18%), le RAV4 Hybride (+31%) et pour les véhicules utilitaires par les nouvelles générations du Hilux (+10%) et du Proace (+189%).

« L’année 2017 a été très bonne pour nous. Nous avons franchi la barre du million d’exemplaires sur un marché difficile et nous sommes en avance sur l’objectif pour 2020. Cette excellente performance se distingue également par un nouveau record de ventes pour nos modèles hybrides-électriques qui traduit la confiance des clients européens dans les marques Toyota et Lexus.

Notre gamme hybride-électrique avec 16 modèles pour les deux marques, la plus riche du secteur automobile, a permis d’assurer une croissance supérieure à celle du marché. Avec plus de 74 000 unités en 2017, un record historique, Lexus maintient le cap de son objectif de vente de 100 000 véhicules en 2020. »

– Dr Johan van Zyl, président et directeur général de Toyota Motor Europe

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Under the hood Toyota Hybrid Synergy Drive (HSD)

Hybrid Synergy Drive (HSD) is the brand name of Toyota for hybrid car drive train technology. It is used in its Yaris, Auris, Prius, Highlander Hybrid, Camry Hybrid, Estima, Alphard, Lexus RX 400h/RX 450h, Lexus ES 300h, Lexus GS 450h, Lexus LS 600h/LS 600hL, Lexus CT 200h, Lexus IS 300h, Lexus HS 250h and Lexus NX 300h automobiles. Toyota also licenses its HSD technology to Nissan for use in its Nissan Altima Hybrid.

HSD is a refinement of the original Toyota Hybrid System (THS) used in the 1997 to 2003 Toyota Prius. The second generation system THS II first appeared on the redesigned Prius in 2004. The name was changed in anticipation of its use in vehicles outside the Toyota brand Lexus.

The HSD-derived systems used in Lexus vehicles have been termed Lexus Hybrid Drive, although the Lexus implementation is really a variation of the THS III), the THS III was implemented in the 2006 Camry, and would eventually be implemented in the 2010 ‘third generation’ Prius, and the 2012 Prius c.

The THS III is designed for increased power and efficiency, and also improved « scalability » (adaptability to larger as well as smaller vehicles), wherein the ICE/MG1 and the MG2 have separate reduction paths, and are combined in a « compound » gear which is connected to the final reduction gear train and differential. It was introduced on all-wheel drive and rear-wheel drive Lexus models.

Hybrid Synergy Drive c’est quoi ?

L’Hybrid Synergy Drive (HSD) est une technologie de traction hybride développé par Toyota. Intégrée aux véhicules hybrides produits par l’entreprise et produits sous les marques Toyota et Lexus modèles (telles que Toyota Prius, Yaris Hybride, Lexus CT 200h).

La motorisation HSD comprend un moteur thermique et deux moteurs-générateurs électriques reliés entre eux et aux roues par un ou deux trains épicycloïdaux qui permettent d’échanger de la puissance et du couple avec les roues (traction, mais aussi freinage dynamique).

Les moteurs-générateurs électriques sont également reliés à un onduleur qui permet d’échanger de la puissance électrique (motrice ou génératrice) entre eux et avec les batteries. La répartition de puissance et l’injection éventuelle de puissance par le moteur thermique est gérée par un calculateur de bord qui prend en compte les sollicitations du conducteur et la situation de conduite.

Du fait de son montage particulier, l’Hybrid Synergy Drive est parfois qualifié de série-parallèle ou Full-Hybrid avec une capacité de traction purement électrique à des vitesses relativement élevées (exemple 50 km/h). Du fait de l’adaptation permanente de la vitesse des moteurs électriques à la situation de conduite et de leur liaison au moteur thermique via des trains épicycloïdaux, le comportement de la motorisation HSD s’apparente à celui d’un variateur de vitesse (permettant de faire varier continûment le rapport de démultiplication d’un moteur).

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Under the hood Toyota Hybrid System

Les principes de base de la conception des systèmes THS (Toyota Hybrid System) puis HSD n’ont pas trop changé depuis l’introduction sur le marché japonais de la Toyota Prius en 1997, mais ont connu un certain nombre d’ajustements.

Ce sont des trajets des flux de puissance entre les moteurs-générateurs électriques MG1 et MG2, l’ICE et les roues, connectés via les divers pignons du train épicycloïdal : S = le pignon central (Sun gear), C = les satellites (planetary Carrier), R = la couronne (Ring gear).

