Тойота приус гибрид как работает: Как работает гибрид Toyota — Автоцентр.ua

Как работает гибрид Toyota — Автоцентр.ua

Гибрид модели Toyota Prius за три ее поколения успели настолько усовершенствовать, что сегодня этот силовой агрегат можно встретить и в ряде более популярных массовых моделях Toyota. Так в чем же конструктивные ноу-хау тойотовского гибрида?

Гибридный силовой агрегат Toyota включает в себя ДВС, два электромотора и планетарный механизм.

Конструкция

Гибридная силовая установка Toyota Prius представляет собой последовательно-параллельную конструкцию (комбинированная), в которой крутящий момент на колеса может передаваться от двигателя внутреннего сгорания напрямую и от тягового электромотора в любых пропорциях. Для реализации работы по такой схеме в конструкцию силовой установки был внедрен, так называемый, делитель мощности. Это планетарный механизм с четырьмя шестернями-сателлитами. К наружной шестерне этого механизма подключен тяговый электродвигатель. Так же она непосредственно связана с главной передачей, которая передает крутящий момент к межколесному дифференциалу и далее на колеса. Четыре сателлита в этой конструкции подключены к двигателю внутреннего сгорания, т.е. их оси вращаются вокруг оси центральной солнечной шестерни. Последняя, в свою очередь, связана с управляющим мотор-генератором. Чтобы понять, как эта конструкция работает, следует по отдельности рассмотреть режимы ее работы.

Расположение основных и вспомогательных элементов гибридной силовой установки Toyota Prius.

Общий принцип работы

Начальный разгон машине обеспечивает тяговый электромотор-генератор MG2. Он вращает внешнюю шестерню планетарной передачи, через которую момент передается на колеса. Когда мощности тягового электромотора становится недостаточно, в работу вступает бензиновый двигатель. При этом он работает в самом экономичном режиме. Вращая шестерни сателлиты, приводятся в действие как наружная шестерня, так и внутренняя, солнечная, которой управляет мотор-генератор MG1. И именно от поведения MG1 зависит на сколько усилие ДВС передастся на колеса, иными словами это называется «формирование передаточного числа трансмиссии».

Очень гибкое распределение крутящего момента в гибридной силовой установке Toyota обеспечивает планетарный механизм.

Так же MG1 отвечает за подзарядку батареи в любом режиме (даже стоя на месте) и за запуск двигателя, что делает систему очень гибкой, вне зависимости от режима эксплуатации. Благодаря этому инженерам Toyota удалось получить универсальную систему распределения крутящего момента, которая максимально оптимально распределяет энергию, полученную при сгорании топлива в ДВС. Эта система так же обладает уникальной механической надежностью, поскольку управление крутящим моментом происходит по проводам, минуя традиционное множество сложнейших механических и гидравлических узлов.

ДВС

Делая эко-мобиль с очень умной силовой установкой инженеры Toyota серьезно подошли и к выбору двигателя внутреннего сгорания. Он, как и в целом автомобиль, разработан для максимальной экономии топлива. А так как эта характеристика напрямую зависит от коэффициента полезного действия мотора, т.е. от эффективности использования теплоты сгораемого топлива, было принято решение создавать ДВС, работающие по циклу Аткинсона. В данном моторе, в отличии от двигателей, работающих по циклу Отто, сжатие начинается не в начале хода поршня вверх, а чуть позже, поэтому часть топливо-воздушной смеси выталкивается обратно во впускной коллектор. Благодаря этому удается увеличить рабочий ход, чем увеличивают время использования энергии давления расширяющихся газов, т.е. повышают КПД мотора с соответствующим снижением расхода топлива. Цикл Аткинсона в гибридах более актуален по причине работы ДВС в данной конструкции в более узком диапазоне оборотов.

Во время торможения один из электродвигателей начинает работать в режиме генератора, подзаряжая АКБ.

В последнем 4-м поколении Toyota Prius используется 1,8-литровый бензиновый двигатель, мощностью 98 л.с.. В Toyota Yaris Hybrid применен 1,5-литровый двигатель, мощностью 75 л.с., в модели Auris – 1,8-литровый 99-сильный ДВС, и в последней новинке Toyota RAV4 Hybrid использован 2,5-литровый ДВС мощностью 155 л.с. Суммарная мощность силовых установок этих гибридов составляет, соответственно, 122 л.с., 100 л.с., 136 л.с., 197 л.с.

Стоит отметить, что инженеры Toyota продолжают совершенствовать конструкцию ДВС, работающего по циклу Аткинсона. На данный момент уже выпускаются моторы с тепловым КПД (коэффициент полезного действия), который достигает 40%. Ранее этот показатель для данных моторов составлял 38 %, а для ДВС, работающих по циклу Отто – еще меньше. Более высокий коэффициент полезного действия означает более эффективное использование тепла, выделяемого при сгорании топлива. Соответственно, удельная мощность и экономичность новых гибридных агрегатов Toyota  стали еще выше.

Кстати, понятие «холостого хода двигателя» у гибридов Тойота отсутствует. Если блок управления запустил мотор, это означает что: либо заряжается батарея, либо прогревается ДВС, либо обогревается салон, либо автомобиль движется.

Электромоторы

В конструкции гибридной силовой установки Toyota используется два электромотора – управляющий мотор-генератор (MG1) и тяговый мотор-генератор (MG2). Мощность тягового электромотора:

Yaris Hybrid – 45 кВт, 169 Нм;

Auris Hybrid – 60 кВт, 207 Нм;

Prius – 56 кВт, 163 Нм;

RAV4 Hybrid – 105 кВт, 270 Нм; задний электромотор – 50 кВт, 139 Нм;

Кстати, управляющий мотор-генератор в данной конструкции выполняет и функцию стартера. Это позволило исключить из конструкции ДВС классический стартер, которые в случае с ДВС, работающими по циклу Аткинсона не могут запускаться на низких оборотах (у обычных ДВС Отто – 250 об/мин). Данный агрегат для запуска нужно «раскрутить» до оборотов не менее 1000, что и делает управляющий мотор-генератор.

Электроника

За обеспечение работы гибридной силовой установки Toyota отвечают еще ряд систем. Это преобразователь напряжения (инвертор), 520В / 600В / 650В. В него входит бустер, инвертор преобразователь постоянного тока в постоянный ток 14 вольт (для питания бортовой сети, DC/DC) и жидкостная система охлаждения. Последняя нужна для создания наиболее благоприятных условий работы электроники. Она работает с наибольшей производительностью и наименьшими потерями при комнатной температуре (порядка 20 градусов Цельсия). Поскольку инвертор оборудован мощными каскадами транзисторов – они требуют быстрого отвода тепла. Этого же требуют и электромоторы в трансмиссии. Для этого к инвертору и трансмиссии подведена жидкостная система охлаждения, температурный диапазон которой гораздо ниже, чем нормальный температурный диапазон двигателя внутреннего сгорания.

Аккумуляторы

На борту гибридов Toyota установлено два типа аккумуляторных батарей. Одна основная никель-металл-гидридная, которая в разных моделях может иметь разную характеристику:

Yaris Hybrid – 120 ячеек, напряжение – 144 В, емкость – 6,5 А/ч;

Auris Hybrid – 168 ячеек, напряжение – 201,6 В, емкость – 6,5 А/ч;

Prius – 168 ячеек, напряжение – 201,6 В, емкость – 6,5 А/ч;

RAV4 Hybrid – 204 ячейки, напряжение – 244,8 В, емкость – 6,5 А/ч;

Батарея имеет собственную систему охлаждения.

У подзаряжаемых гибридов (имеется ввиду Prius PHV) применяется литий-ионная батарея на 95 ячеек с напряжением 351,5 вольт и емкостью 25 А*ч и вспомогательная на 12 вольт (35 А/ч, 45 А/ч, 51 А/ч).

 

Принцип работы Приус: планетарная коробка, электромотор, гибрид

Автор Михаил На чтение 6 мин Опубликовано 29.04.2019 Обновлено 04.11.2020

Японские конструкторы смогли разработать гибридный агрегат для моделей Toyota Prius, использующий полезную работу трех двигателей. Они функционируют благодаря одноосному редуктору. Рассмотрим принцип работы и устройство гибридного двигателя Тойота Приус.

Из чего состоит гибридный двигатель Тойота Приус?

Для того чтобы разобраться, как работает гибридный Тойота Приус, понадобится ознакомиться с базовыми компонентами установки. Она включает в себя бензиновый мотор и два мотор-генератора.

ДВС

2ZR-FXE устанавливают на Приус с кузова XV30

Принцип действия ДВС основан на использовании цикла Аткинсона. В качестве топлива допускается использовать бензин марок АИ-92 и АИ-95. Силовой агрегат отличается сниженным уровнем токсичности, экономичным расходом и высоким коэффициентом полезного действия. Функционал планетарной передачи позволяет передавать вращательный момент на колеса автомобиля, а также обеспечивать работу мотор-генератора. Это способствует выработке электрической энергии для поддержания заряда аккумуляторной батареи, функционирования климатической установки и других электроприборов.

Мотор-генератор №1 и №2

Первый предназначен для запуска ДВС, выступая в роли классического стартера. Также он обеспечивает работу мотор генератора №2, при снижении заряда АКБ. Еще одной функцией электродвигателя №1 является выработка электрической энергии для передачи заряда аккумуляторной батареи.

Планетарная коробка и электромоторы Приус (слева XW20, справа XW30)

Второй мотор-генератор обеспечивает непосредственную передачу вращательного момента на колеса, беря энергию из ВВБ.

Принцип работы электромоторов Тойота Приус основан на взаимодействии электромагнитных полей. Для этого используются мощные неодимовые магниты в роторе. Обмотка статора состоит из медных проводников. Оборудование может работать в двух режимах:

Генераторный – происходит выдача трехфазного переменного напряжения с выводов статора. Оно преобразуется в постоянное, за счет применения конвертора. В дальнейшем выработанная энергия направляется на поддержание работы электрооборудования и заряд АКБ;

Двигательный – мотор-генератор получает трехфазное питание на обмотку статора, далее начинает вращаться ротор. Это происходит за счет взаимодействия магнитных полей. В результате получается кинетическая энергия.

Планетарная «коробка передач»

Сложная конструкция планетарного механизма обеспечивает качественное функционирование гибридной установки. Редуктор разработан таким образом, чтобы подключать бензиновую установку исключительно для обеспечения работы генератора или вращения колес. При этом последний режим используется только при наборе оптимального числа оборотов 2ZR-FXE. Указанный показатель находится на уровне от 2000 об/мин.

Принцип распределения работы моторов Тойота Приус гибрид, благодаря конструкции планетарного механизма, выглядит следующим образом:

• передвижение машины на низких скоростях осуществляется на электротяге;
• для обеспечения набора скорости и ее поддержания используется дополнительная энергия от генератора, который двигается с помощью ДВС.

При этом главной чертой планетарного устройства является отсутствие непосредственной связи между бензиновым агрегатом и приводом колес.

Описание режимов работы гибридной силовой установки

Заряжаемый Prius Prime

В указанном разделе рассмотрим, как работает гибридная установка Тойота Приус в различных режимах. Среди них:

начало перемещения с запуском ДВС;

старт на электротяге и движение на высокой скорости;

запуск 2ZR-FXE на ходу;

задний ход.

Начало движения с запуском ДВС

Приус 10

Данный режим используется при недостаточном заряде АКБ для старта с места Тойота Приус. В этом случае гибрид работает следующим образом:

• За счет действия мотор генератора №1 осуществляется вращение планетарного механизма, который запускает двигатель внутреннего сгорания;
• Силовой агрегат внутреннего сгорания начинает разгонять мотор-генератор №1, что сопровождается переходом последнего в генераторный режим. Далее происходит выработка требуемого количества электрической энергии для заряда АКБ и обеспечения работы второго мотор генератора;
• 2ZR-FXEможет работать исключительно для обеспечения работы первого мотор генератора и поддержания требуемого напряжения в электрической сети Тойота Приус.

Старт на электротяге и езда на высокой скорости

Электротяга гибридной установки Toyota Prius работает при старте машины с места в следующей последовательности:

• Езда начинается при заглушенном бензиновом агрегате;
• Электродвигатель №2 приводит в движение колеса и электромотор №1 через шестеренчатую передачу планетарного механизма. Указанный процесс обеспечивается запасенной энергией аккумуляторной батареи. При этом происходит преобразование напряжения из постоянного в переменное.

