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Hybrid mit V8-Motor
LS 600h - Das Maß für Innovation
Impressionen
"Als Resultat modernster Lexus Technologie und umfassender Erfahrung im Automobilbau steht der LS 600h für die konstante Weiterentwicklung des Luxus-Automobils an sich und dessen Anpassung an sich verändernde Lebensstile und Wertvorstellungen der Käufer. Er verkörpert ein Maß an Innovation, das einen Paradigmenwechsel im Luxus-Segment auslösen wird." OSAMU SADAKATA, Chef-Ingenieur des LEXUS LS 600h, ist mit Recht stolz auf sein jüngstes Produkt, mit dem Lexus auf dem Weg zum ultimativen Luxusauto einmal mehr dem Markenclaim: "Streben nach Vollendung" gefolgt ist.
Mit dem LS 600h präsentiert Lexus seine Hochleistungs-Hybridtechnologie erstmals im absoluten Spitzenmodell der Marke. Wie bei den Hybrid-Varianten der Lexus Modelle RX und GS steht die Zahl "600" im Typkürzel nicht für den tatsächlichen Hubraum des Verbrennungsmotors, sondern vielmehr für den Hubraum, den ein konventioneller Verbrennungsmotor haben müsste, um eine dem Hybridantrieb des LS entsprechende Leistung zu erzielen.
Der LS 600h ist der erste Vollhybrid auf V8-Basis. Er besitzt einen neuen, technisch sehr anspruchsvollen 5,0-Liter V8-Benzinmotor, einen kraftvollen, leistungsstarken Elektromotor, eine neu entwickelte Hochleistungsbatterie sowie eine elektronisch gesteuerte stufenlose Getriebeautomatik und permanenten Allradantrieb. Dem geringen Geräuschniveau und dem minimalen Vibrationsaufkommen des Hybridantriebs ist es zu verdanken, dass der LS 600h mit einer bislang selbst im Luxus-Segment unerreichten Laufkultur aufwartet. Dank dieses entscheidenden Beitrags zu seinem unvergleichlich geringen Innenraum-Geräuschniveau ist der LS 600h das wohl leiseste Luxusautomobil der Welt.
Der LS 600h kombiniert auf bisher unerreichte Weise Umweltverträglichkeit und Leistungsfähigkeit. Er verbindet die 290 kW/394 PS des 5,0-Liter-V8 mit einem Elektromotor von 165 kW/225 PS zu einer Systemleistung von 327 kW/445 PS. Das neue Triebwerk entwickelt zudem ein Drehmoment- Maximum von 520 Nm bei 4.000 U/min. Damit beschleunigt das Lexus Flaggschiff in ca. 6,3 Sekunden von 0 auf 100 km/h und erreicht eine elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit von 250 km/h. Ebenso beeindruckend ist das im mittleren Drehzahlbereich abrufbare Drehmoment, das vom kraftvollen Elektromotor bereitgestellt wird. Arbeitet dieser mit dem V8-Benziner zusammen, stehen bereits ab Leerlaufdrehzahl 300 Nm zur Verfügung. Die enorme Durchzugskraft ist besonders bei Überholmanövern von Vorteil – den Zwischenspurt von 80 auf 120 km/h erledigt der LS 600h in 4,3 Sekunden.
Zugleich weist der LS 600h den geringsten Kraftstoffverbrauch seiner Klasse auf. Im Durchschnitt genügen ihm 9,3 Liter auf 100 Kilometern, ein Wert auf dem Niveau eines herkömmlichen Sechszylinders im Segment. Dabei emittiert er lediglich 219 g/km CO2 und glänzt auch sonst durch außergewöhnlich geringe Schadstoffemissionen.
5,0-Liter V8-Motor
Der neue 5,0-Liter V8 wurde exklusiv für das Hybridsystem des LS 600h entwickelt. Er ist ein Musterbeispiel für mechanische Präzision und stellt zugleich den technologisch fortschrittlichsten Verbrennungsmotor dar, den Lexus Ingenieure je geschaffen haben. Der 4.969 ccm große V8 basiert auf dem 4,6-Liter Motor des LS 460 und verfügt bei gleicher Bohrung über einen um 6,5 Millimeter von 83,0 auf 89,5 Millimeter verlängerten Hub.
