Hibridinis automobilis nėra naujas išradimas. Pirmasis žingsnis link hibridinių transporto priemonių buvo žengtas 1665 m., kai jėzuitų kunigas Ferdinandas Verbiestas pradėjo kurti paprastos keturratės transporto priemonės, kuri galėtų būti varoma garais arba arkliais, planus. Pirmieji automobiliai su hibridiniu varikliu pasirodė XIX ir XX amžių sandūroje. Be to, kai kuriems kūrėjams pavyko pereiti nuo projektų prie smulkios gamybos. Nuo 1897 m. ir per ateinančius 10 metų prancūzų Compagnie Parisienne des Voitures Electriques gamino elektrinių ir hibridinių transporto priemonių partiją. 1900 metais General Electric sukūrė hibridinį automobilį su 4 cilindrų benzininiu varikliu. Ir „hibridiniai“ sunkvežimiai paliko Čikagos „Walker Vehicle Company“ surinkimo liniją iki 1940 m.
Žinoma, visa tai buvo tik prototipai ir nedidelės apimties automobiliai. Tačiau dabar didelis alyvos trūkumas ir ekonominė krizė paskatino hibridinių variklių kūrimą. Dabar pažiūrėkime atidžiau, kas yra hibridinis variklis ir kokia jo nauda? Hibridinis variklis yra dviejų variklių – elektros ir benzino – sistema. Priklausomai nuo darbo režimų, vienu metu arba atskirai galima įjungti ir benzininį, ir elektrinį. Šį procesą valdo galingas kompiuteris, kuris nusprendžia, kas šiuo metu turėtų veikti, tad važiuojant bėgiais įjungiamas benzininis variklis, nes baterijos trasoje neužteks. Jei automobilis važiuoja miesto režimu, tai čia jau naudojamas elektrinis variklis, abu veikia greitėjimo ar didelių apkrovų metu. Kol veikia benzininis variklis, akumuliatorius kraunamas. Toks variklis, net ir atsižvelgiant į tai, kad sistemoje naudojamas benzininis variklis, gali 90% sumažinti kenksmingų teršalų išmetimą į atmosferą ir tuo pačiu žymiai sumažinti benzino sąnaudas mieste (veikia tik benzininis variklis). greitkelyje, todėl ten nėra sutaupyti). 
Pradėkime nuo to, kaip automobilis juda. Judėjimo pradžioje ir esant mažam greičiui, dalyvauja tik akumuliatorius ir elektros varikliai. Akumuliatorijoje sukaupta energija patenka į energijos centrą, kuris, savo ruožtu, siunčia ją į elektros variklius, todėl automobilis juda sklandžiai ir tyliai. Padidinus greitį, vidaus degimo variklis yra prijungtas prie darbo, o momentas ant varomųjų ratų vienu metu tiekiamas iš elektros ir vidaus degimo variklių. Tuo pačiu metu dalis vidaus degimo variklio energijos patenka į generatorių, o dabar maitina elektros variklius, o energijos perteklių atiduoda akumuliatoriui, kuris pradžioje prarado dalį energijos rezervo. judėjimo. Važiuojant įprastu režimu automatiškai naudojama tik priekinių ratų pavara, visuose kituose – visų varančiųjų ratų pavara. Pagreičio režimu sukimo momentas ratams daugiausia ateina iš benzininio variklio, o elektros varikliai, jei reikia, padidina dinamiką, papildo vidaus degimo variklį. Vienas įdomiausių momentų – stabdymas. Elektroninės automobilio „smegenys“ pačios nusprendžia, kada naudoti hidraulinę stabdžių sistemą, o kada – regeneracinį, pirmenybę teikdamos pastarajai. Tai yra, tuo metu, kai nuspaudžiamas stabdžių pedalas, jie perkelia elektros variklius į „generatoriaus“ veikimo režimą ir sukuria ratų stabdymo momentą, generuodami elektrą ir tiekdami akumuliatorių per energijos centrą. Tai yra „hibrido“ akcentas. 
Klasikiniuose automobiliuose stabdymo energija visiškai prarandama, šilumos pavidalu paliekama per stabdžių diskus ir kitas dalis. Stabdymo energijos panaudojimas ypač efektyvus mieste, kai dažnai tenka stabdyti prie šviesoforo. Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM) integruoja ir valdo visas aktyvias saugos sistemas.