Le train épicycloïdal est un dispositif de transmission mécanique généralement constitué d’engrenages. Il a la particularité d’avoir deux degrés de mobilité, comme le différentiel, c’est-à-dire qu’il associe trois arbres ayant des vitesses de rotation différentes avec une seule relation mathématique : il faut fixer les vitesses de deux des arbres pour connaître celle du troisième.

Ces trains sont souvent utilisés pour la réduction de vitesse du fait des grands rapports de réduction que cette configuration autorise, à compacité égale avec un engrenage simple. On trouve de tels réducteurs en particulier dans les boîtes de vitesses automatiques, les moteurs de véhicules hybrides (tel que le système Hybrid Synergy Drive de Toyota) ou les boites de vitesses robotisées à double embrayage.

Les transmission de certaines automobiles hybrides comme la Toyota Prius (moteur thermique + moteur électrique) sont à distinguer de la transmission à variation continue. Si l’impression de conduite peut-être similaire, il s’agit de transmission à partage de puissance (PST) qui utilisent un train épicycloïdal qui fait varier le rapport de la contribution des deux moteurs en vitesse de sortie et puissance.

Dans le cas de la transmission HSD des Toyota (Prius, Auris, Yaris et autres) le moteur électrique de traction est relié directement aux roues motrices sans embrayage ni boîte de vitesses. Le rapport de transmission est donc fixe et unique. La marche arrière s’obtient par inversion du sens de rotation du moteur électrique.

La capacité des batteries a vu une amélioration continue depuis les premières Prius. Celles-ci utilisaient des modules constitués d’accumulateurs D de 1,2 V assemblés sous un film plastique. Les véhicules suivants ont utilisé des modules de batteries personnalisés de 7,2 V montés dans un boîtier adapté.

D’abord nommé « système hybride Toyota » (THS, Toyota Hybrid System) pour les premières générations de Prius, le système hybride connut une première amélioration avec le THS II pour les Prius de 2004. Les versions suivantes furent renommées HSD en vue de fournir des constructeurs de marque différente. Les moteurs du système THS étaient directement alimentés par les batteries : tension entre 276 et 288 V. Le système HSD possède un convertisseur continu-continu permettant d’augmenter la tension issue des batteries à plus de 500 V, ce qui permet à la fois d’utiliser des câbles électriques de section plus faible et des moteurs plus puissants.

Bien qu’il ne fasse pas à proprement parler partie intégrante du système HSD, tous les véhicules HSD depuis la Prius de 2004 possèdent un compresseur électrique dédié à la climatisation, en lieu et place du traditionnel système de climatisation relié par courroie au moteur thermique (ICE pour Internal Combustion Engine). Il n’est alors plus nécessaire de faire fonctionner continuellement l’ICE pour refroidir l’habitacle. Deux radiateurs électriques dotés de thermistances à coefficient de température positif sont ajoutés afin de compléter la chaleur procurée par l’ICE.

En 2005, les Lexus RX 400h et Toyota Highlander Hybrid intègrent une motorisation à quatre roues motrices grâce à l’addition d’un troisième moteur électrique (MGR, pour Motor-Generator Rear, moteur-générateur arrière) sur l’essieu arrière.

Cet essieu est alors exclusivement mû par l’énergie électrique et il n’y a pas de lien mécanique entre l’essieu avant et l’essieu arrière. Ce moteur-générateur supplémentaire permet également d’utiliser le freinage dynamique, avec récupération d’énergie sur les roues arrière. Enfin, MG2 est relié à l’essieu des roues avant par un second train épicycloïdal, ce qui rend possible l’augmentation de la puissance du moteur.

LHD (Lexus Hybrid Drive) high-tech hybrid

En 2007, une autre application du système HSD est introduite sur les berlines Lexus GS 450h et Lexus LS 600h, sous le nom de Lexus Hybrid Drive.

Ce système utilise deux trains épicycloïdaux, dont un train double, pour permettre une réduction du rapport des vitesses de rotation entre le second moteur et les roues dans des rapports de 3/9 à 1/9, respectivement à bas et à haut régime.