Для обеспечения движения Приус на высокой скорости, когда достигаются допустимые обороты электродвигателя №1, используется следующий принцип:

• Мотор-генератор №2 посредством шестерен переключается на вращение первого с кратностью 2.6;
• Это обеспечивает уменьшение скорости вращения электромотора №1 в 2.6 раз, по отношению ко второму. Максимально допустимое число оборотов для первого электродвигателя составляет шесть тысяч, набираемых при скорости в 64 км/ч.

Запуск ДВС на ходу

Принцип работы гибрида Тойота Приус с запуском 2ZR-FXE в процессе движения выглядит следующим образом:

• Бензиновый силовой агрегат включается в момент остановки мотор генератора №1, который тормозится за счет изменения направления электромагнитного потока в противоположную сторону относительно вращения ротора. При этом запуск мотра происходит благодаря снятию вращающегося момента с колес автомобиля;
• После набора оборотов двигателем внутреннего сгорания, происходит совпадение направлений вращения всех агрегатов гибридной установки. При равенстве числа оборотов будет наблюдаться равномерное распределение сил на вращение колес;
• При увеличении оборотов ДВС, в сравнении с электромотором №2, будет наблюдаться рост вырабатываемой электроэнергии мотор генератором №1. Она распределяется на зарядку АКБ и поддержание дальнейшего движения, за счет передачи энергии на электродвигатель №2.

Из указанного режима функционирования гибрида можно четко проследить, что мотор напрямую не соединен с колесным приводом. Он передает энергию на вращение колес только при равенстве числа оборотов колес и оси двигателя. Базовая задача бензинового агрегата — функционирования электрогенератора. Это позволяет поддерживать требуемую емкость аккумуляторной батареи.

Задний ход

Prius Prime

За езду автомобиля Тойота Приус задним ходом отвечает мотор-генератор №1. В момент заглушенной установки внутреннего сгорания, первый электромотор переходит в двигательный режим. Это сопровождается противоположным вращением относительно мотор-генератора №2. При этом планетарная ось фиксируется на месте, а вращающий момент с первого электродвигателя передается ко второму, посредством шестеренчатой передачи планетарного механизма. Происходит вращение электромотора №2 в обратную сторону, что сопровождается движением автомобиля задним ходом.

При запущенном бензиновом агрегате, для передвижения задним ходом необходимо увеличить число оборотов электродвигателя №1 относительно двигателя внутреннего сгорания.

Заключение

Конструкция гибрида Toyota Prius позволяет получить экономию топлива за счет следующих факторов:

• Автоматический пуск и остановка бензомотора в требуемые моменты, с использованием цикла Аткинсона для его функционирования;
• Сбор энергии рекуперации при торможении;
• Эффективная нагрузка бензинового силового агрегата благодаря монтажу электромеханического вариатора;
• Отличная аэродинамика.

Видео

Как устроены гибридные автомобили — ДРАЙВ

Гибридная силовая установка сочетает двигатель внутреннего сгорания и электромотор, что обеспечивает меньший расход топлива и снижает токсичность выхлопных газов. Однако чем экономичнее гибридный автомобиль, тем более ёмкие аккумуляторы ему требуются и, следовательно, тем выше его цена.

В зависимости от того, какую роль в силовой установке играет электромотор, гибриды делятся на умеренные (mild hybrids) и полные (full hybrids). У первых электромотор служит помощником двигателю внутреннего сгорания, как, например, у хэтчбека Honda Insight. Вторые способны проехать некоторое расстояние на одной электротяге, как Lexus RX 400h. Есть ещё якобы микрогибриды — придуманный маркетологами термин для рекламы системы start/stop. Но последняя по сути — генератор с расширенными функциями. А мы говорим о схемах, где электродвигатели передают крутящий момент на колёса.

В 1997 году на японском рынке дебютировал первый гибрид — Toyota Prius (вверху). А в 1999-м фирма Honda представила американцам свой Insight.

Последовательная гибридная схема

Существует также три основные схемы устройства гибридных силовых установок: последовательная, параллельная и смешанная. Последовательная гибридная схема появилась первой (её придумал в 1899 году сам Фердинанд Порше), но в легковых автомобилях распространена меньше. По ней, например, построены силовые агрегаты карьерных самосвалов, некоторых автобусов и локомотивов. В последовательной схеме колёса приводит в движение электромотор, а малолитражный ДВС крутит генератор, вырабатывающий электроэнергию. Тут отсутствует необходимость в коробке передач и мощном двигателе внутреннего сгорания. Зато требуются аккумуляторы, как правило, никель-металлогидридные, большой ёмкости.

Chevrolet Volt построен по последовательной схеме. Его ещё называют электромобилем с увеличенным запасом хода. На электротяге автомобиль делает бросок длиной 64 км. А при использовании вспомогательного турбомотора, заряжающего батареи, пробег на одной заправке может превышать 1024 км.

Параллельная гибридная схема

Самая распространённая сейчас схема — параллельная. Она запатентована ещё в 1905 году немцем Генри Пипером. Ей отвечают почти все умеренные гибриды. Они оснащаются мощным электромотором (10–15 кВт), который помогает двигателю внутреннего сгорания при разгоне, а при торможении запасает рекуперативную энергию. В качестве трансмиссии, как правило, используются вариатор или планетарная передача.

Хондовская гибиридная силовая установка IMA (Integrated Motor Assist) — пример параллельной схемы: на коленчатом валу двигателя вместо маховика размещён компактный электромотор-генератор.

Один из последних образцов параллельной схемы — гибридная силовая установка седана BMW ActiveHybrid 7.

Параллельные гибриды могут быть не только умеренными, но и полными, как, например, Audi Duo (1998). Эта модель могла проехать 50 км только на электромоторе, приводящем в движение задние колёса.

Но компания Honda нашла возможным оснастить своё бензоэлектрическое купе CR-Z шестиступенчатой «механикой». В качестве источника питания используются литиево-ионные или литиево-полимерные аккумуляторы. Умеренные гибриды не требуют ёмких батарей на борту, благодаря чему доступны по цене. Однако некоторые автопроизводители присматриваются к дорогущим суперконденсаторам, которые способны кратковременно отдавать ток очень высокой мощности.

Последовательно-параллельная гибридная схема

Распространены также смешанные, или, как их ещё называют, последовательно-параллельные гибриды. Классические представители этого семейства — хэтчбек Toyota Prius и Лексусы с индексом h, оснащённые фирменным «синергитическим» приводом HSD (Hybrid Synergy Drive). Чтобы объяснить принцип его работы мы приводим ниже наглядную демонстрацию.

Благодаря планетарной передаче и возникает синергия — взаимодействие двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Тут ДВС крутит колёса в паре с электромотором, одновременно вращая генератор. В традиционной коробке передач нет необходимости: электроника регулирует обороты моторов и генератора, превращая такую систему в бесступенчатую трансмиссию ECVT.

У BMW Active Hybrid X6 с бесступенчатой коробкой передач ECVT с несколькими планетарными рядами два электромотора. Один работает на малых скоростях. А другой запускает ДВС и затем служит генератором. Полноприводная трансмиссия xDrive сохранена. А вот у гибридного кроссовера Lexus RX 450h за привод на задние колёса отвечает дополнительный электромотор. Новое поколение Тойоты Prius научилось бегать на одной электротяге, правда, недалеко — всего два километра. Кроме того, в компании работают над подзаряжаемой plug in версией гибрида с литиево-ионными батареями вместо никель-металлогидридных и увеличенным до 20 км пробегом на батареях.

Большинство двигателей, установленных на гибридах, — бензиновые. Многие работают по циклу Аткинсона с более коротким тактом сжатия и более эффективным рабочим процессом. Это обеспечивает лучшие экологические и экономические показатели. Распространение, казалось бы, более экономичных дизельэлектрических силовых установок сдерживает прежде всего то, что большинство гибридов продаются в не знакомой с дизелем Америке. Кроме того, дизельный мотор дороже бензинового, а это лишь увеличивает немалую цену гибрида.

Особенности гибридных автомобилей

Подключаемые гибриды — главный автомобильный тренд последних лет. На рынке их уже немало, причём подзаряжаемым может быть гибрид любой конструкции: и последовательный, и параллельный, и гибрид смешанного типа — тяговая батарея ведь есть у всех. Примеры: Toyota Prius PHV и Prius Prime, Mitsubishi Outlander PHEV, Ford Fusion Energi, Hyundai Ioniq, Chevrolet Volt, Volvo V60, Audi e-tron, Chrysler Pacifica, Range Rover PHEV и другие. Даже китайские автопроизводители уже делают свои версии Plug-in-гибридов. Дело не только в экономии топлива и экологичности: производителям машин важно быть в авангарде современных технологий.

В будущем PHEV-гибриды, как и электрокары, избавятся от зарядных проводов. Уже сейчас есть мелкосерийные автомобили, способные заряжать батарею силовой установки на специальных индукционных парковочных местах, по аналогии с беспроводной зарядкой смартфонов. Вот только инфраструктура городов пока не поспевает за прогрессом транспорта.

Умеренный «мягкий» гибрид (Mild Hybrid)

Наверняка вы встречали автомобили в комплектации Mild Hybrid — в народе их нарекли мягким гибридом, хотя правильнее назвать такую силовую установку «умеренным гибридом». Что же такое Mild Hybrid, и насколько он «мягок»?

Mild Hybrid — это «зародыш» гибрида: стандартный автомобиль, озеленённый энергосберегающими технологиями. За красивым гибридным термином скрывается знакомая многим система «Старт-стоп», глушащая двигатель во время остановок, но чуть более продвинутая. ДВС Mild-гибрида снабжен специальным мотор-генератором; во время движения он работает как стандартный генератор, вырабатывая ток. Когда машина останавливается и система Start-Stop глушит двигатель, мотор-генератор вступает в дело, обеспечивая работу всех систем автомобиля: электрики, отопителя, кондиционера… Водитель даже не замечает, что двигатель заглушен. При нажатии на газ двигатель моментально заводится непосредственно от мотор-генератора и автомобиль трогается.

Трансмиссия гибрида Toyota Prius – конструктивные отличия и особенности – Akpp Wiki

Японский седан Toyota Prius стал первым массовым гибридным автомобилем, который движется как за счет работы бензинового двигателя, так и за счет электрического мотора. За оригинальность и новшество получил множество разных престижных наград. Большая часть из них, конечно же, касается веского вклада в экологичность и сохранение окружающей среды. Основным двигателем автомобиля считается бензиновый силовой агрегат, работающий за счет сгорания топливно-воздушной смеси. Мотор работает по циклу Аткинсона.

Его основные достоинства – невысокий уровень расхода, высокий КПД и крайне низкий уровень токсичности выхлопных газов. Силовой агрегат способен не только передавать усилие на колеса транспортного средства, но и крутить мотор-генератор, так будет вырабатываться необходимое электричество. Вырабатываемое электричество аккумулируется в батареях и расходуется электроприборами. Но больший интерес все-таки представляет планетарная коробка передач, отличающаяся некоторыми особенностями.

Особенность работы привода

Бензиновый движок может лишь частично помогать колесам вращаться на оптимальных оборотах и на определенном скоростном режиме. Особенность работы мотора по циклу Аткинсона состоит в том, что он практически не отдает момент на низких оборотах. Он работает оптимально во время движения по трассе, когда двигатель раскручивается до 2000 оборотов и выше. Таким образом, наиболее важное предназначение ДВС – крутить генератор, который в свою очередь вырабатывает электроэнергию.

Если машина движется по пробкам и с небольшой скоростью, усилие на колеса поступает от основного электромотора. То есть, имеем дело с последовательно-параллельной гибридной системой THS, включающей преимущества от двух одноименных системы. Самое главное, что переход из последовательного в параллельный режим при выезде из города на трассу водителем остается незамеченным.

Планетарный механизм: конструкция

В трансмиссии гибрида отсутствуют органы управления, включая муфты, синхронизаторы, гидравлику и фрикционы. Это своеобразный «электрический вариатор», в котором скорость вращения изменяется не за счет клиновидного ремня, а путем суммирования мощности ДВС и двух электромоторов через планетарный редуктор.