Vienas iš pirmųjų sėkmingų automobilių su hibridiniu varikliu, kuris išėjo į mases, buvo Toyota sukurtas Toyota Prius, kuris 100 km (mieste) sunaudoja 3,2 litro benzino. Toyota taip pat išleido visureigį su hibridiniu Lexus RX400h varikliu.Tokio automobilio kaina, priklausomai nuo komplektacijos, svyruoja nuo 68 iki 77 tūkstančių dolerių. Pažymėtina, kad pirmosios „Toyota Prius“ versijos tiek greičiu, tiek galia nusileido tos pačios klasės automobiliams, tačiau „Lexus RX400h“ savo klasės draugams niekuo nenusileidžia nei greičiu, nei galia. 
Pasaulyje pirmaujantys automobilių koncernai taip pat atkreipė dėmesį į hibridinius variklius kaip degalų taupymo ir aplinkos taršos problemos sprendimą. Taigi „Volvo Group“ paskelbė apie hibridinio variklio kūrimą sunkvežimiams, vilkikams, puspriekabėms ir autobusams. Bendrovės kūrėjai tikisi, kad jų sumanymas leis sutaupyti 35% degalų.
Su visa tai reikia pasakyti, kad hibridiniai automobiliai „su trenksmu“ iki šiol ėjo tik Šiaurės Amerikoje (Kanadoje ir JAV). O Amerikoje jų paklausa vis labiau auga, nes iki pastarųjų metų ten buvo populiarūs automobiliai, sunaudojantys daug degalų, o pradėjus staigiai ir staigiai brangti degalams, amerikiečiai aštriai galvojo apie jų taupymą ir kaip problemos sprendimą jie pradėjo naudoti automobilius su hibridiniais varikliais. Europoje hibridinių variklių atsiradimas buvo vertinamas ramiai, nes ten jie važinėja ekonomišku ir ekologiškesniu nei benzininiu varikliu – senu geru dyzelinu. Skirtingai nei JAV, Europoje daugiau nei 50% automobilių yra su dyzeliniais varikliais. Be to, dyzeliniai automobiliai yra pigesni nei hibridiniai, paprastesni ir patikimesni. Juk visi žino, kad kuo sudėtingesnė sistema, tuo mažiau patikima! Ir būtent dėl jų sudėtingumo ir kaprizingumo posovietinėje erdvėje hibridinių automobilių praktiškai nėra. Oficialūs pardavėjai jų čia neatveža. Ir bet kuris tokio automobilio savininkas neišvengiamai susidurs su degalinių problema. Neturime degalinių, kurie užsiimtų hibridiniais automobiliais. Ir jūs negalite pataisyti tokios mašinos patys!
Toyota Prius Transporto priemonės valdymas įvairiais važiavimo režimais
Įvairių gamybos metų Prius automobilių palyginamieji duomenys
Vidaus degimo variklis Toyota Prius
Toyota Prius turi 1497 kub. kub. cm darbinio tūrio vidaus degimo variklį (ICE), kuris yra neįprastai mažas 1300 kg sveriančiam automobiliui. Tai įmanoma dėl elektros variklių ir akumuliatorių, kurie padeda ICE, kai reikia daugiau galios. įprastas automobilis, variklis skirtas dideliam įsibėgėjimui ir važiavimui į stačią įkalnę, todėl beveik visada dirba mažu efektyvumu.30-ame kėbule naudojamas kitoks variklis, 2ZR-FXE, 1,8 litro.Kadangi automobilio negalima prijungti prie miesto tinklo maitinimo (kurį artimiausiu metu planuoja įdiegti japonų inžinieriai), kito ilgalaikio energijos šaltinio nėra ir šis variklis turi tiekti energiją akumuliatoriui įkrauti, taip pat automobiliui perkelti ir energijos papildomi vartotojai, tokie kaip oro kondicionierius, elektrinis šildytuvas, garso ir kt. .e Toyota žymėjimas variklis Prius - 1NZ-FXE. Šio variklio prototipas yra 1NZ-FE variklis, kuris buvo montuojamas Yaris, Bb, Fun Cargo", Platz automobiliuose. Daugelio 1NZ-FE ir 1NZ-FXE variklių dalių konstrukcija yra vienoda. Pavyzdžiui, cilindras Bb, Fun Cargo, Platz ir Prius 11 blokai Tačiau 1NZ-FXE variklis naudoja kitokią karbiuracijos schemą, todėl yra susiję konstrukcijos skirtumai. 1NZ-FXE variklis naudoja Atkinsono ciklą, o 1NZ-FE variklis naudoja tradicinis Otto ciklas.