L’énergie circulant entre MG1 et MG2 (ou vice versa) à haute vitesse est alors réduite, ce qui augmente l’efficacité de la transmission car le rendement de ce circuit électrique n’est que de 70%. Le second train épicycloïdal est transformé en train planétaire Ravigneaux* à quatre arbres, dont deux peuvent être mis à l’arrêt par un embrayage verrouillable. Les systèmes des GS 450h et LS 600h utilisent respectivement une transmission arrière et une transmission à quatre roues motrices, et ont été conçus pour que les versions hybrides de ces modèles soient plus puissants que les versions non-hybrides tout en fournissant une consommation comparable.

*The Ravigneaux gearset is a double planetary gear set, invented by Pol Ravigneaux, who filed a patent application on July 28, 1949, in Neuilly-sur-Seine France. This planetary gear set, commonly used in automatic transmissions, is constructed from two gear pairs, ring-planet and planet-planet.

Ravigneaux compound planetary gear set

Ce film by PelletierPhysics montre une transmission automatique de type Ravigneaux, constituée de deux trains d’engrenages planétaires partageant une même couronne (la couronne a été séparée en deux pour mieux voir l’intérieur du mécanisme).

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En février 2007, le CEO de Toyota, Katsuaki Watanabe indiquait, dans une interview, que Toyota « projette de réduire de moitié à la fois la taille et le coût de la batterie des systèmes HSD de troisième génération. »

Finalement, la Prius III est commercialisée en 2009 avec une batterie NiMH.

En août 2015, le directeur de Toyota, Satoshi Ogiso, qui était l’ingénieur en chef pour la gamme Prius, a annoncé quelques améliorations et fonctionnalités principales pour la prochaine génération de Prius, attendue pour le début 2016. Elle existera en hybride et en hybride rechargeable pour la première fois.

En septembre 2015, l’auto a été présentée pour la première fois au public lors du Salon de Francfort 2015. Elle repose sur une toute nouvelle plateforme technique baptisée TNGA (Toyota New Global Architecture). La Prius de quatrième génération est le premier modèle Toyota à bénéficier de cette nouvelle plateforme. Elle est présentée au Salon de Tokyo 2015.

La Prius hybride rechargeable hybride de deuxième génération, connue sous le nom de Toyota Prius Prime aux États-Unis, a été dévoilée au salon international de l’automobile de New York en mars 2016.

La Prius PHV de deuxième génération a été lancée sur le marché japonais en février 2017, avec un objectif de vente de plus de 30 000 unités par an.

La Prius Prime est propulsée par le groupe motopropulseur hybride synergétique (HSD) de Toyota, qui combine un moteur 4 cylindres à essence de 1,8L et un moteur Atkinson à quatre cylindres à injection en ligne de 1.8L, associé à un système d’entraînement à deux génératrices alimenté par une batterie lithium-ion de 8,8 kWh. Le deuxième moteur générateur peut jouer le rôle d’un moteur de traction supplémentaire en mode tout électrique.

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Moteur à cycle Atkinson

Le cycle Atkinson est une méthode de combustion interne inventée en 1882 par l’ingénieur anglais James Atkinson. Son procédé thermodynamique est différent du cycle Otto classique utilisé par la plupart des moteurs à essence. 2 et de polluants (NOx, particules) réduits.

In May 2015, the company Mazda Motor Corporation signed an agreement with Toyota to form a ‘long-term partnership’, that would, among others, see Mazda supply Toyota with fuel-efficient SkyActiv gasoline and diesel engine technology, in exchange for hydrogen fuel cell systems.

Dans un véhicule hybride, la puissance « de pointe » plus faible du moteur à cycle d’Atkinson est compensée par un appoint de puissance par le moteur électrique. C’est le principe de base de la transmission des voitures hybrides à cycle d’Atkinson. Le ou les moteurs électriques peuvent être utilisés indépendamment ou en parallèle avec le moteur à cycle d’Atkinson afin d’obtenir la puissance et le couple désirés.

cycle thermodynamique d’Atkinson ?

L’expression « cycle d’Atkinson », fait référence au cycle thermodynamique d’Atkinson. Un cycle thermodynamique est un outil mathématique qui permet d’illustrer le fonctionnement d’un moteur. Le « cycle d’Otto » par exemple, est le cycle du moteur à essence.

Pour le cycle d’Atkinson ou d’Otto, le fonctionnement du moteur est similaire :

1/ Dans un premier temps, la soupape d’échappement se ferme, la soupape d’admission s’ouvre, le piston dans le haut du cylindre recule et aspire le mélange air-carburant, la pression dans la chambre de combustion demeure à environ une atmosphère.

Cette opération consomme de l’énergie.