Планетарный шестеренчатый механизм состоит из следующих частей:

• круговая шестерня – внешнее основное кольцо;
• центральная шестерня – она же солнечная шестерня, расположенная в центре механизма;
• планетарная шестерня – находится на планетарной оси, вращающейся вокруг центральной (солнечной) шестерни, по такому же принципу вращаются и планетарные шестерни.

Электродвигатель, работающий в качестве генератора (он же мотор-генератор номер один), также может работать в качестве стартера, напрямую соединен с солнечной шестерней. Второй электродвигатель (мотор-генератор номер два) напрямую соединен с основным кольцом, соответственно и с колесами. ДВС подключен к планетарной оси с шестернями. Получаем, что редуктор связывают между собой три компонента (ДВС и мотор-генераторы), отсюда он получил еще одно название – устройство распределения мощности или Power Split Device. Специалисты обычно говорят, что Toyota Prius получил бесступенчато-регулируемую трансмиссию. Коробка передач работает точно так же, как и обычная КПП, за тем исключением, что передаточное отношение может меняться беспрерывно и плавно.

Отличия трансмиссии гибрида от других коробок передач

Дифференциал, оси, колеса гибрида – вполне обычные. Дифференциал традиционно позволяет вращаться с одинаковой скоростью внутренним и внешним колесам во время вхождения транспортного средства в поворот. За счет осей крутящий момент передается от дифференциала до ступицы колеса. Предусмотрено специальное сочленение, позволяющее колесам двигаться вслед за подвеской – вверх или вниз.

Чего нет в трансмиссии Toyota Prius, что есть практически в каждом другом автомобиле?

1. Отсутствует ступенчатая коробка передач.
2. Нет сцепления или гидротрансформатора. Колеса автомобиля всегда жестко соединены с ДВС и электромоторами.
3. Отсутствует стартер. Бензиновый двигатель заводится посредством мотор-генератора один (MG1) через специальные шестерни устройства распределения мощности.

Конструктивно гибрид получился не сложней обычного автомобиля с бензиновым мотором. Основную загадку для большинства автолюбителей представляют разве что мотор-генераторы и PSD – устройство распределения мощности. Но, как показала практика, они более надежны и выносливы, чем некоторые составные части трансмиссии, которые были убраны. Также автомобиль лишился некоторых узлов, к примеру, обычного генератора переменного тока, обязанности которого взяли на себя электромоторы, вырабатывающие ток в случае необходимости.

Обслуживание коробки передач

Многих автовладельцев интересует вопрос обслуживания трансмиссии гибрида. В Toyota Prius также необходимо менять трансмиссионное масло. Для замены смазочного материала в 20-м кузове нужно просто открутить сливную пробку, дождаться, когда отработанная техническая жидкость вытечет, после чего залить свежее масло. Ничего необычного и сложного. Гораздо сложней менять масло самостоятельно в авто 10 и 11-го кузова. Основная проблема – необычная конструкция поддона. То есть, открутив сливную пробку, можно слить только часть старого масла.

Примерно 300 мл отработанного самого грязного материала (продукты износа, остатки герметика) остаются в поддоне. Правильная смена трансмиссионной жидкости в таком случае должна начинаться со снятия поддона и слития оттуда материала с последующей промывкой. С одной стороны – лишняя дополнительная работа, с другой стороны – возможность выполнить диагностику и оценить состояние коробки передач. Чего не хотел бы увидеть ни один автомобилист – бронзовую стружку на дне поддона. Это верный сигнал, что трансмиссии автомобиля осталось работать недолго и грядет скорый ремонт.

Заключение

Гибрид Toyota Prius – своеобразный и интересный автомобиль, отличающийся экономичностью и мизерным расходом топлива. Он отлично подойдет тем, кто большую часть времени проводит в городе, эксплуатируя автомобиль в умеренном скоростном режиме. Также машина оправдывает себя при движении по загородным дорогам со средней скоростью (не выше 120 км/ч). Для постоянной езды по автомагистралям на высокой скорости Тойота Приус не совсем подходит и в плане экономичности может проигрывать даже авто с дизельным силовым агрегатом.

Планетарная коробка передач на Toyota Prius

Распределение мощности на Toyota Prius

Это может Вас заинтересовать

Технологии ремонта и обслуживания гибридных автомобилей. Школа Сергея Гордеева. Урок третий

Прошлую лекцию в рамках этого цикла мы посвятили устройству Prius. То есть говорили об особенностях этого автомобиля, когда он неподвижно стоит на парковке. Прощаясь с читателем, пообещали, что в следующий раз заведем гибрид и будем его эксплуатировать в разных режимах. В своих рассуждениях перейдем от анализа узлов и агрегатов в статическом состоянии к изучению их взаимодействия в динамике. Будем рассматривать работу этих узлов и агрегатов в разных режимах эксплуатации автомобиля Prius. Впрочем, по возможности коснемся и других вопросов. Итак, TOYOTA Prius – урок третий. Заводим гибрид.

Холодный запуск

Что происходит в конструкции гибрида при запуске холодного двигателя? Motor/Generator1 (далее – MG1), связанный с солнечной шестерней, начинает вращение, используя электроэнергию высоковольтной батареи (ВВБ). В этот момент автомобиль неподвижен, коронная шестерня планетарного механизма, которая связывает силовой агрегат с колесами ТС, будет также неподвижна. MG1, вращая солнечную шестерню через водило сателлитов, передает вращательный момент на вал ДВС. Скорость такого вращения соответствует 1/3,6 от скорости MG1. В отличие от обычного автомобиля, который подает топливо в момент включения зажигания, управляющая программа Prius делает паузу, прежде чем MG1 не разгонит ДВС приблизительно до скорости 1000 об/мин. Это случится меньше чем за 1 секунду. MG1 обладает значительно большей мощностью, чем электродвигатель стартера. Чтобы вращать ДВС с указанной скоростью, он сам должен работать в режиме 3600 об/ мин.

Описанный старт для ДВС не создает почти никакого напряжения, потому что такая скорость соответствует работе двигателя внутреннего сгорания в комфортных режимах холостого хода. Кроме того, запуск ДВС Prius осуществляется только на одной паре цилиндров. В результате такого конструктивного решения обес­печиваются повышенный эксплуатационный комфорт автовладельца, заводящего гибрид, и минимизируется существенный износ деталей двигателя в режиме холодного запуска, характерного для обычных автомобилей.

Здесь сразу обращаю внимание на распространенную ошибку ремонтников и автовладельцев. Они часто звонят мне и спрашивают: что мешает работе ДВС после запуска? Почему он заводится, а секунд через 40 глохнет? На самом деле, пока рамочка «READY» мигает – ДВС НЕ РАБОТАЕТ! Его вращает MG1! Хотя визуально все соответствует работе двигателя внутреннего сгорания: он шумит, из выхлопной трубы идет дым и т. д. Схема такого режима работы очень проста (рис. 1).

Рис. 1

Как только ДВС заработал от энергии сгорания углеводородного топлива, блок управления включит процесс управления дроссельной заслонки и установит оптимальную скорость холостого хода. На MG1 перестает поступать напряжение от ВВБ. Если батарея разряжена, MG1из потребителя превращается в электрогенератор, который подзарядит ВВБ. Такой режим обеспечивается управляющей программой, которая регулирует открытие дроссельной заслонки ДВС. В результате при достижении двигателем внутреннего сгорания скорости вращения примерно до 1200 об/мин MG1 начинает работать как генератор электрического тока (рис. 2).

Рис. 2

При запуске Prius с холодным двигателем главным приоритетом управляющей программы является разогрев двигателя и каталитического нейтрализатора. В нужный момент включается система управления токсичностью выхлопа. На это, как правило, уходит несколько минут в зависимости от фактической температуры этих агрегатов до начала пуска. В это время программа принимает меры по управлению выхлопом во время прогрева, включая задачу по сохранению несгоревших углеводородов в поглотителе. Потом он (поглотитель) будет очищен работой двигателя в специальном режиме.

Теплый запуск

В случае запуска Prius с теплым двигателем, на К10 и К11 ДВС будет работать в течение короткого промежутка времени на холостых оборотах со скоростью 1000 об/мин, а затем остановится.

К сожалению, на этих моделях невозможно препятствовать запуску ДВС, когда вы планируете без запуска ДВС переместить автомобиль на несколько метров – например, в пределах ремонтной зоны. На К20 и К30 применен другой алгоритм запуска. На таких моделях для перемещения ТС на короткое расстояние следует нажать на педаль тормоза и на кнопку «старт». Если в ВВБ достаточно энергии и вы не включите отопитель салона или стекла – ДВС не запустится, а на табло загорится надпись «READY» («Готов»). Это будет означать, что автомобиль ПОЛНОСТЬЮ готов к движению. Тогда останется лишь переключить джойстик (выбор режимов на К20 и К30 производится с помощью джойстика) в положение «D» или «R» и отпустить тормоз. И вы поедете.

Высоковольтная батарея Prius

Троганье с места

Напомним, что двигатель внутреннего сгорания Prius всегда находится на прямой передаче. Это означает, что он (ДВС) не сможет в одиночку обеспечить весь крутящий момент для энергичного старта автомобиля с места. Крутящий момент для начального ускорения дополняется мощностью MG2 через вращение коронной шестерни планетарного механизма. Этот механизм связан с редуктором, который затем передает вращение на колеса. Мы уже знаем, что электрические двигатели развивают существенно лучший, по отношению к ДВС, крутящий момент на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для обеспечения любого режима движения автомобиля со старта.

Ротор MG1

Представим себе, что ДВС работает, а автомобиль неподвижен. В таком режиме MG1 всегда вращается в противоположном направлении. В этот момент электроника снимает электрическую энергию с MG1 как генератора и подает ее на мотор MG2. В таком режиме работы силового гибридного агрегата появляется момент противоположного направления, препятствующий вращению ДВС. Он локализован в механизме распределения мощности (PSD). Компенсируя силовые потери агрегата, компьютер увеличивает обороты ДВС. Полученная таким образом дополнительная мощность от двигателя внутреннего сгорания передается на водило сателлитов планетарного механизма. Взаимные моменты, сконцентрированные в PSD, рождают результирующий момент на коронной шестерне, обес­печивающий передачу вращения на колеса автомобиля (рис. 3).

Рис. 3

Вспомним, что в планетарном механизме крутящий момент ДВС делится в процентном соотношении 72 : 28 между «короной» и «солнцем». Пока мы не нажали на педаль акселератора, ДВС только бездельничал и не производил никакого выходного крутящего момента. После нажатия обороты добавились и 28% крутящего момента стали вращать MG1. Он начал работать как генератор. Оставшиеся 72% крутящего момента механически распределились на коронную шестерню и, следовательно, на колеса. Одновременно с тем, что большая часть крутящего момента поступает от мотора MG2, ДВС действительно передает крутящий момент к колесам таким образом (рис. 4).

Рис. 4

Теперь стоит проследить как 28% крутящего момента ДВС, передаваемых генератору MG1, могут усилить старт автомобиля с помощью мотора MG2. Чтобы сделать это, мы должны ясно различать два понятия: крутящий момент и энергия. Крутящий момент – это вращающая сила, которая по аналогии с прямолинейной силой не требует расхода энергии на поддержание самой силы. Предположим, вы вытягиваете из колодца ведро воды с помощью лебедки. Она (лебедка) отнимает энергию. Если бы лебедка вращалась электромотором, вы должны были бы обеспечить ее электроэнергией. Но, когда ведро поднято наверх и подцеплено крюком за что-нибудь, сила (вес ведра), которая приложена к веревке, и крутящий момент, передаваемый веревкой барабану лебедки, никуда не исчезли. Поскольку она (сила) никуда не перемещается, то нет и никакой передачи энергии. И расхода энергии тоже.