Otto ciklo variklyje įsiurbimo proceso metu į cilindrą patenka oro ir kuro mišinys. Tačiau slėgis įsiurbimo kolektoriuje yra mažesnis nei cilindre (nes srautą valdo droselis), todėl stūmoklis atlieka papildomą darbą, įsiurbdamas oro ir kuro mišinį, veikdamas kaip kompresorius. Įsiurbimo vožtuvas užsidaro šalia apatinės negyvosios vietos. Mišinys cilindre suspaudžiamas ir užsidega tuo metu, kai atsiranda kibirkštis. Priešingai, Atkinsono ciklas neuždaro įsiurbimo vožtuvo apatiniame negyvajame taške, bet palieka jį atidarytą, kol stūmoklis pradeda kilti. Dalis oro ir degalų mišinio įleidžiama į įsiurbimo kolektorių ir panaudojama kitame cilindre. Taigi, lyginant su Otto ciklu, siurbimo nuostoliai yra mažesni. Kadangi sumažėja susispaudžiančio ir degančio mišinio tūris, slėgis suspaudžiant pagal šią mišinio formavimo schemą taip pat sumažėja, todėl suspaudimo laipsnį galima padidinti iki 13, nerizikuojant detonuoti. Padidinus suspaudimo laipsnį, padidėja šiluminis efektyvumas. Visos šios priemonės prisideda prie variklio degalų naudojimo efektyvumo ir ekologiškumo. Atsipirkimas yra variklio galios sumažėjimas. Taigi 1NZ-FE variklio galia siekia 109 AG, o 1NZ-FXE – 77 AG.
Variklis/Generatoriai Toyota Prius
Toyota Prius turi du elektros variklius/generatorius. Jie yra labai panašūs savo dizainu, tačiau skiriasi dydžiu. Abu yra trifaziai nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai. Pavadinimas yra sudėtingesnis nei pats dizainas. Rotorius (sukasi dalis) yra didelis, galingas magnetas ir neturi jokių elektros jungčių. Statoriuje (fiksuota dalis, pritvirtinta prie automobilio kėbulo) yra trys apvijų rinkiniai. Kai srovė teka tam tikra kryptimi per vieną apvijų rinkinį, rotorius (magnetas) sąveikauja su apvijos magnetiniu lauku ir yra nustatytas tam tikroje padėtyje. Leidžiant srovę nuosekliai per kiekvieną apvijų rinkinį, pirmiausia viena kryptimi, o paskui kita, rotorius gali būti perkeltas iš vienos padėties į kitą ir taip priversti jį suktis. Žinoma, tai supaprastintas paaiškinimas, tačiau tai parodo tokio tipo variklio esmę. Jei išorinė jėga pasuka rotorių, srovė teka per kiekvieną apvijų rinkinį paeiliui ir gali būti naudojama akumuliatoriui įkrauti arba kitam varikliui maitinti. Taigi, vienas įtaisas gali būti variklis arba generatorius, priklausomai nuo to, ar srovė teka per apvijas, kad pritrauktų rotoriaus magnetus, ar srovė išleidžiama, kai kokia nors išorinė jėga pasuka rotorių. Tai dar labiau supaprastinta, bet padės paaiškinti giliau.
Variklis / generatorius 1 (MG1) yra prijungtas prie galios paskirstymo įrenginio (PSD) saulės pavaros. Jis yra mažesnis iš dviejų ir jo maksimali galia yra apie 18 kW. Dažniausiai jis užveda vidaus degimo variklį ir reguliuoja vidaus degimo variklio sūkius, keisdamas pagaminamos elektros kiekį. Variklis/generatorius 2 (MG2) yra prijungtas prie planetinės pavaros žiedinės pavaros (galios paskirstymo įrenginio) ir toliau per pavarų dėžę prie ratų. Todėl jis tiesiogiai vairuoja automobilį. Tai yra didesnis iš dviejų variklių generatorių ir jo maksimali galia yra 33 kW (50 kW Prius NHW-20). MG2 kartais vadinamas „traukos varikliu“, o įprastas jo vaidmuo yra varyti automobilį kaip variklį arba grąžinti stabdymo energiją kaip generatorius. Abu varikliai/generatoriai aušinami antifrizu.