2/ Au deuxième temps, la soupape d’admission se ferme, le piston repart vers le haut et comprime le mélange, la pression passe de une à 10 atmosphères, ce qui représente beaucoup de travail et consomme une grande quantité d’énergie.

La combustion se produit, et la pression passe de 10 à 100 atmosphères.

3/ Au troisième temps, le piston repart vers le bas, poussé par toute cette pression, la pression diminue jusqu’à 4 ou 5 atmosphères, et le moteur produit de l’énergie. Enfin, la soupape d’échappement s’ouvre, le piston repart vers le haut évacuant les gaz, la pression retombe à une atmosphère. Le moteur consomme de l’énergie. Et le cycle recommence.

Le rapport entre le volume de la chambre de combustion, quand le piston est au point mort bas, et le volume quand le piston est au point mort haut, se nomme taux de compression et, parfois, taux de détente. Il est représenté par un rapport de volume à volume, comme 10 (volume) à 1 (volume).

Le taux de compression donne une indication de l’énergie qui sera consommée pour comprimer le mélange au deuxième temps. Le taux de détente donne une indication de l’énergie qui sera générée par la détente de la pression des gaz après la combustion.

L’utilisation d’un vilebrequin impose un taux de détente égal au taux de compression, ordinairement entre 9 à 1 et 12 à 1 pour un moteur à essence.

Les moteurs diesel ont également un taux de compression et de détente égaux, mais plus élevés que celui des moteurs à essence, habituellement entre 14 à 1 et 22 à 1. Ce taux de compression supérieur est l’une des raisons qui expliquent l’économie supérieure du moteur diesel. Un moteur à essence ne peut pas dépasser un taux de compression de plus de 12 à 1 sous peine de s’exposer au phénomène de détonation. Le moteur diesel, quant à lui, ne peut pas avoir un taux de compression inférieur à 14 à 1 sous peine de ne pas être capable de produire une combustion.

M. Atkinson, en 1885 a inventé un moteur dont le taux de compression était inférieur au taux de détente.

Aujourd’hui, on obtient le même résultat que M. Atkinson quand, au deuxième temps, la soupape d’admission reste ouverte suffisamment longtemps pour laisser 20 à 30% du mélange ressortir de la chambre de combustion.

Ainsi l’énergie requise pour comprimer le mélange est 20% moins élevée, la pression finale avant la combustion, 20% plus basse, ce qui permet d’augmenter le taux de compression de 20% (13 à 1 dans le cas de la Toyota Prius à cycle d’Atkinson) sans risquer la détonation.

Le taux de compression plus élevé permet aussi d’extraire plus d’énergie de la pression générée par la combustion.

Consommant moins d’énergie de compression et produisant plus d’énergie de détente, le moteur est plus efficace, donc plus économique qu’un moteur à essence de même puissance. En contrepartie, comme 20% de moins de mélange est admis dans la chambre de combustion, un moteur à cycle d’Atkinson de même cylindrée qu’un moteur à essence produira 20% moins de puissance.

Extraits du post intitulé Qu’est-ce que le cycle Atkinson dans les moteurs des voitures hybrides ? via moto123.com

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Contrairement à sa prédécesseur, la Prius Prime est capable de fonctionner entièrement à l’électricité en mode EV, dans un plus grand nombre de situations. La technologie améliorée permet à la Prius Prime d’atteindre une puissance maximale de 68 kW (91 ch) à partir du système de moteur électrique en mode EV.

Elle a également permis à Toyota d’augmenter la vitesse maximale tout électrique de 100 km/h à 135 km/h, ce qui lui a permis d’atteindre une performance presque aussi élevée en mode électrique, et de dissiper les inquiétudes de la génération précédente, qui n’aurait pas assez de couple pour assurer la sécurité si le moteur à essence n’était pas entièrement hors du flux de puissance.

Toyota a amélioré la précision de l’assemblage des cellules de batterie en collaboration avec le fournisseur de batteries Panasonic.

Pour répondre aux exigences de la charge du pack plus grand, le chargeur embarqué a été porté à 3,3 kW, contre 2,2 kW dans le Prius Plug-in. La batterie lithium-ion peut être chargée en 5h à 120 volts, soit moins de la moitié du temps à 240 volts.