Аналогичная ситуация и с автомобилем. Фактически работающий ДВС 72% крутящего момента передает на колеса. Но, поскольку в таком режиме силового агрегата коронная шестерня не вращается, нет и никаких потоков энергии в этом направлении. Нет и энергетических потерь. Солнечная же шестерня, хотя и получает только 28% момента, вращаясь с высокой скоростью, позволяет MG1 производить значительное количество электрического тока. Этой электроэнергии будет достаточно для того, чтобы MG2 обеспечил механический редуктор, не требующий большой мощности, необходимым крутящим моментом. Значительная часть энергии больших токов, текущих через обмотки мотора MG2, преодолевая электрическое сопротивление, теряется в виде тепла. Но, когда автомобиль со старта начинает медленное движение, этой энергии, поступающей от MG1, бывает вполне достаточно.

В режиме, когда автомобиль только начинает движение, генератор MG1 вращается медленно и производит небольшое количество электроэнергии. При разгоне потребность в электричестве возрастает. Тогда компьютер добавляет обороты ДВС. Усилия, поступающие от двигателя внутреннего сгорания, начинают расти, а это значит, что MG1 через солнечную шестерню будет обеспечен большим вращательным моментом. В результате генерация электроэнергии поднимется на очень высокий уровень. В показанном режиме эксплуатации со старта пониженная скорость вращения ДВС компенсируется увеличением суммарного момента всего силового агрегата.

Мы избегали упоминания о ВВБ до этого места, чтобы стало ясно, почему она не обязательна для приведения автомобиля в движение. Однако большинство троганий с места есть результат управления компьютера, при котором энергия от батареи передается непосредственно к мотору MG2 (рис. 5).

Рис. 5

Существуют пределы высоких скоростей ДВС при медленном движении автомобиля. Они обусловлены необходимостью предотвращения поломок MG1, которому приходится вращаться на предельных оборотах. Такая зависимость ограничивает количество энергии, производимой ДВС для движения гибрида. Кроме того, слишком высокие обороты ДВС в режиме плавного трогания своим повышенным шумом могли бы ухудшить комфорт автовладельца.

Схема работает так. Чем сильнее вы нажимаете на акселератор, тем больше ДВС увеличивает обороты, но одновременно и больше энергии поступает от батареи. Если утопить педаль в пол, то примерно 40% энергии будет поступать от ВВБ, а 60% – от ДВС при скоростях, близких к 40 км/ч. Дальнейшее увеличение скорости автомобиля приводит к тому, что двигатель отдает энергии еще больше, приближаясь к величине в 75% при скорости автомобиля 96 км/ч и при полном нажатии педали до пола.

Как мы помним, полная энергия силового агрегата включает работу ДВС и то, что снято с генератора MG1 и передано в виде электричества к мотору MG2. При скорости 96 км/ч MG2 фактически дает больше крутящего момента, и, следовательно, больше мощности к колесам, чем поставляется через планетарный механизм от ДВС. Но большая часть электроэнергии, которую использует MG2, поступает от MG1 и, следовательно, косвенно и от ДВС, а не от ВВБ.

Ускорение и езда в гору

Обмотка MG1 в Prius К10

Когда требуется очень большая мощность, ДВС и MG2 совместно создают крутящий момент, чтобы обеспечить автомобиль возможностью старта и ускорения. С ростом скорости уменьшается крутящий момент, который в состоянии выдать MG2, так как он начинает работать на пределе своей мощности. Чем быстрее он вращается, тем меньший крутящий момент может выдать. К счастью, это совпадает с ожиданиями водителя. Когда обычный автомобиль ускоряется, ступенчатая коробка переключается на более высокую передачу и вращающий момент на оси уменьшается так, чтобы двигатель мог понизить свои обороты до безопасного значения. Хотя это делается с использованием абсолютно разных механизмов, Prius создает такие же ощущения, как и ускорения при езде на обычном автомобиле. Главное различие – полное отсутствие «дерганий» при переключении передач в связи с отсутствием самой коробки передач. Чем это достигается?

Мы неоднократно говорили, что ДВС вращает водило сателлитов планетарного механизма. При этом 72% крутящего момента, поступающего от двигателя внутреннего сгорания, через коронную шестерню механически доставляются к колесам. А 28% через солнечную шестерню достаются генератору MG1, который превращает его в электричество. Результирующая электроэнергия питает мотор MG2 и добавляет крутящий момент на коронной шестерне. Чем больше вы нажимаете на акселератор, тем больше крутящего момента производит ДВС.

Если совсем упростить работу силовой схемы гибридного агрегата, то получим следующее. Разгоняя ДВС путем управления дроссельной заслонкой, мы увеличиваем механическую отдачу крутящего момента с прямой передачей ее на колеса ТС и одновременно наращиваем ее за счет прибавки усилий MG2, работающего за счет электроэнергии MG1. В зависимости от различных факторов, таких как состояние заряда батареи, уклон дороги, и особенно от того, как сильно вы нажимаете педаль, компьютер может направлять дополнительную энергию от батареи к MG2, чтобы повысить его вклад в мощность силового агрегата. Таким образом, достигается ускорение, достаточное для движения по шоссе такого большого автомобиля, как Prius с ДВС мощностью всего в 78 л. с. (рис. 6).

Рис. 6

С другой стороны, если необходимая мощность не так высока, часть электричества, производимого MG1, может использоваться для зарядки батареи даже в режиме набора скорости. Важно помнить, что двигатель внутреннего сгорания вращает и колеса ТС, и генератор MG1, производящий электричество. Как оно будет использовано и куда будет направлено – определяет контроллер.

Водило сателлитов с коронной шестерней и трехходовой муфтой

Езда на умеренной скорости

Как только вы достигли устойчивой скорости на ровной дороге, мощность, которая поставляется двигателем, расходуется на преодоление аэродинамического сопротивления и трение качения. Это намного меньше, чем мощность, необходимая для езды в гору или разгона автомобиля. Чтобы работать эффективно на низкой мощности, а также не создавать много шума, ДВС работает на низких оборотах. Следующая далее таблица показывает, какая мощность нужна для перемещения автомобиля на различных скоростях по горизонтальной дороге и приблизительные обороты двигателя, который обеспечивает такие режимы эксплуатации.

Обратим внимание, что высокая скорость автомобиля и низкие обороты ДВС ставят устройство распределения мощности в сложное положение, при котором генератор MG1 должен вращаться назад (см. таблицу выше). Работая таким образом, MG1 заставляет сателлиты вращаться вперед. Вращение сателлитов складывается с вращением водила (от ДВС) и существенно ускоряет вращение коронной шестерни. Еще раз отмечу, что различие состоит в том, что в более раннем случае мы были рады с помощью высоких оборотов ДВС получить большую мощность, даже передвигаясь с меньшей скоростью. В этом же случае мы хотим, чтобы ДВС остался на низких оборотах, даже если мы разогнались до приличной скорости, чтобы совместить более низкое потреб­ление мощности с высокой эффективностью.

Коронная шестерняТрехходовая муфтаШтатный монитор Prius К10 с включенным зажиганием

Из таблицы, посвященной распределению мощности в разных режимах эксплуатации, мы видим, что генератор MG1 должен произвести обратный крутящий момент на солнечной шестерне. Это как бы точка опоры рычага, с помощью которого ДВС вращает коронную шестерню (а значит, и колеса). Без сопротивления MG1 ДВС просто вращал бы этот мотор/генератор вместо того, чтобы приводить в движение автомобиль.

Следует отметить, что при вращении MG1 вперед в силовых цепях появляется обратный вращательный момент. Он может создаваться только генераторной нагрузкой, когда электроника инвертора начинает отбор энергии от MG1. Этим объясняется появление обратного крутящего момента. Но теперь MG1 вращается назад. Как же тогда добиться, чтобы он создавал этот обратный крутящий момент? Хорошо, что бы мы сделали для того, чтобы MG1 вращался вперед и производил прямой крутящий момент? То есть чтобы он работал как мотор. На самом деле, все наоборот: если MG1 вращается назад, и мы хотим получить крутящий момент в том же самом направлении, MG1 должен быть двигателем и вращаться, используя электроэнергию, поставляемую инвертором.

Внутренности коробки

Это начинает выглядеть экзотически. ДВС толкает, MG1 толкает, MG2, что, толкает тоже? Нет никакой механической причины, почему это не может происходить. На первый взгляд это может выглядеть привлекательным. Два двигателя и ДВС – все одновременно вносят свой вклад в создание движения.

Но мы должны помнить, что попали в эту ситуацию, уменьшая обороты ДВС для эффективности работы. Это не было бы эффективным способом получить большую мощность на колесах. Чтобы сделать это, мы должны увеличить обороты ДВС и возвратиться к более ранней ситуации, когда MG1 вращается вперед в режиме генератора. Есть еще одна проблема: мы должны придумать, откуда собираемся брать энергию для вращения MG1, когда он работает в режиме электромоторамотора. Из батареи? На некоторое время мы можем сделать это, но вскоре будем вынуждены выйти из этого режима, оставшись без заряда батареи для ускорения движения или при подъеме в гору. А мы должны получать эту энергию все время, не допуская снижения заряда батареи. Таким образом, мы пришли к заключению, что энергия должна поступать от MG2 непрерывно.

Генератор MG2 производит энергию для мотора MG1? Поскольку и ДВС, и MG1 вносят свой вклад в мощность, которая объединена планетарным механизмом, можно назвать это «режимом объединения мощности». Однако такая идея относительно MG2, производящего энергию для мотора MG1, вступила бы в противоречие с представлениями людей о работе единой системы. А ее название стало бы звучать как «еретический режим».

Так выглядит магнит в поддоне коробки, когда масло долго не менялось или менялось без снятия поддонаЧистый магнит (для сравнения)

Давайте снова «пробежимся» по понятию «режим объединения мощности» и постараемся изменить такую точку зрения. ДВС вращает водило сателлитов с низкими оборотами. MG1 вращает солнечную шестерню в противоположном направлении. Это заставляет сателлиты вращаться вперед и увеличивает скорость вращения коронной шестерни, которая все еще получает только 72% крутящего момента ДВС. Но скорость, с которой вращается коронная шестерня, увеличена вращением мотора MG1 назад. Ускорение вращения короны позволяет автомобилю ехать быстрее при низких оборотах ДВС. MG2, что невероятно, сопротивляется движению автомобиля как генератор и производит электричество, которое питает мотор MG1. Автомобиль движется вперед за счет остаточного механического крутящего момента от ДВС.

Вы можете определить, что движетесь в таком режиме, если имеете навык определения скорости вращения ДВС на слух. Дисплей (монитор), включенный в режим отображения работы гибридной системы, показывает подачу энергии от ДВС колесам и мотор-генератору, заряжающему батарею. Картинка может меняться чередованием процессов заряда разряда батареи и подачей электроэнергии на мотор, чтобы вращать колеса. Я интерпретирую это чередование как регулирование генераторной нагрузки MG2 для поддержания постоянной энергии движения.

Движение накатом

Когда вы убираете ногу с педали акселератора, можно сказать, что автомобиль движется накатом. Двигатель не толкает ТС и не тянет его вперед. Движение постепенно замедляется вследствие трения качения и аэродинамического сопротивления. В обычном автомобиле двигатель все еще связан с колесами трансмиссии. Он вращается без топлива и поэтому авто замедляет ход. Этот эффект называют «торможение двигателем».

Prius, в силу конструктивных особенностей, лишен необходимости такого режима. Но, руководствуясь укоренившейся привычкой автовладельцев обычных автомобилей, TOYOTA оснастила свое детище программой имитации торможения двигателем. Когда Prius движется накатом, он замедляется быстрее, чем если бы на него действовали только силы сопротивления качения и аэродинамическое сопротивление. Чтобы производить эту дополнительную замедляющую силу, MG2 включается как генератор и подзаряжает батарею. Его генераторная нагрузка имитирует торможение двигателем (рис. 7).

Рис. 7

Для остановки автомобиля двигатель не нужен. Водило сателлитов остановлено, а коронная шестерня все еще вращается, так как MG2 соединен непосредственно с коронной шестерней. Сателлиты вращаются вперед, а MG1 вращается назад. В этот момент электроэнергия не производится и не потребляется, а MG1 просто свободно вращается. Скорость его вращения, как мы знаем, в 2,6 раза выше, чем коронной шестерни.