Toyota Prius inverteris
Kadangi varikliai/generatoriai veikia kintamosios srovės trifaze srove, o baterija, kaip ir visos baterijos, gamina nuolatinę srovę, reikalingas tam tikras įrenginys, norint konvertuoti vieną srovę į kitą. Kiekvienas MG turi „keitiklį“, kuris atlieka šią funkciją. Inverteris sužino rotoriaus padėtį iš jutiklio ant MG veleno ir valdo srovę variklio apvijose, kad variklis veiktų reikiamu greičiu ir sukimo momentu. Inverteris keičia srovę apvijoje, kai rotoriaus magnetinis polius praeina tą apviją ir pereina į kitą. Be to, keitiklis į apvijas tiekia baterijos įtampą, o po to vėl labai greitai (aukštu dažniu) išjungia, kad pakeistų vidutinę srovės vertę, taigi ir sukimo momentą. Išnaudodamas variklio apvijų „savaiminį induktyvumą“ (elektros ritių savybę, kuri priešinasi besikeičiančiai srovei), keitiklis iš tikrųjų gali stumti daugiau srovės per apviją, nei tiekiama iš akumuliatoriaus. Jis veikia tik tada, kai įtampa per apvijas yra mažesnė už akumuliatoriaus įtampą, todėl taupoma energija. Tačiau kadangi srovės dydis per apviją lemia sukimo momentą, ši srovė leidžia pasiekti labai didelį sukimo momentą esant mažam greičiui. Maždaug iki 11 km/h greičiu MG2 gali generuoti 350 Nm (400 Nm Prius NHW-20) sukimo momentą prie pavarų dėžės. Būtent todėl automobilis gali pradėti judėti priimtinu pagreičiu nenaudojant pavarų dėžės, kuri dažniausiai padidina vidaus degimo variklio sukimo momentą. Įvykus trumpajam jungimui ar perkaitimui, keitiklis išjungia aukštos įtampos mašinos dalį. Tame pačiame įrenginyje su keitikliu taip pat yra keitiklis, skirtas kintamosios srovės įtampai atvirkščiai konvertuoti į DC -13,8 voltus. Šiek tiek nukrypstant nuo teorijos, šiek tiek praktikos: inverteris, kaip ir variklių generatoriai, aušinamas nepriklausoma aušinimo sistema. Ši aušinimo sistema maitinama elektriniu siurbliu. Jei 10 korpuse šis siurblys įsijungia, kai hibridinio aušinimo kontūro temperatūra pasiekia apie 48 ° C, tada 11 ir 20 korpusuose naudojamas kitoks šio siurblio veikimo algoritmas: būti „už borto“ bent -40 laipsnių, siurblys vis tiek pradės dirbti jau įjungus degimą. Atitinkamai, šių siurblių ištekliai yra labai, labai riboti. Kas atsitinka, kai siurblys užstringa arba perdega: pagal fizikos dėsnius, šildomas antifrizas iš MG (ypač MG2) pakyla aukštyn - į keitiklį. O keitiklyje jis turi vėsinti galios tranzistorius, kurie esant apkrovai gerokai įkaista. Rezultatas – jų nesėkmė, t.y. dažniausia 11 korpuso klaida: P3125 - keitiklio gedimas dėl perdegusio siurblio. Jei šiuo atveju galios tranzistoriai atlaiko tokį bandymą, tada MG2 apvija perdega. Tai dar viena dažna 11 korpuso klaida: P3109. 20 korpuse japonų inžinieriai patobulino siurblį: dabar rotorius (sparnuotė) sukasi ne horizontalioje plokštumoje, kur visa apkrova eina į vieną atraminį guolį, o vertikalioje, kur apkrova paskirstoma tolygiai per 2 guolius. . Deja, tai padidino mažai patikimumo. Vien 2009 m. balandžio-gegužės mėnesiais mūsų dirbtuvėse buvo pakeisti 6 siurbliai ant 20 kėbulų. Praktinis patarimas 11 ir 20 Prius savininkams: bent kartą per 2–3 dienas įjunkite gaubtą 15–20 sekundžių, kai įjungtas degimas arba važiuojama mašina. Iš karto pamatysite antifrizo judėjimą hibridinės sistemos išsiplėtimo bakelyje. Po to galite saugiai vairuoti. Jei ten nėra antifrizo judėjimo, jūs negalite vairuoti automobilio!