Das Zu- und Abschalten des Verbrennungsmotors zählt zu den typischen Funktionsweisen des Lexus Hybridantriebs. Um die Vibration beim Anlassen und Abschalten des Motors zu minimieren, werden die Öffnungszeiten der Einlassventile so weit wie möglich verlängert und damit die Kompression beim erneuten Anlaufen des Benzinmotors gesenkt. Unter allen Bedingungen sorgen die optimale Steuerung des VVT-iE sowie die synchronisierte Direkteinspritzung für eine weitere Senkung der Betriebsgeräusche.
Am Ende der Fertigung wird jedes Triebwerk einer ausführlichen Vibrationsprüfung unterzogen. Mit einem Stethoskop untersucht ein geübter Fachmann den laufenden Motor selbst auf noch so geringe abnorme Geräusche, um eventuell notwendige Feineinstellungen vorzunehmen und sicherzustellen, dass jedes 5,0-Liter Aggregat nicht nur die strengen technischen Spezifikationen erfüllt, sondern auch jene hervorragende Klangqualität besitzt, die dem Flaggschiff der Lexus Palette gerecht wird.
Das Hybridsystem
Neben dem neuen 5,0-Liter V8- Benziner umfasst das Hybridsystem des LS 600h einen kompakten, wassergekühlten Hochleistungs- Elektromotor mit Permanentmagneten, einen Generator, eine leistungsstarke Nickel-Metallhydrid- Batterie (Ni-MH) und eine Leistungsverzweigung via Planetengetriebe, das den Kraftfluss an die jeweiligen Betriebsbedingungen anpasst. Ein elektronisch gesteuertes Energie-Management sorgt für das intelligente Zusammenspiel aller Komponenten. Wie im GS 450h sind der Elektromotor samt Untersetzung, der Generator und das Planetengetriebe zur Leistungsverzweigung in einem kompakten Gehäuse von der Größe eines herkömmlichen Automatikgetriebes zusammengefasst. Dies stellt eine grundlegende Voraussetzung für die erfolgreiche Integration des ausgefeilten Hybridsystems in den Antriebsstrang einer Limousine mit längs eingebautem Frontmotor dar.
Elektromotor
Um das angestrebte Leistungspotenzial des LS 600h zu realisieren, war ein kompakter Elektromotor mit beispielloser Leistung erforderlich. Das wasser-/ölgekühlte Aggregat wird vom Energie-Management mit einer Betriebsspannung von 650 Volt versorgt, leistet 165 kW/224 PS und entwickelt ab der ersten Umdrehung 300 Newtonmeter Zugkraft. Trotz der gesteigerten Leistung ist das Aggregat nicht größer als der Elektromotor des GS 450h. Weil ein Elektromotor sein maximales Drehmoment bereits ab 0 U/min zur Verfügung stellt, eignet er sich hervorragend als Antriebsquelle. Im Ergebnis beschleunigt er den LS 600h kraftvoll und nahezu lautlos bereits aus dem Stand und stellt bei hoher Lastanforderung zusätzliche Leistungsreserven bereit. Auch der Generator ist ein wasser-/ölgekühlter Drehstrom- Synchronmotor. Er wird vom Verbrennungsmotor angetrieben und liefert seinen Ladestrom sowohl an den Elektromotor als auch an die Hybridbatterie.
Das Lexus Hybridsystem verfügt über eine leistungsstarke Nickel- Metallhydrid-Batterie (Ni-MH) mit 20 Modulen und einer Nennspannung von 288 Volt. Die Hybridbatterie ist oberhalb der Hinterachse untergebracht und wird bei einem Heckaufprall von einem stabilen Metallgehäuse geschützt. Die Hybridbatterie des LS 600h ist in ein neues Kühlsystem integriert, das auch die Klimaanlage der Limousine nutzt. Das System arbeitet hocheffizient und stellt unter allen Betriebsbedingungen die jeweils optimale Kühlung sicher. Bei geringen Lade- und Entladeströmen erwärmt sich die Batterie nur mäßig. In diesem Fall fördert ein Gebläse Kühlluft aus dem Fahrzeuginnenraum. Bei hoher Last hingegen wird das System unmittelbar von der Klimaanlage im Fond des LS 600h versorgt. Dank der hohen Effizienz des Kühlsystems konnte die Kapazität und damit Dimension und Gewicht der Hybridbatterie reduziert werden.