Что может случиться при резкой остановке ТС? MG1, как мы знаем, может вращаться назад со скоростью более 6500 об/мин, а MG2 имеет противоположное направление вращения. При резком торможении ТС на скорости 67 км/ч и выше, в случае резкой остановки водила сателлитов может случиться серьезная поломка трансмиссии. Чтобы этого не произошло, компьютер включает MG1 как генератор и начинает снимать энергию. Генераторная нагрузка предотвращает превышение оборотов MG1, а водило сателлитов начинает вращаться вперед. Такая защита водила сателлитов и MG1 обеспечивается в режимах эксплуатации ДВС со скоростью до 1000 об/мин, а ТС – до 104 км/ч. На более высоких скоростях водило сателлитов и ДВС вращаются быстрее. Электроэнергия, произведенная MG1 в этом режиме, может использоваться для подзарядки батареи.

Торможение

Если вы планируете замедлить движение автомобиля быстрее, чем при движении накатом, используя сопротивление качения, аэродинамическое сопротивление и торможение двигателем, вы нажимаете на педаль тормоза. В обычном автомобиле это давление передается гидравлическим контуром на колесные тормозные механизмы. Тормозные колодки прижимаются к металлическим дискам или барабанам, и энергия движения автомобиля преобразовывается в тепловую, и автомобиль замедляет движение, а затем останавливается. Prius имеет точно такие же тормоза, но имеет и кое-что еще – регенеративное торможение. Что это такое?

Во время движения накатом MG2 «организует» генераторную нагрузку, которая имитирует торможение двигателем. При нажатии на педаль тормоза увеличивается генерация электроэнергии MG2, что реализуется резким повышением такой нагрузки. В результате автомобиль быстрее замедляет ход. В отличие от тормозов трения, которые тратят впустую кинетическую энергию на производство тепла, электроэнергия, произведенная регенеративным торможением, сохранится в батарее и в дальнейшем будет использована. Компьютер вычисляет, какое замедление будет произведено таким способом, и на соответствующую величину уменьшает гидравлическое давление, передаваемое фрикционным тормозным механизмам.

В обычном автомобиле в режиме эксплуатации крутого спуска вы переключаетесь на пониженную передачу, чтобы увеличить интенсивность торможения двигателем. Силовой агрегат, противодействуя движению, помогает тормозам замедлить скорость. Тот же выбор режима торможения доступен и Prius. Установив рычаг управления ТС в положение «B», вы, собственно, задаете режим, при котором двигатель будет использован и для торможения. Как правило, двигатель в режиме торможения работает в программе «B». Она реализует задачу таким образом, чтобы мотор/генераторы включились в процесс торможения путем управления электрическими потоками, а ДВС вращался без топлива и с почти закрытым дросселем. Сопротивление, которое создает силовой агрегат, работающий в этой программе, эффективно замедляет автомобиль, уменьшая нагревание тормозов, и позволяет ослабить усилия давления на педаль тормоза (рис. 8).

Рис. 8

Но помните, что режим «В» применяется только как горный тормоз. Езда по ровной дороге в этом режиме не желательна, так как может привести к выходу из строя трансмиссии.

Prius «ползает» и стартует на электричестве

Обычный автомобиль с автоматической коробкой передач тронется с места, когда вы снимете ногу с педали тормоза. Это побочный эффект работы гидротрансформатора, но он выгодно препятствует автомобилю скатываться назад на подъеме, в тот момент, когда вы переносите ногу на педаль акселератора. В таких случаях говорят: машина «ползет». Инженеры TOYOTA не решились лишать водителей привычных дорожных ощущений: и приятных, и не совсем. Потому что отсутствие традиционных сигналов может негативно отразиться на отработанных алгоритмах действий автовладельца. Для этого, как и в случае с конструктивно-программной имитацией режима торможения двигателем, в Prius также реализован сымитированный эффект «сползания» под гору. Небольшое количество энергии из батареи передается мотору MG2, когда вы отпускаете тормоз. Она мягко отправляет автомобиль вперед (рис. 9).

Рис. 9

При нажатии на акселератор поступающая к мотору MG2 энергия будет увеличена и автомобиль поедет резвее. Так как MG2 – мощный двигатель и имеет высокий крутящий момент, вы можете стартовать только на электроэнергии и разгоняться до приличной скорости, пока дорожная ситуация позволяет вам это делать. Чем сильнее вы нажимаете на акселератор, тем скорее ДВС запустится и начнет помогать движению автомобиля своим крутящим моментом и электричеством, произведенным генератором MG1 (рис. 10).

Рис. 10

Если вдавите педаль в пол, то ДВС мгновенно заведется. Но для большинства стартов «от светофора» вы отъедете от перекрестка почти в полной тишине, используя только мотор MG2, запитанный от батареи. ДВС остается выключенным, а MG1 будет свободно вращаться назад.

Слегка отвлечемся от режимов эксплуатации и уделим некоторое внимание обслуживанию коробки «скоростей». Что бывает, когда авто­владелец забывает об этом важном моменте, можно увидеть на фотографиях (см. с. 53 и 54).

Фильтр коробкиИзношенная и новая цепи коробки

На этом сегодня остановимся. Мы не успели показать режимы «медленное движение и «режим электромобиля» («режим EV»)», «замедление и движение под уклон» и «задний ход». В следующий раз с этого и начнем. Продолжим техникой безопасности при ремонте и обслуживании гибридных автомобилей. Обсудим и другие вопросы. Попытаемся сломать некоторые стереотипы и мифы, которые сложились и продолжают множиться в этом разделе автосервиса. Тема ведь, по большому счету, новая. А все новое всегда пугает. До встречи.

Toyota Prius: реальный расход топлива

Если бы автомобили покупались для того, чтобы как можно тише и с комфортом плыть по асфальту, при этом расходовать как можно меньше топлива, а ещё хорошо управляться и быть устойчивее на дороге благодаря низкому центру тяжести, то Toyota Prius четвёртого поколения, пожалуй, был бы идеальным претендентом на эту роль и, как следствие, стал бы самой продаваемой моделью в мире. Но его специфический стиль и посредственная динамика при не малой цене зачастую становятся препятствием для многих, размышляющих о покупке такой машины. А оправдывающую эти особенности рекордную экономичность, подтверждённую нами в ходе теста на маршруте между Римом и Форли, наверное, оценит только истинный энтузиаст бережливой езды и экологичных гибридов.

Но всем тем, кто не в восторге от вытянутого стреловидного силуэта низкого аэродинамичного «японца» с характерным заострённым носом, хочется сказать, что в ходе 360-километрового испытания на экономичность в реальных условиях по дорогам Италии он потреблял в среднем всего лишь 3,46 л/100 км бензина, что эквивалентно 28,9 км/л. И с этими показателями Prius попал в первые строчки нашего рейтинга автомобилей с самым низким аппетитом. Фактически он занял в общем зачёте четвёртую строчку аккурат между экономичными дизельными моделями, став самым-самым из протетстированных Motor1.com гибридов. Но что по-настоящему удивило нас в этом «Приусе», так это невероятная эффективность, которая достигается в любой ситуации в любой местности и в любом режиме движения: от городских пробок и до езды по трассе.

Слагаемые успеха

Секрет экономичности этого «Приуса», в дополнение к сниженному коэффициенту лобового сопротивления (Cx=0,24), низкому центру тяжести и многорычажной подвеске, которые практически идеальны для спортивного и динамичного автомобиля, заключается в ещё более совершенном бензиновом двигателе 1.8, работающем по циклу Аткинсона, в обновлённых никель-металлогидридных батареях и в алгоритме управления гибридной системой, которая позволяет использовать электродвигатель чаще и больше, а ДВС – меньше и реже. Достаточно сказать, что в повседневной езде на этом автомобиле можно преодолеть более 3 км в полностью электрическом режиме, и что во время теста в почти идеальных условиях с полностью заряженными аккумуляторами нам впервые удалось проехать 10 км за счёт одной лишь электротяги. Это рекорд для гибридных автомобилей без возможности подзарядки батарей извне. 

Завидный рекордсмен

Вообще рекордно низкими показатели расхода топлива этого гибрида были повсеместно. Так в смешанном цикле при обычной каждодневной эксплутатации Prius потреблял 3,7 л/100 км или 27 км/л. По пробкам в центре Рима он выпивал порядка 4,5 л/100 км или 22,2 км/л. А на шоссе средний расход составил 5 л/100 км или 20 км/л. Минимальное значение, которое показал бортовой компьютер гибрида за время тест-драйва составило 2,6 л/100 км или 38,4 км/л. И всё это по цене от 29 450 евро в Италии за базовый автомобиль. Наш испытуемый Prius с опциональными пакетами Tech Pack, SIPA Pack и чёрным кожаным салоном оценивается в 33 050 евро.

Данные

Автомобиль: Toyota Prius Style
Базовая цена: 29 450 евро в Италии
Дата теста: март 2016
Погода: ясно, +14°
Цена топлива: 1,299 евро/л (бензин)
Пробег за время теста: 1070 км
Пробег перед началом теста: 852 км
Средняя скорость на участке Рим-Форли: 77 км/ч
Шины: Toyo NanoEnergy R41 — 215/45 R17 87W

Расход

«Реальный» средний: 3,46 л/100 км (28,9 км/л)
По бортовому компьютеру: 3,5 л/100 км
По чекам с АЗС и одометру: 3,42 л/100 км

Затраты

«Реальные» затраты: 16,18 евро
Ежемесячно (800 км в месяц): 35,96 евро
Пробег на 20 евро (1504 руб): 445 км
Дальность с полным баком: 1243 км

Инфографика

: как на самом деле работает двигатель гибридного автомобиля?

Оценка Агентства по охране окружающей среды (EPA) на 51 милю на галлон в городе и 48 миль на галлон на шоссе, Toyota Prius долгое время была одним из самых популярных гибридных автомобилей в Соединенных Штатах. Мы знаем о гибридных автомобилях и их впечатляющих продажах за последние несколько лет, но как они на самом деле работают? Что же внутри этого автомобиля, что позволяет ему увеличить пробег — чего мы все хотим, особенно летом, когда цены на бензин, кажется, всегда растут, — чем у традиционных автомобилей?

AutoMD собрал воедино приведенную ниже инфографику, чтобы помочь пролить немного света на то, как работают гибридные двигатели.Сосредоточившись на третьем поколении Toyota Prius, которое дебютировало в 2010 году, AutoMD охватывает различные компоненты и объясняет, как все они работают вместе.

Инфографика всегда представляет собой мешанину статистических данных, собранных из различных источников. Здесь мы разбираем беспорядок и выделяем некоторые из наших любимых фактов и цифр:

• Цена на бензин — основная причина, по которой ожидается, что продажи экологичных автомобилей, включая гибриды, вырастут в четыре раза к 2016 году.
• Семьдесят -Пять процентов тех, кто считает, что они рассматривают гибридный автомобиль, в качестве основной причины называют более низкие затраты на топливо.
• Toyota Prius, самый популярный в мире гибридный автомобиль, использует комбинацию двигателя внутреннего сгорания и аккумуляторной системы электропривода для повышения экономии топлива и сокращения выбросов.
• При трогании с места от остановки электродвигатель приводит в движение автомобиль, потребляя энергию от аккумулятора. На скорости до 15 миль в час автомобиль использует только электродвигатель. Это одна из причин, почему гибриды более эффективны при езде по городу, чем по шоссе.
• Во время нормального движения используется только бензиновый двигатель, потому что в этот период он наиболее эффективен.Во время круиза бензиновый двигатель также может приводить в действие генератор, который вырабатывает электроэнергию и накапливает ее в батареях для последующего использования.
• При резком ускорении бензиновый двигатель и электродвигатель работают вместе, увеличивая мощность, передаваемую колесам. Совместное усилие двигателя и мотора, работающих вместе, возможно только благодаря трансмиссии с разделением мощности, которая объединяет крутящий момент, который каждый из них выдает. В это время бензиновый двигатель также приводит в действие генератор.Электродвигатель по мере необходимости использует электричество от батареи и генератора.
• Prius достигает 51 миль на галлон в городе и 48 миль на галлон на шоссе.
• Toyota Prius выделяет на 71 процент меньше CO2, чем Hummer h4, и на 20 процентов меньше метана, чем взрослая овца.
• Концепт-кар Volkswagen L1 с дизельным двигателем должен появиться на рынке в 2013 году и будет самым экономичным гибридом. L1 может добраться из Нью-Йорка в Лос-Анджелес всего на 11,8 галлона топлива. Он может проехать 100 км на одном литре топлива, что составляет 235 миль на галлон.
  