Toyota Prius aukštos įtampos akumuliatorius
aukštos įtampos baterija(sutrumpintai VVB Toyota Prius) Prius 10 korpuse susideda iš 240 elementų, kurių vardinė įtampa 1,2 V, labai panašių į D dydžio žibintuvėlio bateriją, sujungtų į 6 dalis, į vadinamuosius „bambukus“ (išvaizda yra šiek tiek panašumo). „Bambukai“ montuojami po 20 vienetų 2 korpusuose. Bendra vardinė VVB įtampa yra 288 V. Darbinė įtampa tuščiosios eigos režimu svyruoja nuo 320 iki 340 V. VVB įtampai nukritus iki 288 V, vidaus degimo variklio užvedimas tampa neįmanomas. Tokiu atveju ekrane užsidegs baterijos simbolis su viduje esančia piktograma „288“. Vidaus degimo varikliui užvesti japonai 10 korpuse naudojo įprastą įkroviklį, į kurį patenkama iš bagažinės. Dažnai užduodami klausimai, kaip juo naudotis? Atsakau: pirma, kartoju, kad jį galima naudoti tik tada, kai ekrane rodoma piktograma „288“. Priešingu atveju, paspaudus mygtuką „START“, tiesiog išgirsite nemalonų girgždėjimą, užsidegs raudona „error“ lemputė. Antra: prie mažos baterijos gnybtų reikia pajungti „donorą“, t.y. arba įkroviklį, arba gerai įkrautą galingą akumuliatorių (bet jokiu būdu ne paleidimo įrenginį!). Po to, kai degimas IŠJUNGTAS, paspauskite mygtuką „START“ bent 3 sekundes. Kai užsidegs žalia lemputė, VVB pradės krauti. Jis baigsis automatiškai po 1-5 minučių. Šio įkrovimo visiškai pakanka 2-3 vidaus degimo variklio paleidimams, po kurių VVB bus įkraunamas iš keitiklio. Jei 2-3 paleidimai nepaleido vidaus degimo variklio (o tuo pačiu metu ekrane rodomas užrašas READY ("Parengtas") turėtų ne mirksėti, o degti nuolat), tuomet būtina sustabdyti nenaudingus paleidimus. ir ieškokite gedimo priežasties. 11 korpuse VVB sudaro 228 elementai po 1,2 V, sujungti į 38 mazgus iš 6 elementų, kurių bendra vardinė įtampa yra 273,6 V.
Visa baterija sumontuota už galinės sėdynės. Tuo pačiu metu elementai nebėra oranžiniai „bambukai“, o plokšti moduliai pilkuose plastikiniuose korpusuose. Maksimali akumuliatoriaus srovė yra 80 A iškraunant ir 50 A įkraunant. Nominali akumuliatoriaus talpa yra 6,5 Ah, tačiau automobilio elektronika leidžia išnaudoti tik 40% šios talpos, siekiant prailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Įkrovimo būsena gali keistis tik nuo 35 % iki 90 % viso vardinio įkrovimo. Padauginus akumuliatoriaus įtampą ir jos talpą, gauname vardinį energijos rezervą - 6,4 MJ (megadžauliais), o naudingąjį rezervą - 2,56 MJ. Šios energijos pakanka keturis kartus pagreitinti automobilį, vairuotoją ir keleivį iki 108 km/h (be vidaus degimo variklio pagalbos). Tokiam energijos kiekiui pagaminti vidaus degimo varikliui reikėtų maždaug 230 mililitrų benzino. (Šie skaičiai pateikiami tik tam, kad susidarytumėte supratimą apie akumuliatoriuje sukauptos energijos kiekį.) Transporto priemonės negalima važiuoti be degalų, net ir ilgai leidžiantis nuo 90% vardinio įkrovimo. Dažniausiai naudojate apie 1 MJ akumuliatoriaus energijos. Nemažai VVB į remontą patenka būtent po to, kai savininkui baigiasi degalai (šiuo atveju švieslentėje užsidegs piktograma „Patikrinti variklį“ ir trikampis su šauktuku), tačiau savininkas bando „ištiesti ranką“ prie degalų papildymo. Kai elementų įtampa nukrenta žemiau 3 V, jie „miršta“. 20-ajame korpuse japonų inžinieriai nuėjo kitu keliu, kad padidintų galią: sumažino elementų skaičių iki 168, t.y. liko 28 moduliai. Tačiau norint naudoti inverteryje, akumuliatoriaus įtampa pakeliama iki 500 V naudojant specialų stiprintuvą. Vardinės MG2 įtampos padidėjimas NHW-20 korpuse leido padidinti jo galią iki 50 kW nekeičiant matmenų.