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…du HSD civil au TRS sport qui améliore le HSD civil qui améliore le TRS-H qui améliore le HSD…

Bien que la Toyota Prius soit en vente depuis 1997, la première indication que les technologies hybrides exclusives de Toyota pourraient être adaptées à la course automobile remonte au 12 mai 2005, date à laquelle Toyota Motor Corporation a déterminé qu’elle ‘consider the race activity that uses a hybrid system’.

A cette époque, les voitures de course avec des systèmes hybrides n’existaient pas et il n’y avait certainement pas de séries dédiées auxquelles participer. Les ingénieurs de Toyota ont donc commencé à mettre au point un système à deux puissances adaptable à différentes disciplines et acceptable pour les autorités du sport automobile.

Bien que similaire en principe à l’Hybrid Synergy Drive pour les voitures routières, le THS-R devrait être beaucoup plus axé sur la récupération de l’énergie de freinage afin de l’exploiter pour la puissance d’accélération.

Our mission in the development of the first-generation Prius was two-fold: build a car for the 21st century and transform the way Toyota makes cars.

Among the many issues facing the automotive world at the time, we anchored our efforts on the two key themes of environmental preservation and natural resource conservation. We did so because few automakers had ventured to address such immense issues and because we knew that someone would have to do it someday.

Developing a car without precedent required us to undergo many hardships, but my colleagues and I forged ahead determined to transform Toyota. In October 1997, Toyota launched the first-generation Prius under the banner « In time for the 21st century ».

– Takeshi Uchiyamada, Chief Engineer of the 1st-generation Prius

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Under the hood Toyota Hybrid System-Racing (THS-R)

Ce 2018 GR Super Sport Concept est alimenté par le bloc THS-R pour Toyota Hybrid System Racing, qui provient du TS050 Hybrid issu du prototype Le Mans, ou voiture de course d’endurance catégorie LMP1, qui court en Championnat du monde d’endurance FIA avec l’écurie officielle du constructeur Toyota, dénommée Toyota Gazoo Racing.

Sous cette carrosserie le concept GR HV Sports embarque un groupe moteur TFS-R dont la technologie hybride est dérivée de celle développée pour le prototype LMP1-H du Team Toyota Motortsport Gazoo Racing.

Le véhicule est de type Front Engine, Rear Drive, c’est à dire moteur placé à l’avant et propulsion arrière. Le système hybride est placé à l’arrière.

The hybrid battery is mounted near the center of vehicle. Installing the heavy battery in the center contributes to improved performance as a sports car.
Powered by THS-R (Toyota Hybrid System-Racing) that is infused with hybrid technology refined by the TS050 Hybrid.

Histoire de motorisations sportives THS-R

Bien que Toyota Prius soit en vente depuis 1997, Toyota Motor Corporation a décidé de « considérer l’activité de course qui utilise un système hybride » le 12 mai 2005, l’indication la plus ancienne que les technologies hybrides propriétaires de Toyota pourraient être adaptées aux courses.

À cette époque, les voitures de course avec des systèmes hybrides n’existaient pas et il n’y avait certainement aucune série dédiée dans laquelle participer. Ainsi, les ingénieurs de Toyota ont commencé à développer un système à double puissance adaptable aux différentes disciplines et serait acceptable pour les autorités du sport automobile.

Under the hood Toyota Hybrid System-Racing

Bien que similaire à celui de Hybrid Synergy Drive pour les voitures routières, THS-R devrait être beaucoup plus concentré sur la récupération de l’énergie de force de freinage afin de l’exploiter pour une puissance accélérée.

Quoi qu’il en soit de gagner la course Tokachi de 24 heures avec un véhicule hybride Toyota, les émotions de cette réussite ne se sont pas répandues plus loin que le marché intérieur au Japon. Toyota avait besoin d’un public plus vaste et international pour apprécier ses efforts dans la technologie de course hybride.

Le défi était donc de développer une voiture spécialement conçue pour revenir à un championnat international d’endurance et particulièrement important en termes de publicité mondiale. Disputer à nouveau dans les 24 Heures du Mans. Mais, afin de le faire de manière compétitive, le poids du système hybride devait être réduit. De 600kg à 100kg !

Les technologies pour y parvenir n’existaient tout simplement pas à l’époque. Ainsi, les ingénieurs de Toyota sont retournés au tableau de dessin, passant les années de 2008 à 2011 en évolution du système THS-R tôt, mais éprouvé par la course.

2012 Toyota Hybrid System-Racing

Toyota celebrated its comeback to the 24 Hours of Le Mans in the 2012 FIA World Endurance Championship, entering two units of the TS030 HYBRID in the top LMP1 category, which were equipped with a full-scale capacitor hybrid racing system.