Узнайте больше Инфографика на канале технологий.

Как гибридная система Toyota работает в гибридных автомобилях Toyota?

Toyota — бесспорный лидер автомобильной индустрии гибридных автомобилей. Все началось более двух десятилетий назад с дебюта Toyota Prius . Культовый лифтбэк показал, что гибридный автомобиль может быть как практической реальностью, так и привлекательным для покупателей автомобилей.С тех пор модельный ряд гибридов Toyota значительно расширился. Toyota предлагает больше гибридных автомобилей, чем любой другой автопроизводитель. Сердце гибридных автомобилей Toyota — это проверенная временем гибридная система Toyota. Прочтите больше, чтобы узнать, как это работает.

Обзор гибридной системы Toyota

Компоненты и компоновка гибридной системы Toyota различаются для каждой модели Toyota Hybrid, но все они включают электродвигатель, бензиновый двигатель, блок управления мощностью, устройство разделения мощности, генератор и аккумуляторную батарею, а также особый тип трансмиссии для передачи мощности на колеса.Гибридная система Toyota обеспечивает максимальную эффективность за счет плавного переключения между бензиновым и электрическим двигателем в зависимости от дорожной ситуации.

Баланс выходной мощности для гибридной системы Toyota сильнее смещается в сторону бензинового двигателя, если гибридный автомобиль Toyota движется на скоростях шоссе. Когда бензиновый двигатель работает, он заряжает аккумулятор. При движении в городском потоке или в условиях движения на низкой скорости гибридная система Toyota может работать только от электричества на короткие расстояния для вождения с нулевым уровнем выбросов.Гибридные автомобили Toyota также оснащены технологией регенерации тормозов, которая использует энергию, выделяемую при нажатии на тормоза.

Подробнее: Основные характеристики Toyota Prius 2021 года выпуска 2020

Какие гибридные автомобили предлагает Toyota?

Помимо Prius, Toyota предлагает множество других гибридных моделей. Это включает в себя гибрид RAV4, гибрид Highlander, гибрид Camry, гибрид Corolla и гибрид Avalon. Кроме того, Toyota предлагает подключаемые гибридные версии RAV4 (RAV4 Prime) и Prius (Prius Prime), которые имеют больший запас хода только для электромобилей.

---

Больше из блога Novato Toyota

Как работают гибридные автомобили | HowStuffWorks

Устройство разделения мощности является сердцем Toyota Prius. Это умная коробка передач, которая объединяет бензиновый двигатель, генератор и электродвигатель.Это позволяет автомобилю работать как параллельный гибрид — электродвигатель может приводить в действие автомобиль сам по себе, газовый двигатель может приводить в действие автомобиль самостоятельно или они могут приводить в действие автомобиль вместе. Устройство разделения мощности также позволяет автомобилю работать как гибрид серии — бензиновый двигатель может работать независимо от скорости автомобиля, заряжая аккумуляторы или обеспечивая питание колес по мере необходимости. Он также действует как бесступенчатая трансмиссия (CVT), устраняя необходимость в механической или автоматической трансмиссии.Наконец, поскольку устройство разделения мощности позволяет генератору запускать двигатель, автомобилю не нужен стартер.

Устройство деления мощности представляет собой планетарный ряд (ниже). Электродвигатель соединен с зубчатым венцом зубчатой ​​передачи. Он также напрямую связан с дифференциалом, приводящим в движение колеса. Таким образом, независимо от скорости вращения электродвигателя и зубчатого венца зависит скорость автомобиля.

Планетарный редуктор Prius

Генератор соединен с солнечной шестерней редуктора, а двигатель — с водилом планетарной передачи.Скорость коронной шестерни зависит от всех трех компонентов, поэтому все они должны постоянно работать вместе, чтобы контролировать выходную скорость.

Когда вы ускоряетесь, сначала электродвигатель и аккумуляторы обеспечивают всю мощность. Зубчатый венец устройства деления мощности соединен с электродвигателем, поэтому он начинает вращаться вместе с двигателем. Водило планетарной передачи, которое соединено с двигателем, неподвижно, поскольку двигатель не работает. Поскольку коронная шестерня вращается, планеты должны вращаться, что приводит к вращению солнечной шестерни и генератора.По мере ускорения автомобиля генератор вращается с любой скоростью, необходимой для того, чтобы двигатель оставался выключенным. Вы можете увидеть все это ниже:

Посмотрите на устройство разделения мощности Prius
, когда автомобиль разгоняется от 0 до 30 миль в час.

Когда вы достигнете скорости примерно 40 миль в час (64 км / ч), включится бензиновый двигатель. Генератор внезапно меняет скорость, заставляя водило сателлита повернуться и запустить двигатель. Когда двигатель работает, он устанавливает постоянную скорость, в то время как генератор изменяет свою скорость, чтобы соответствовать выходной скорости электродвигателя.Если вы действительно сильно ускоряетесь, мотор будет потреблять дополнительную мощность от батарей. Как только вы наберете скорость на автостраде, автомобиль будет двигаться под действием газа и электроэнергии, при этом вся электроэнергия будет поступать от генератора.

Как и Insight, Prius никогда не требует подзарядки; бортовой генератор автоматически поддерживает необходимый уровень заряда аккумуляторов.

И Honda, и Toyota имеют длительную гарантию на свои гибридные компоненты.Insight имеет восьмилетнюю / 80 000-мильную гарантию на большую часть трансмиссии, включая батареи, а Prius имеет восьмилетнюю / 100 000-мильную гарантию на аккумуляторные и гибридные системы. Двигатели и батареи в этих автомобилях обычно не требуют обслуживания в течение всего срока службы автомобиля (однако, если вам все же придется заменить батареи после истечения срока гарантии, это, вероятно, будет стоить вам несколько тысяч долларов). Двигатель не требует большего обслуживания, чем двигатель любого другого автомобиля, а поскольку оба гибрида имеют рекуперативное торможение, тормозные колодки могут даже прослужить немного дольше, чем у большинства автомобилей.

Получить гибридную мощность, безусловно, сложнее, чем использовать прямую бензиновую мощность или прямую электрическую мощность. В следующем разделе мы рассмотрим, почему гибридные технологии так желательны как для потребителей, так и для производителей автомобилей.

Как работают гибриды — подробности технологии гибридного синергетического привода Toyota

Компоненты гибридного автомобиля Toyota

Газовый двигатель

Основным источником энергии для гибридов Toyota остается бензиновый двигатель.Но это не обычные силовые агрегаты. Они созданы для обеспечения высокой эффективности и низкого уровня выбросов. Гибриды Prius и Camry работают на четырехцилиндровом двигателе с циклом Аткинсона с высокой степенью расширения. Двигатели с циклом Аткинсона выжимают оптимальную энергию из сгорания бензина, увеличивая степень расширения и извлекая все до последней капли энергии из газо-воздушной смеси. Для большей мощности Highlander Hybrid оснащен двигателем V6 Otto, который повышает эффективность за счет сжатия топливной смеси перед зажиганием.

Электродвигатель привода

Являясь результатом отечественных технологий Toyota и работы, проделанной на чисто электрических транспортных средствах, электродвигатель с электрическим приводом представляет собой двигатель синхронного типа переменного тока, в котором используются постоянные неодимовые магниты и ротор, состоящий из уложенных друг на друга пластин из электромагнитной стали. Поскольку магниты расположены в оптимальной V-образной конфигурации, двигатель обеспечивает высокий выходной крутящий момент и крутящий момент.

Блок управления мощностью

Блок управления мощностью — это мозг гибридной системы, объединяющий мощность газового двигателя и электродвигателя таким образом, который является бесшовным и обеспечивает высочайший уровень производительности.Устройство содержит инвертор для преобразования постоянного тока от батареи в переменный ток для работы электродвигателя и преобразователь постоянного / постоянного тока для выработки тока 12 В. Кроме того, высоковольтная силовая цепь устройства повышает напряжение источника питания, что позволяет снизить ток и, как следствие, уменьшить размер инвертора. Больше силы. Меньше места.

Высоковольтная батарея

Гибридная никель-металлогидридная аккумуляторная батарея Toyota для гибридных автомобилей не требует подключения к электросети.Это потому, что аккумулятор постоянно перезаряжается либо газовым двигателем через генератор в крейсерском режиме, либо электродвигателем во время замедления и рекуперативного торможения. И последняя батарея была дополнительно усовершенствована за счет улучшенного материала электродов и новой структуры соединения между элементами батареи. Тесты показывают, что аккумулятор сохраняет работоспособность до 300 000 км без ухудшения характеристик.

Генератор

Генератор синхронного типа переменного тока — это то, что нужно для зарядки аккумулятора и подачи питания на мощный приводной электродвигатель (или двигатели в случае Highlander Hybrid) по мере необходимости.Чтобы обеспечить оптимальную мощность двигателя, генератор вращается на высоких скоростях, что увеличивает диапазон оборотов с обычной максимальной выходной мощности 6500 до колоссальных 10 000 об / мин. Более высокая частота вращения увеличивает мощность в диапазоне средних скоростей и улучшает ускорение в диапазоне низких / средних скоростей. Результат — больше мощности, когда она вам нужна, без сжигания лишнего топлива.

Планетарная передача (устройство деления мощности)

Разделив мощность на два направления: механический и электрический, планетарная передача, также известная как «гибридная трансмиссия», может передавать мощность между двигателем, электродвигателем / генератором и колесами практически в любой комбинации, которую вы можете себе представить.Непосредственно связанный с двигателем вал вращения водила планетарной передачи внутри зубчатого механизма может передавать движущую силу на внешнюю коронную шестерню и внутреннюю солнечную шестерню с помощью шестерен. С другой стороны, вращающийся вал коронной шестерни напрямую связан с двигателем. Он передает приводную силу на колеса, а вал вращения солнечной шестерни напрямую связан с генератором. Поговорим о включении снаряжения.

Производительность системы

Запуск

При трогании с места, остановке на перекрестках и светофоре или движении с низкой скоростью автомобиль приводится в действие только электродвигателем, потребляющим энергию от гибридной батареи через блок управления мощностью.Это не только экономит топливо и приводит к нулевым выбросам, но и электродвигатель также помогает процессу ускорения, мгновенно обеспечивая максимальный крутящий момент. Назовите это беспроигрышной ситуацией.

Разгон

Когда автомобилю нужно быстро разогнаться, чтобы обогнать другой автомобиль по шоссе, например, двигатель и электродвигатель привода объединяются, чтобы подавать мощность для плавного и мощного ускорения. Гибридная батарея вносит свой вклад, обеспечивая дополнительную энергию, необходимую для увеличения мощности привода.Комбинация прямой механической мощности от двигателя и электроэнергии от двигателя вместе с бесступенчатой ​​трансмиссией с электронным управлением (ECVT) обеспечивает быстрое ускорение, когда оно вам больше всего нужно.

Круиз

Во время движения и при нормальных условиях движения бензиновый двигатель и электродвигатель подают питание на колеса. На более высоких скоростях бензиновый двигатель выполняет большую часть работы, а электродвигатель включается, когда это необходимо; на более низких скоростях все наоборот.Мощность двигателя распределяется между колесами и генератором для максимальной эффективности посредством планетарной передачи. Генератор приводит в действие электродвигатель, а также помогает заряжать гибридную батарею от избыточной мощности двигателя. Вот почему это называется системой гибридного синергетического привода: все это слаженно работает, обеспечивая потрясающие результаты.

Замедление / Тормоз

Для большинства автомобилей торможение означает потерю энергии из-за тепла и трения. Но когда вы убираете ногу с педали акселератора или тормозите гибридный автомобиль Toyota, вы действительно помогаете перезарядить аккумулятор и повысить эффективность системы.Благодаря системе рекуперативного торможения кинетическая энергия от колес преобразуется в электричество и передается электродвигателем в блок управления мощностью, а затем сохраняется в гибридной батарее. Другими словами, электродвигатель становится генератором, приводимым в движение колесами автомобиля. Эта система особенно эффективна при движении по городу. Повторно используемая энергия — теперь есть концепция.