„Prius“ turi ir pagalbinį akumuliatorių. Tai 12 voltų, 28 ampervalandžių švino rūgšties akumuliatorius, kuris yra kairėje bagažinės pusėje (20 korpuse - dešinėje). Jo paskirtis – įjungti elektroniką ir priedus, kai išjungta hibridinė sistema ir išjungta pagrindinė aukštos įtampos akumuliatoriaus relė. Veikiant hibridinei sistemai 12V šaltinis yra DC/DC keitiklis iš aukštos įtampos sistemos į 12V DC.Jis prireikus įkrauna ir pagalbinį akumuliatorių. Pagrindiniai valdymo blokai bendrauja per vidinę CAN magistralę. Likusios sistemos bendrauja per Body Electronics Area Network. VVB turi ir savo valdymo bloką, kuris stebi elementų temperatūrą, ant jų esančią įtampą, vidinę varžą, taip pat valdo VVB įmontuotą ventiliatorių. Ant 10 korpuso yra 8 temperatūros jutikliai, kurie yra termistoriai, ant pačių "bambukų", o 1 yra įprastas VVB oro temperatūros valdymo jutiklis. 11-oje korpuse -4 +1, o 20-oje -3 +1.
Toyota Prius galios paskirstymo blokas
Vidaus degimo variklio ir variklių/generatorių sukimo momentas ir energija sujungiami ir paskirstomi planetiniu pavarų rinkiniu, Toyota vadinamu „galios padalijimo įrenginiu“ (PSD, Power Split Device). Ir nors jį pagaminti nėra sunku, šį įrenginį gana sunku suprasti, o dar sudėtingiau visapusiškai apsvarstyti visus pavaros veikimo režimus. Todėl maitinimo paskirstymo įrenginio aptarimui skirsime dar keletą temų. Trumpai tariant, tai leidžia „Prius“ vienu metu veikti tiek serijiniu, tiek lygiagrečiuoju hibridiniu režimais ir gauti tam tikrus kiekvieno režimo privalumus. ICE gali pasukti ratus tiesiogiai (mechaniškai) per PSD. Tuo pačiu metu iš vidaus degimo variklio galima paimti kintamą energijos kiekį ir paversti elektra. Jis gali įkrauti akumuliatorių arba būti perduotas vienam iš variklių / generatorių, kad padėtų pasukti ratus. Šio mechaninio / elektrinio galios paskirstymo lankstumas leidžia „Prius“ pagerinti degalų efektyvumą ir valdyti išmetamųjų teršalų kiekį vairuojant, o tai neįmanoma naudojant standžią mechaninę jungtį tarp vidaus degimo variklio ir ratų, kaip lygiagrečiame hibride, tačiau neprarandant elektros energija, kaip ir serijiniame hibride. Dažnai sakoma, kad „Prius“ turi CVT (Continue Variable Transmission) – nuolat kintamą arba „nuolat kintamą“ transmisiją, tai yra PSD galios paskirstymo blokas. Tačiau įprastas CVT veikia lygiai taip pat, kaip ir įprasta transmisija, išskyrus tai, kad pavaros santykis gali keistis nuolat (tolygiai), o ne nedideliu žingsnių diapazonu (pirma pavara, antra pavara ir kt.). Kiek vėliau pažiūrėsime, kuo PSD skiriasi nuo įprastos bepakopės transmisijos, t.y. variatorius.
Dažniausiai dažniausiai užduodamas klausimas apie Prius automobilio „dėžutę“: kokia alyva ten pilama, kiek tūrio ir kaip dažnai ją keisti. Labai dažnai tarp autoservisų darbuotojų susiformuoja tokia klaidinga nuomonė: kadangi žievėje nėra matuoklio, vadinasi, alyvos ten visai nereikia keisti. Dėl šios klaidingos nuomonės žuvo ne viena dėžutė.