Das Energie-Management übernimmt eine Inverter/Konverter-Einheit, welche die Batteriespannung von 288 auf 650 Volt erhöht und den Gleichstrom in Drehstrom wandelt, um den Elektromotor anzutreiben. Die zur Steuerung notwendigen Informationen erhält die Einheit vom Antriebs-Management des Hybridsystems.
Eine Schlüsselkomponente stellt das Hybridgetriebe des LS 600h dar. Über einen Planetensatz wird der Kraftfluss zwischen Verbrennungsmotor, Antriebsrädern und Generator auf zwei Wege verteilt. Auf diese Weise kann die Leistung des Verbrennungsmotors variabel sowohl auf die Räder (mechanischer Antrieb mit Unterstützung des Elektromotors) als auch auf den Generator (Erzeugung elektrischer Energie) übertragen werden. So ist das Planetengetriebe in der Lage, jede gewünschte Leistungsverzweigung des Lexus Hybridantriebs umzusetzen. Ein wichtiger Bestandteil dieses Antriebsstrangs ist ein zweites Planetengetriebe, das eine geschwindigkeitsabhängige, zweistufige Untersetzung zwischen Elektro- und Verbrennungsmotor realisiert. Auf diese Weise konnten die Ingenieure eine wesentlich größere Übersetzung und damit eine noch effektivere Nutzung der Drehmomente erzielen. Auch der zweite Planetensatz ist im Hybridgetriebe untergebracht.
Eine Hydraulik-Einheit, die ebenfalls im Hybridgetriebe des LS 600h integriert ist, steuert den Wechsel zwischen kurzer (3,900 : 1) und langer (1,900 : 1) Untersetzung vollautomatisch. Dabei werden Drehmoment und Drehzahl des Elektromotors über einen breiten Geschwindigkeitsbereich bis hin zum Spitzentempo von 250 km/h optimiert. Im normalen Beschleunigungsmodus erfolgt der für Fahrer und Passagiere kaum spürbare Wechsel bei etwa 85 km/h, in einer Verzögerungsphase wird die kürzere Übersetzung bei circa 50 km/h aktiviert. Bei niedrigen Geschwindigkeiten bewirkt die zweistufige Untersetzung eine Erhöhung des Antriebsdrehmoments und damit ein gesteigertes Spurtvermögen, bei höheren Geschwindigkeiten sinken Drehzahlund Geräuschniveau.
Das Bindeglied zwischen der fortschrittlichen Hybrid-Technologie und dem permanenten Allradantrieb des LS 600h ist sein elektronisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe. Das Steuergerät des Lexus Hybridsystems regelt sowohl die Drehzahlen des Verbrennungsmotors als auch die des Elektromotors, während das Getriebe die entsprechenden Übersetzungsverhältnisse realisiert. Im Ergebnis wartet die große Limousine mit einer völlig ruckfreien, linearen Beschleunigung auf.
Über einen Schalter in der Mittelkonsole erlaubt das neue Getriebe die Wahl zwischen drei verschiedenen Fahr-Modi: Im Hybrid- Modus sorgt das elektronische Management für eine optimale Balance zwischen Leistung und Traktion, im Power-Modus reagiert der Hybridantrieb sehr spontan auf die Gasbefehle des Fahrers, und im Snow-Modus gewährleistet das System die höchstmögliche Traktion bei glatter Fahrbahn.
Der Lexus LS 600h verfügt über den weltweit ersten permanenten, mechanischen Allrad-Hybridantrieb. Das System setzt auf eine Konfiguration mit drei Differenzialen. Die Antriebskraft wird im Normalfall mechanisch im Verhältnis 40:60 zwischen Vorderund Hinterachse verteilt, die Aufteilung kann jedoch je nach Fahrsituation zwischen 30:70 und 50:50 variieren.
Sustainable Development Goals (SDG) - Ziele für nachhaltige Entwicklung
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