Реверс

При включении заднего хода гибридного автомобиля в нормальных условиях работает только электродвигатель привода.Это потому, что блок управления мощностью отключает бензиновый двигатель, когда он не нужен — на низких скоростях или при движении накатом. Фактически, единственный раз, когда бензиновый двигатель включается при движении задним ходом, — это зарядка гибридной батареи.

Система зарядки аккумуляторов

Prius | Enel X

Когда вы думаете о гибридном автомобиле, скорее всего, вы представляете себе Prius. Многолетняя флагманская модель Toyota признана золотым стандартом гибридной индустрии. От надежности до экономии топлива этот автомобиль обеспечивает безопасное и эффективное прибытие водителей.Но как на самом деле работает этот гибрид и на сколько хватает батарей Prius? Эта статья объяснит все, что вам нужно знать о зарядке аккумулятора Prius.

На данный момент существует несколько поколений моделей Prius. Первоначально в Prius первого и второго поколений автомобиль стандартно поставлялся с 1,5-литровым бензиновым двигателем и 12-вольтовой батареей, питающей электродвигатель. По мере развития Prius машина становилась все более сложной и в ней использовалась никель-металлгидридная аккумуляторная батарея мощностью 1,3 кВтч.Эти аккумуляторные блоки входят в стандартную комплектацию всех моделей после 2012 года и получают заряд аккумулятора за счет переработанной энергии газового двигателя. Эти модификации Prius сделали автомобиль более мощным, сохранив при этом такую ​​же топливную эффективность и низкий уровень выбросов, которыми славился гибрид.

Подключаемый модуль Prius Hybrid

В 2012 году Toyota представила подключаемую гибридную версию Prius, которая указывает на то, что автомобиль можно подключить к электросети для зарядки аккумулятора.Таким образом, вы можете заряжать аккумулятор электромобиля, не выходя из дома. Подключаемый гибрид Prius отличается от стандартной гибридной модели, которая не предлагает подключаемый модуль. Подключаемый модуль Prius по-прежнему использует ту же гибридную технологию, которая входит в стандартную комплектацию других моделей Prius. Наиболее существенная разница между двумя вариантами автомобиля заключается в способности подключаемого модуля Prius полностью работать в электрическом режиме.

В то время как все модели Prius работают на электроэнергии со скоростью ниже 15 миль в час, подключаемый модуль Prius уникален своей способностью преодолевать это ограничение.Благодаря специальной 15-амперной цепи Prius может разгоняться до 65 миль в час на расстоянии 15 миль исключительно на электроэнергии. Эта функция была добавлена ​​для улучшения характеристик автомобиля при езде по городу на короткие расстояния.

Подключаемый модуль Prius особенно интересен тем, что его можно подключить к стандартной розетке на 120 В, которую вы найдете у себя дома. Подключаемой версии Prius требуется всего три часа для полностью заряженной батареи при получении заряда от источника 120 В.Кроме того, подключаемый модуль Prius по-прежнему использует систему рекуперативного торможения, которая заряжает аккумулятор Prius, пока автомобиль находится в движении. Это означает, что для большинства подключаемых моделей автомобиль необходимо подключать к электросети только в редких случаях.

Поскольку аккумулятор Prius Prime составляет всего 8,8 кВтч, для ежедневной зарядки можно использовать зарядное устройство уровня 1 на 120 В, входящее в комплект поставки автомобиля. Однако более мощное зарядное устройство 2-го уровня, такое как JuiceBox Pro 32 или 40, быстро полностью перезарядит автомобиль и позволит владельцам проехать больше миль на чистой и менее дорогой электроэнергии.Владельцы также могут воспользоваться множеством интеллектуальных функций зарядки, доступных на JuiceBox, которые могут сделать зарядку более удобной, а также сэкономить деньги.

Стандартный гибрид Prius

Для всех других стандартных моделей Prius мощность вырабатывается главным образом газовым двигателем. Хотя у Prius есть электродвигатель, автомобиль не считается «электромобилем». Изобретательность Prius проистекает из , когда и как переключается с бензинового транспортного средства на транспортное средство с электрическим приводом.

Причина, по которой Prius является таким популярным автомобилем среди пассажиров мегаполисов, заключается в способности автомобиля плавно переключаться с бензина на электричество. Способность Prius запускать электродвигатель короткими очередями, особенно на малых скоростях, творит чудеса с экономией топлива. Автомобиль полагается на мощность газового двигателя для ускорения и высоких скоростей, когда газовый двигатель работает с максимальной эффективностью.

Обычный бензиновый двигатель не справляется с медленной ездой по городу, например по переулкам и уличному движению.Именно в таких ситуациях Prius сияет. Prius включает электродвигатель на скорости ниже 15 миль в час, который получает энергию от большой аккумуляторной батареи внутри автомобиля.

Как заряжается аккумулятор Prius?

Аккумулятор Prius Hybrid заряжается в нормальном ездовом цикле. Гибридную версию никогда не нужно подключать для подзарядки аккумулятора, потому что Prius сам управляет зарядом аккумулятора и поддерживает его подзарядку, используя мощность от бензинового двигателя и / или мощность, восстанавливаемую во время торможения или замедления.

Тем не менее, Prius Plug-in Hybrid, как и новый Prius Prime, также восстанавливает энергию во время движения, используя встроенную технологию рекуперативного торможения, но также может быть подключен к зарядной станции уровня 1 или уровня 2. Регенеративное торможение — это механизм рекуперации энергии, который замедляет электромобиль, преобразовывая его кинетическую энергию в форму, которую можно использовать немедленно или сохранять до тех пор, пока она не понадобится.

Настоящая изобретательность Prius проявляется в переработанной мощности.Prius является ярким примером рекуперативной мощности, а его запатентованная система рекуперативного торможения является вершиной этой концепции.

Как работает рекуперативное торможение?

Рекуперативное торможение происходит, когда автомобиль начинает тормозить или замедляться. Когда автомобиль замедляется, двигатель все еще выдает мощность. Одновременно автомобиль выключает двигатель, экономя заряд аккумулятора и бензина вашего электромобиля. Этот процесс перерабатывает энергию, которая иначе была бы потрачена впустую на замедление и торможение.

Регенеративное торможение — неотъемлемая часть работы Prius. Именно система рекуперативного торможения сделала Prius одним из лучших гибридов на рынке на протяжении многих лет. Флагманский гибрид Toyota был первым, кто интегрировал этот тип системы рециркуляции энергии в автомобиль, что позволило двигателю меньше полагаться на бензин. Кроме того, система рекуперативного торможения помогает продлить срок службы автомобильного аккумулятора. Чем меньше нужно заряжать батарею от источника электричества, тем дольше она прослужит.

Как работает двигатель Prius?

С двумя разными источниками энергии вы можете спросить себя, как именно работает двигатель в Prius? Проще говоря, у Prius, как и у большинства гибридов, два мотора. Prius имеет небольшой бензиновый двигатель, какой вы найдете в субкомпактном автомобиле эконом-класса, но у него также есть небольшой электродвигатель, какой вы найдете в небольшом электромобиле. Эти два двигателя выполняют две очень разные функции в отношении работы транспортного средства.

Электродвигатель питается от никель-металлгидридной аккумуляторной батареи мощностью 1,3 кВтч и отвечает за питание полностью электрических компонентов автомобиля. Как и в обычном автомобиле с бензиновым двигателем, такие вещи, как внутреннее освещение, стереосистема и даже автоматические стеклоподъемники, управляются аккумулятором. Однако, в отличие от традиционной газовой батареи, батарея в Prius также отвечает за движение автомобиля.

Электрическая батарея обеспечивает всю мощность, необходимую для движения автомобиля со скоростью 15 миль в час или меньше.Использование заряда аккумулятора на низких скоростях — одна из основных причин, по которой Prius отлично подходит для езды по городу. Независимо от того, едете ли вы по переулкам или находитесь в пробке, использование двигателя с батарейным питанием позволяет Prius повысить топливную экономичность. Однако, когда Prius достигает скорости 16 миль в час или выше, включается бензиновый двигатель. Энергия, производимая газовым двигателем, также заряжает рекуперативную батарею автомобиля. Автомобиль использует только бензиновый двигатель для ускорения.На крейсерских скоростях, когда автомобиль не толкают для ускорения, автомобиль использует только газовый двигатель.

Именно на максимальной крейсерской скорости газовые двигатели наиболее эффективны, и в результате Prius выключает электродвигатель, чтобы продлить срок службы батареи. Кроме того, Prius использует энергию, создаваемую газовым двигателем, а также вращающимися колесами, и сохраняет эту энергию в аккумуляторной батарее. Когда Prius полностью останавливается, оба двигателя полностью выключаются, и остается только электричество автомобиля.

Но как Prius может переключаться между двигателями?

Prius использует трансмиссию с разделением мощности для переключения между двигателями. Во время резкого ускорения Prius будет использовать трансмиссию с разделением мощности, чтобы объединить крутящий момент электродвигателя и газового двигателя.

Коробка передач с разделением мощности также управляет переключением между электродвигателем и бензиновым двигателем. Отметка 15 миль в час очень важна для внутренней работы Prius.Если скорость превышает 15 миль в час, то трансмиссия с разделением мощности приводит в действие бензиновый двигатель автомобиля, одновременно останавливая газовый двигатель. Благодаря продуманному дизайну двух отдельных цепей двигателя, в Prius никогда не бывает кроссовера между бензиновым и электродвигателем. Коробка передач с разделением мощности действует как релейный переключатель, который определяет, как и когда автомобиль получает питание от одного или обоих двигателей.

Моя батарея Prius когда-либо полностью разряжается?

Если вы регулярно используете свой Prius, аккумулятор никогда полностью не разрядится.Коробка передач с разделением мощности гарантирует, что Prius переключится с электрического на газ до того, как батарея достигнет критически низкого уровня заряда. Кроме того, пока автомобиль движется, аккумулятор постоянно заряжается. Единственное предостережение в том, что если ваш Prius остается полностью неподвижным в течение длительного периода времени, аккумулятор полностью разрядится.

Стандартная батарея в Prius составляет всего 12 вольт, но все больше автопроизводителей переходят на 48-вольтовые батареи, чтобы повысить эффективность гибридного топлива. 12-вольтовая батарея означает, что батарее требуется всего около четырех недель, чтобы избавиться от всех своих электрических зарядов.Этот процесс может быть даже короче, в зависимости от того, заперт ли автомобиль с включенной системой сигнализации. Хотя система безопасности вашего Prius требует небольшого количества электроэнергии, этого достаточно, чтобы полностью разрядить аккумулятор примерно за 3 недели. В связи с этим руководство пользователя Toyota рекомендует запускать каждый Prius не менее 30 минут каждые две недели.

Если аккумулятор разряжен, его можно зарядить, запустив автомобиль. Если аккумулятор полностью разрядится, вы, вероятно, столкнетесь с огромной суммой замены.Из-за хрупкого баланса электрической системы Prius очень важно запускать автомобиль каждые две недели, чтобы поддерживать правильный заряд. Обычно период более четырех недель влияет не только на батарею, но и на топливо. Топливо может стать липким и практически непригодным для использования через достаточно долгое время, поэтому, если вы планируете оставить Prius без работы в течение длительного времени, следуйте этим рекомендациям:

1. Попросите друга или члена семьи позаботиться о вашем автомобиле. Это гарантирует, что вашему автомобилю будет уделяться должное внимание, необходимое для поддержания правильного заряда аккумулятора.
2. Отсоедините аккумулятор от автомобиля. Отключив аккумулятор, вы можете быть уверены, что аккумулятор не разрядится из-за транспортного средства. Однако все батареи со временем разряжаются даже без использования, поэтому используйте эту опцию, только если вы уезжаете в длительный отпуск и т. Д.
3. Подкачайте аккумулятор перед тем, как оставить его. Хотя Toyota рекомендует запускать машину каждые две недели, вероятно, есть больше возможностей, чем они упоминают. Если какой-либо из вышеперечисленных вариантов невозможен, отправляйтесь на долгую поездку на Prius, чтобы зарядить аккумулятор.Придерживайтесь автомагистралей, чтобы машина не перешла в режим работы только на электричестве, и как можно дольше двигайтесь накатом, чтобы подзарядить аккумулятор.