10 korpusas: darbinis skystis T-4 - 3,8 litro.
11 korpusas: darbinis skystis T-4 - 4,6 litro.
20 korpusas: ATF WS darbinis skystis - 3,8 litro. Keitimo laikotarpis: nuvažiavus 40 tūkst. Pagal japoniškus terminus alyva keičiama kas 80 tūkst. km, tačiau ypač sunkiomis eksploatavimo sąlygomis (o japonai automobilių eksploatavimą Rusijoje priskiria šioms ypač sunkioms sąlygoms – ir mes su jomis solidarizuojamės) alyva turėtų būti keisti 2 kartus dažniau.
Papasakosiu apie pagrindinius dėžių priežiūros skirtumus, t.y. apie alyvos keitimą. Jei 20-ame korpuse, norint pakeisti alyvą, tereikia atsukti išleidimo kaištį ir, išleidus seną, įpilti naujos alyvos, tai ant 10 ir 11 korpusų tai nėra taip paprasta. Šių mašinų alyvos keptuvės konstrukcija pagaminta taip, kad jei tiesiog atsuksite išleidimo kaištį, nutekės tik dalis alyvos, o ne pati nešvariausia. O nešvariausios alyvos su kitomis šiukšlėmis (hermetiko gabalėliais, susidėvėjimo produktais) karterio lieka 300-400 gramų. Todėl norint pakeisti alyvą, reikia išimti dėžės keptuvę ir, išpylus nešvarumus bei nuvalius, padėti į vietą. Išimdami padėklą gauname dar vieną papildomą bonusą - dėžės būklę galime diagnozuoti pagal padėkle esančius nusidėvėjimo produktus. Blogiausia šeimininkui, kai keptuvės apačioje pamato geltonus (bronzinius) drožles. Šiai dėžutei nereikia ilgai gyventi. Keptuvės tarpinė yra kamštinė, o jei skylės ant jos neįgavo ovalo formos, ją galima pakartotinai naudoti be jokių sandariklių! Montuojant padėklą svarbiausia neperveržti varžtų, kad nenupjautumėte tarpinės su padėklu. Kas dar įdomaus transmisijoje: Grandininės pavaros naudojimas yra gana neįprastas, tačiau visuose įprastuose automobiliuose yra pavarų redukcijos tarp variklio ir ašių. Jų tikslas yra leisti varikliui suktis greičiau nei ratai, taip pat padidinti variklio sukuriamą sukimo momentą iki didesnio sukimo momento prie ratų. Santykiai, kuriais sumažinamas sukimosi greitis ir padidinamas sukimo momentas, būtinai yra vienodi (neatsižvelgiama į trintį) dėl energijos tvermės dėsnio. Santykis vadinamas „bendruoju pavaros santykiu“. Bendras 11-ojo kėbulo „Prius“ perdavimo skaičius yra 3,905. Pasirodo taip:
39 dantų žvaigždutė ant PSD išėjimo veleno varo 36 dantų žvaigždutę ant pirmojo tarpinio veleno per tyliąją grandinę (vadinamąją Morzės grandinę).
30 dantų krumpliaratis ant pirmojo priešpriešinio veleno yra prijungtas prie antrojo priešpriešinio veleno ir varo 44 dantų krumpliaratį.
26 dantų krumpliaratis ant antrojo priešpriešinio veleno yra prijungtas prie diferencialo įvesties ir varo 75 dantų krumpliaratį.
Dviejų ratų diferencialo išvesties vertė yra tokia pati kaip diferencialo įvesties vertė (iš tikrųjų jie yra identiški, išskyrus atvejus, kai įvyksta posūkis).
Jei atliksime paprastą aritmetinį veiksmą: (36/39) * (44/30) * (75/26), gausime (iki keturių reikšminių skaitmenų) bendrą pavaros santykį 3,905.