In 2012, a remarkable debut season has delivered 3 victories in 6 races as well as 3 pole positions and 4 fastest laps to highlight the impressive performance of the TS030 HYBRID and its innovative TOYOTA HYBRID System – Racing (THS-R).

– Toyota Motorsport

Pour l’édition des 90ème 24 Heures du Mans, le protype Le Mans TS030 a été préparé par Toyota Motorsport.

Le groupe motopropulseur se compose d’un moteur à essence à aspiration normale de 530 ch, 3,4 litres, combiné avec un système hybride de 300 ch.

En cas de freinage, dans les zones de récupération hybrides désignées, le système récolte de l’énergie qui est transformée en électricité par l’unité génératrice du moteur (MGU pour Motor Generator Unit), située entre le moteur et la boîte de vitesses, dans le boîtier de la boîte de vitesses.

sa puissance est transmise via un onduleur DENSO, dans le dispositif de stockage NISSHINBO super condensateur, situé à côté du conducteur dans le poste de pilotage. Lorsque le pilote accélère, l’impulsion hybride est automatiquement délivrée pendant environ trois secondes, l’électricité passant du super condensateur, à travers l’onduleur et dans la MGU, ce qui ajoute de l’énergie à celle du moteur à essence et le transmet aux roues arrière.

2014 Toyota Hybrid System-Racing

Les règlements techniques révisés de la WEC pour la saison 2014 ont mis davantage l’accent sur l’économie de carburant, ce qui oblige les équipes à utiliser 25% moins de carburant. Mais les révisions ont également permis de libérer jusqu’à huit mégajoules d’énergie électrique et la possibilité d’installer des MGU sur chaque essieu pour améliorer les performances.

Bien que l’idée de déployer huit mégajoules soit sans aucun doute tentante, cela aurait signifié avoir un poids supplémentaire en termes de matériel. Au lieu de cela, les ingénieurs de Toyota ont décidé d’évoluer la configuration THS-R pour équilibrer soigneusement deux MGU (Motor Generator Unit), dont restauration de l’unité Aisin AW à l’essieu avant comme prévu, avec une sortie maximale de six mégajouls plus modeste. Cela s’ajoutait au potentiel de freinage amélioré et à l’alimentation d’un moteur V8 de 3,7 litres.

En combinant la sortie 480bhp du nouveau système hybride hybride à double condensateur à double moteur avec les 520bhp du nouveau moteur, le TS040 Hybrid a une puissance totale supérieure à 1000bhp, sans parler de la prise et de la stabilité des quatre roues motrices.

Après seulement trois ans dans le WEC, la technologie THS-R toujours améliorée au cœur de l’hybride TS040 a contribué à sécuriser le championnat du fabricant – un premier pour un fabricant japonais – ainsi que le championnat de pilotes lors de la saison 2014.

Toyota Racing WEC Toyota Hybrid System

Toyota Racing unveiled the new vehicle TS040 Hybrid on March 27 at the Paul Ricard High Tech Test Track. This video features an overview of the mechanisms behind the Toyota Hybrid System – Racing (THS-R), an advanced system deployed for the 2014 season.

2016 Toyota Hybrid System-Racing

Le nouveau TS050 Hybrid affiche le développement le plus important du concept THS-R après que Toyota a rejoint le championnat en 2012.

Le moteur à essence de nouvelle génération, conçu à nouveau par la Division de développement de l’unité de sport automobile au Centre technique Higashi-Fuji de Toyota au Japon, est un V6 2.4L avec injection directe. Mais il est également stimulé par des turbocompresseurs jumeaux et un puissant système hybride de huit mégajouls à partir d’une batterie lithium-ion haute puissance à la place de la configuration précédente du supercondensateur.

Comme auparavant, un MGU est prévu pour chaque essieu, le système avant relocalisé pour une meilleure circulation de l’air sous le plancher et pour fournir une transmission à quatre roues motrices électrique pour aider l’essieu arrière à double alimentation. Ce nouveau concept THS-R a apporté différentes exigences de refroidissement et package, y compris une transmission mise à jour pour gérer l’augmentation de couple du moteur turbo.

FIA WEC 2017 TOYOTA TS050 HYBRID: Why Hybrid?