Аккумулятор является важной частью механики Prius. Хотя батарея обеспечивает лишь часть мощности, необходимой для работы, мощность, которую она обеспечивает, позволяет Prius обеспечивать экономию топлива и низкие выбросы, которыми он славится. Вся конструкция Prius сосредоточена на обеспечении энергией аккумулятора. В результате аккумулятор может обеспечить достаточную мощность для езды на низкой скорости, что делает его идеальным автомобилем для мира, полного пассажиров пригородных поездов.

Готовы заряжать быстрее, умнее, чище?

В Магазин

Тойота Гибрид — как это работает?

С 1997 года водители наслаждаются большей экономией топлива, более низкими эксплуатационными расходами и непревзойденным уровнем комфорта и изысканности благодаря гибридной технологии Toyota. Сегодня ассортимент Toyota гибридных автомобилей включает небольшие гибриды, такие как Toyota Yaris Hybrid , автомобили семейного размера, такие как Toyota Prius , Corolla и C-HR, даже универсалы, такие как Corolla Hybrid Touring Sports . .Но задумывались ли вы, как работают гибридные автомобили?

Читайте дальше, чтобы узнать, что такое гибридная приводная система Toyota, как она работает и как она приносит пользу окружающей среде и вашему кошельку.

Что такое гибрид?

Проще говоря, «гибрид» — это транспортное средство с двумя или более источниками энергии. В большинстве гибридных дорожных автомобилей используется обычный двигатель внутреннего сгорания в паре с электродвигателем, но то, как они работают вместе, означает, что существует несколько различных типов гибридных установок.

Начиная с оригинального Prius, Toyota впервые представила гибридную систему full , в которой используются две отдельные силовые установки — электродвигатель с батарейным питанием и бензиновый двигатель внутреннего сгорания, которые могут работать вместе для управления автомобилем или могут использоваться по отдельности. .Это самая популярная гибридная система в мире, и с момента запуска Prius в Японии в августе 1997 года было продано более 15 миллионов единиц .

Второй вид гибрида известен как parallel . В качестве основного источника энергии в нем используется обычный двигатель внутреннего сгорания, а между двигателем и коробкой передач установлен электродвигатель. Эта компоновка имеет тенденцию к более ограниченным функциям, чем полный гибрид, и установка электродвигателя в очень маленькое пространство также ограничивает его мощность и диапазон электромобиля.

Наконец, третий гибридный вариант — это серия типа . В этом типе транспортного средства электродвигатель обеспечивает весь привод. Обычный двигатель внутреннего сгорания не подключен к трансмиссии, а вместо этого работает как генератор для питания электродвигателя. Основным препятствием для серийного гибрида является сохранение его эффективности после разрядки аккумулятора. По этой причине серийные гибриды встречаются редко.

Тойота гибрид — как работает система?

Гибридная система привода Toyota состоит из шести основных компонентов: бензинового двигателя, электродвигателя, электрогенератора, блока управления мощностью и устройства разделения мощности, в котором используется специальный тип коробки передач для плавного распределения мощности от двигателя, двигателя и генератора.

Это умная, экономящая топливо технология, которая может плавно и автоматически переключаться с электрической мощности на обычную мощность двигателя. Наша гибридная система, способная адаптироваться к различным условиям движения, интеллектуально контролирует мощность, поступающую от обоих источников, и сообщает автомобилю, как их комбинировать для достижения максимальной эффективности и производительности.

Система обеспечивает истинную синергию между двумя источниками питания. Когда двигатель работает, он заряжает аккумулятор через генератор; когда условия движения позволяют это, например, в медленно движущемся транспортном потоке, генератор может отключить бензиновый двигатель и позволить электродвигателю перейти на режим движения с нулевым уровнем выбросов.Сложная система управления двигателем может определить, когда автомобиль остановлен, и выключить двигатель, чтобы сберечь мощность и сократить выбросы, автоматически запустившись снова при необходимости.

Аккумулятор хорошо заряжается системой, поэтому Toyota с гибридным приводом не нужно подключать к электросети для подзарядки.

Тем не менее, Toyota действительно производит подключаемые гибридные электромобили для людей, которые могут использовать ее больший запас хода более 30 миль в режиме электромобиля, а также автомобили, которые преобразуют водород в электричество.Чтобы узнать больше о различных типах гибридных и электрифицированных автомобилей по , нажмите здесь .

Как заряжаются аккумуляторы?

Гибридная система Toyota заряжает аккумулятор двумя способами. Во-первых, как уже упоминалось, бензиновый двигатель приводит в действие генератор для зарядки аккумулятора. Второй метод — это рекуперативное торможение, система, которая эффективно использует энергию торможения.

Каждый раз, когда вы нажимаете ногу на тормоз или отпускаете акселератор, система направляет энергию обратно в аккумулятор, где она, по сути, перерабатывается.Вместо того чтобы терять энергию в виде тепла или шума от тормозов, она улавливается, а затем используется для питания электродвигателя. Это особенно эффективно при остановке и запуске движения, когда система восстанавливает и накапливает большое количество энергии, делая автомобиль в целом более эффективным.

Для PHEV, такого как Prius Plug-in , бортовую батарею также можно заряжать дома от сети или в специальных точках зарядки во время поездки, что позволяет увеличить запас хода электромобиля до 30 миль.

На сколько хватает заряда гибридных аккумуляторов?

Аккумуляторы в гибридных автомобилях Toyota — это эффективные, устойчивые к коррозии блоки, рассчитанные на длительный срок службы, поэтому стандартная гарантия на аккумуляторы Toyota составляет пять лет или 100 000 миль и может быть продлена до 15 лет без ограничения общего пробега — подробнее об этом здесь .

Батареи — это существенные блоки, которые должны сохранять достаточное напряжение для питания автомобиля без помощи бензинового двигателя. Это правда, что их производство оказывает небольшое дополнительное воздействие на окружающую среду, но это более чем компенсируется экологическими преимуществами вождения гибридного автомобиля.Фактически, мы развеяли этот гибридный миф, наряду с другими, в этой публикации .

Toyota также стремится утилизировать аккумуляторы своих гибридных автомобилей, которые могут быть переработаны для изготовления новых аккумуляторов или перепрофилированы в другие формы стационарного накопления энергии — это можно организовать через вашего дилера Toyota. Мы уже восстанавливаем более 90% гибридных аккумуляторных батарей из наших автомобилей и нацелены на 100% восстановление.

Отличается ли двигатель от двигателя обычного автомобиля?

Короче да.Двигатель внутреннего сгорания, используемый в гибриде Toyota, использует несколько иной цикл двигателя, чем традиционный четырехтактный цикл типа Отто. Этот модифицированный четырехтактный цикл, получивший название цикла Аткинсона, производит меньше тепла и, следовательно, более эффективен.

Охлаждение камеры внутреннего сгорания с использованием рециркулирующих выхлопных газов позволяет избежать проблемы, с которой сталкиваются двигатели с традиционными циклами: впрыск большего количества топлива, чем необходимо для снижения температуры сгорания и предотвращения перегрева каталитических нейтрализаторов.Традиционное средство работает, но при этом расходуется больше топлива. Однако решение Toyota более экономично и очень надежно .

Более глубокий анализ использования Toyota цикла Аткинсона можно прочитать здесь .

Нужно ли мне водить иначе, чтобы максимально использовать гибридные технологии?

Вовсе нет. Поскольку Toyota сделала гибридную систему полностью автоматической, она оптимизирует ее работу и минимизирует расход топлива для каждого водителя. Вы можете расслабиться и наслаждаться поездкой!

Вы можете узнать больше об опыте вождения гибрида Toyota в , прочитав статью , в которой автомобильный журналист Тим ​​Диксон тестирует Corolla Hybrid.

Есть также несколько общих советов, многие из которых относятся к максимальной экономии топлива как гибридных, так и негибридных автомобилей, на по этой ссылке .

Чтобы узнать больше о нашем полном ассортименте гибридных автомобилей, щелкните здесь .

Как работает гибридный автомобиль?

Как работает гибридный автомобиль? | Тойота Клермон

Знаете ли вы, что Toyota из Клермонта предлагает широкий выбор гибридных автомобилей в нашем представительстве?

---

Если вы слышали об удивительной топливной экономичности и невероятно экологичных характеристиках гибридов, таких как новая Toyota Prius, вы, вероятно, задаетесь вопросом, который задает большинство водителей — как это работает? Как гибридным автомобилям удается почти удвоить свою топливную экономичность и в то же время сделать свою работу более экологически чистой? У Toyota из Клермонта есть ответы — и они приходят в виде технологии Toyota Hybrid Synergy Drive!

Toyota Hybrid Synergy Drive Система

Каждая новая гибридная опция в Toyota в Клермонте оснащена специально разработанной Toyota технологией Hybrid Synergy Drive System.

• Это означает, что каждая из этих новых Toyota возле Орландо включает в себя как бензиновый двигатель, так и электродвигатель под капотом, а также гибридную батарею.
• Для чего нужны эти два источника питания? Они переключаются вперед и назад, чтобы гарантировать, что ваша новая Toyota использует источник, наиболее эффективный в данный момент в работе!

---

Что такое параллельный гибрид?

Toyota использует так называемую параллельную гибридную систему.Это означает, что электродвигатель и бензиновый двигатель независимы друг от друга и могут работать в одиночку ИЛИ одновременно.

• Ваша новая Toyota рядом с Орландо дополнительно может определить, какие из них следует использовать в нужное время, и переключает источники питания за вас, чтобы ваше вождение было максимально простым и эффективным.
• Большинство других гибридных автомобилей используют мягкую гибридную систему, в которой они в основном полагаются на бензиновый двигатель в качестве источника энергии. Это приводит к снижению топливной экономичности и увеличению выбросов, образующих смог, во время поездки.

Toyota Prius недалеко от Орландо: экономия топлива и экологичное время вождения

Нужно ли мне управлять новым гибридом Toyota иначе, чем бензиновым автомобилем?
Если вы выберете гибрид Toyota рядом с Орландо или любой другой вариант гибрида, вы сможете интегрировать экологически чистую энергию в свой привод, не поднимая пальца. Ваш зеленый автомобиль будет использовать электродвигатель, когда это возможно, чтобы максимизировать вашу топливную экономичность, переключаясь на бензиновый двигатель только при необходимости.

• Например, на холостом ходу или во время плавного ускорения гибрид Toyota полагается на электродвигатель в качестве источника энергии.
• Однако, когда он быстро ускоряется или движется на высоких скоростях, электродвигатель не обеспечивает достаточного количества энергии. В этих случаях гибрид Toyota заменяется бензиновым двигателем, чтобы доставить вас туда, куда вам нужно.
• Как только вы начинаете тормозить и снижать скорость, он снова переключается на электродвигатель!

Экологичность и топливная экономичность
Это приводит к тому, что новая Toyota Prius недалеко от Орландо получает рейтинг передовых технологий с частичным нулевым уровнем выбросов.

• Он серьезно сокращает выбросы, образующие смог, такие как углеводороды и оксиды азота.
• Кроме того, поскольку ваша новая Toyota по возможности использует электродвигатель, вы получаете невероятную топливную экономичность.
• Например, новая Toyota Prius может похвастаться 53 миль на галлон в городе и 48 миль на галлон на шоссе!

Если вы ищете способ быть дружелюбным к матери-природе и сократить расходы на топливо, то новая доступная по цене Toyota Prius — отличный вариант для вас.Тем не менее, у Toyota в Клермонте есть невероятный выбор новых Toyota недалеко от Орландо, которые используют гибридную технологию Toyota — приходите сегодня в наш дилерский центр, чтобы оценить разнообразие! Мы находимся по адресу 16851 State Road 50, Clermont, FL 34711, и у нас удобные часы работы!

Toyota of Clermont находится по адресу: 16851 State Road 50 • Клермон, Флорида 34711

Поиск

Поиск по ключевому слову

Поиск по фильтрам

Тип: новые, бывшие в употреблении, сертифицированные, бывшие в употреблении, год изготовления, модель

ИДТИ

Сохранено

СОХРАНЕННЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

У вас нет сохраненных машин!

Ищите эту ссылку в избранном:

Сохранить

Сохранив несколько транспортных средств, вы можете просмотреть их здесь в любое время.

No related posts.