To explore why TOYOTA GAZOO Racing is dedicated to competing in WEC, this video asks the questions, “Why do we compete? Why do we race? And why hybrids?” The answer: it all comes down to crafting ever-better hybrid vehicles for people around the world. TOYOTA GAZOO Racing is taking its hybrid technologies to the next level, subjecting team and technology to the extreme environment of the world’s most punishing endurance races and pressing for excellence.

GR : Born from Motorsports篇

BORN FROM MOTOR SPORTS. TOYOTA GAZOO Racingが生んだ スポーツカーブランド GR 始動。

Châssis Toyota GR Super Sport Concept

Les amortisseurs arrière à 4 voies contrôlent le mouvement de la suspension grâce à une biellette articulée, l’autre extrémité étant montée directement sur la coque en fibre de carbone.

Le châssis est équipé de roues BBS forgées de 18×13 pouces à verrouillage central et emballées dans des slicks Bridgestone Potenza 330/710R18 Bridgestone Potenza. Freins en céramique de carbone Akebono aux quatre coins (comme sur la Polestar next-gen et l’actuel hypercar 2012 McLaren P1 précurseur.

Design Toyota GR Super Sport Concept

La recherche d’efficacité est évidente tout se posant au plus près des composants mécaniques afin d’aller concurrencer les actuelles 2012 McLaren P1, 2013/2016 Ferrari LaFerrari / LaFerrari Aperta et 2014 Porsche 918 Spyder …et la 2018 Mercedes-AMG Project One ou la 2018 Valkyrie, qui celles-ci font de la F1 leur studio lab’ de R&D.

La carrosserie au ras du bitume et l’absence de lunette arrière du prototype confirment en tout cas que le Grand Tourisme ne fait pas partie du cahier des charges. La carrosserie diffère totalement de celle du prototype de course LMP1, sans « parêtre » adaptée à la route pour autant. C’est encore une fois l’aérodynamique qui prime, à tel point que ce concept Gazoo Racing Super Sport se montre sans des phares avant…

Comme un coucou inversé de l’Histoire du sport automobile à l’image de la spectaculaire GT-One de 1998, qui avait été homologuée pour la route, mais uniquement afin d’obtenir le droit de courir dans la catégorie GT1 qui se révélait alors idéale pour remporter les 24 Heures du Mans et qui se transformera en LMP1 en 1999.

Heritage Toyota TS020 GT-One Road Car

La Toyota ‘TS020’ GT-One Road Car est une supercar à moteur central homologuée pour la route et fabriquée par Toyota. La version route est basée sur la version course et a été construite pour des raisons d’homologation.

En 1997, Toyota décide de passer à la division FIA GT Championship basée sur la production, notamment en GT1. Etant donné qu’ils devaient le faire, ils ont été contraints de fabriquer une version de série en raison de la réglementation exigeant que le constructeur construise au moins deux modèles routiers fonctionnels de la même voiture. En 1998, la Toyota TS020 GT-One a été entièrement construite et prête à rouler.

La version route utilise la plupart des composants du véhicule de course, mais certaines pièces ont quelques petits changements pour la route.

Le moteur fut le même V8 de 3.6L à double turbocompresseur (bloc moteur essence nom de code R36V) et, comme la version course, développe 610 ch. à 6000 tr/min et 449 Nm de couple à 6000 tr/min.

Toute la puissance est livrée aux roues arrière par l’intermédiaire d’une boîte manuelle séquentielle à 6 rapports, ce qui rend la traction arrière de la voiture. La suspension est basée sur les composants de la version course, qui sont des doubles triangles avant et arrière indépendants, mais la hauteur de conduite est plus élevée, pour correspondre à la réglementation routière.

La voiture est capable de faire 0-60 mph en 3,2 secondes, 0-100 mph en 5,5 secondes. La vitesse maximale du GT-One est fixée à 380 km/h (!), bien que le turbocompresseur le propulse à environ 420 km/h.

La conception extérieure fut toujours la même que celle de la voiture de course, mais le spoiler arrière a été légèrement modifié pour répondre à la réglementation routière. L’intérieur, cependant, a été profondément changé.

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Une publication partagée par kaz.18 (@kzy.1987) le 3 Janv. 2018 à 6 :00 PST

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La construction de la carrosserie est la même avec fibre de carbone, pour garder la voiture légère et agile. Le matériau du bloc est également en fibre de carbone. Il en résulte un poids total de 900 kilogrammes.

Cependant, comme la voiture avait été installée avec des accessoires de la route (genre un système de climatisation de confort), le poids avait été augmenté de 20 kg, mais comme cette augmentation n’est pas très importante, c’est probablement en raison des besoins limités de la route qui ont été installés.

Le tableau de bord avant et le volant ont été simplifiés afin de respecter la réglementation. Le tableau de bord comprend les feux habituels qui apparaissent sur le tableau de bord. Le volant est fabriqué par Toyota Team Europe. La console centrale a également été simplifiée.

TOYOTA Le Mans 2018

Toyota Gazoo Racing a confirmé sa présence en Championnat du Monde d’Endurance dans le cadre de la « Super Saison » 2018 & 2019. Une confirmation alors que Porsche vient de livrer sa dernière bataille, et ne sera plus là pour défendre sa couronne, mais que la concurrence privée commence à apparaître. Va débuter dans quelques mois une grande saison inédite par bien des aspects. Avec l’arrêt du programme Porsche. Toyota restera seul dans la catégorie LMP1-H en 2018 et 2019.

TOYOTA GAZOO Racing Commits to Endurance Racing

TOYOTA GAZOO Racing participera à la « super saison » 2018-2019 du Championnat du Monde d’Endurance FIA (WEC), après avoir réaffirmé sa volonté de perfectionner la technologie des motorisations hybrides grâce à la course automobile. Suite à la publication du nouveau règlement de la catégorie LMP1 – à l’élaboration duquel Toyota a activement participé –, l’équipe est en mesure de confirmer l’engagement de ses prototypes TS050 HYBRID au moins pour la saison 2018-2019.

La participation de Toyota au WEC s’inscrit dans son objectif d’amélioration continue des modèles de série en général et des motorisations hybrides en particulier, lesquelles profitent d’un règlement qui offre aux constructeurs la liberté d’innover.

À titre d’exemple, la technologie fondamentale qui a permis d’abaisser de 35% la consommation d’essence des Toyota LMP1 depuis 2012 contribue à l’évolution permanente des modèles de route.

Outre l’aspect technique, le projet WEC concourt à la production de voitures « toujours meilleures » en approfondissant les connaissances et l’expérience des motoristes qui travaillent sur les modèles de série. Depuis le début du projet, certains d’entre eux ont été détachés auprès de l’écurie pour apprendre de nouveaux procédés et méthodes de travail, dans un environnement soumis à forte pression.

« More than 100 years have passed since the birth of the automobile. As we approach times of tremendous change represented by electrification, automation and other developments, I am strongly determined to make sure that cars will be fun for the next 100 years.

Since 2012, we have taken up the challenge of the FIA World Endurance Championship, including the Le Mans 24 Hours, with race cars equipped with hybrid technologies.

Of course, we have always approached this challenge with a desire to drive faster than any other car and to win. Yet our cars carried our desire for more than just that.

Not only did we want to heighten environmental performance in terms of fuel efficiency and such, we also had a very strong desire to create hybrid cars that made drivers feel that driving is fun, and that made them want to keep at it and want to let the cars keep on going.

This year, I went to Le Mans for the first time and heard people cheering for Toyota. I also heard many people saying that they would like to see Toyota come out with a hybrid sports car like our cars in the race.

I, too, would like us to produce just such a car, and I think it would be one that would help make cars fun for the next 100 years.

This year, our cars were extremely fast on the roads of Le Mans. But they were not able to combine speed with the strength needed to keep at it for 24 hours. While wanting to provide cars that our customers will want to ride in and drive, I keenly realized that we have a long way to go.

It is highly regrettable that our rival in honing technologies on the roads of Le Mans has left. Yet the World Endurance Championship, in which cars of different categories race at the same time, and particularly Le Mans, where the battle goes on for 24 hours, including on public roads, still represent the optimal proving ground for achieving the goal of making cars fun for the next 100 years.

The ever-better cars that Toyota pursues are honed and created via the extreme environment of motorsport. That is exactly why we will persistently engage in motorsport, without being swayed by the good and bad of economic times.

TOYOTA GAZOO Racing will continue to race in this competition again next season. And, from here on as well, so that we will be able to provide our customers with cars that are fun to drive and cars that they want to let keep on going, we will continue to build on our skills and technology gained thus far. We would be happy to receive everyone’s continued support. Thank you very much. »

– Akio Toyoda, President, TOYOTA Motor Corporation

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Source et images :
Toyota

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