Kodėl naudojama grandininė pavara? Nes išvengiama ašinės jėgos (jėgos išilgai veleno ašies), kuri atsirastų naudojant įprastas sraigtines pavaras, naudojamas automobilių transmisijose. To taip pat būtų galima išvengti naudojant krumpliaračius, tačiau jie skleidžia triukšmą. Tarpinių velenų trauka nėra problema, ją galima subalansuoti kūginiais ritininiais guoliais. Tačiau tai nėra taip paprasta naudojant PSD išėjimo veleną. „Prius“ diferencialas, ašys ir ratai nėra nieko neįprasto. Kaip ir įprastame automobilyje, diferencialas leidžia vidiniams ir išoriniams ratams suktis skirtingu greičiu automobiliui sukant. Ašys perduoda sukimo momentą iš diferencialo į rato stebulę ir turi šarnyrą, leidžiančią ratams judėti aukštyn ir žemyn po pakabos. Ratai yra lengvo aliuminio lydinio ir su aukšto slėgio padangomis su mažu pasipriešinimu riedėjimui. Padangų riedėjimo spindulys yra apytiksliai 11,1 colio, o tai reiškia, kad automobilis pajuda 1,77 metro per kiekvieną rato apsisukimą.Neįprastas tik 10 ir 11 kėbulų atsarginių padangų dydis: 165/65-15. Tai gana retas padangų dydis Rusijoje. Daugelis pardavėjų net specializuotose parduotuvėse gana rimtai įtikina, kad tokios gumos gamtoje nėra. Mano rekomendacijos: rusiškoms sąlygoms tinkamiausias dydis 185/60-15. 20 Prius buvo padidintas gumos dydis, o tai teigiamai veikia jo patvarumą. Dabar įdomiau: ko trūksta „Prius“, ko – kitam automobiliui?
Nėra pakopinės pavarų dėžės, nei mechaninės, nei automatinės – „Prius“ nenaudoja laiptuotų pavarų dėžių;
Nėra sankabos ar transformatoriaus - ratai visada yra prijungti prie ICE ir variklių / generatorių;
Starterio nėra – vidaus degimo variklį užveda MG1 per pavaras galios paskirstymo įrenginyje;
Kintamosios srovės generatoriaus nėra – elektrą gamina varikliai/generatoriai pagal poreikį.
Todėl „Prius“ hibridinės pavaros struktūrinis sudėtingumas iš tikrųjų nėra daug didesnis nei įprasto automobilio. Be to, naujos ir nepažįstamos dalys, tokios kaip varikliai / generatoriai ir PSD, pasižymi didesniu patikimumu ir ilgesniu tarnavimo laiku nei kai kurios dalys, kurios buvo pašalintos iš konstrukcijos.
Transporto priemonės valdymas įvairiomis vairavimo sąlygomis
Toyota Prius variklio užvedimas
Norėdami paleisti variklį, MG1 (prijungtas prie saulės pavaros) sukasi į priekį, naudodamas maitinimą iš aukštos įtampos akumuliatoriaus. Jei transporto priemonė stovi, planetinė žiedinė pavara taip pat liks nejudėjusi. Todėl saulės krumpliaračio sukimasis priverčia planetos laikiklį suktis. Jis prijungtas prie vidaus degimo variklio (ICE) ir suka jį 1/3,6 MG1 sukimosi greičio. Skirtingai nuo įprasto automobilio, kuris tiekia degalus ir uždegimą į vidaus degimo variklį vos tik starteris pradeda jį sukti, Prius laukia, kol MG1 paspartins vidaus degimo variklį iki maždaug 1000 aps./min. Tai įvyksta greičiau nei per sekundę. MG1 yra žymiai galingesnis už įprastą starterio variklį. Kad vidaus degimo variklis suktųsi tokiu greičiu, jis pats turi suktis 3600 aps./min. greičiu. Užvedus ICE esant 1000 aps./min., jis beveik nesukelia streso, nes tokiu greičiu ICE mielai veiktų savo galia. Be to, „Prius“ pradeda šaudyti tik iš kelių cilindrų. Rezultatas – labai sklandus užvedimas, be triukšmo ir trūkčiojimų, o tai pašalina susidėvėjimą, susijusį su įprastinio automobilio variklio užvedimu. Tuo pačiu iš karto atkreipsiu dėmesį į dažną meistrų ir savininkų klaidą: man dažnai skambina ir klausia, kas trukdo toliau dirbti vidaus degimo varikliui, kodėl užveda 40 sekundžių ir užstringa. Tiesą sakant, kol mirksi READY rėmelis, ledas NEVEIKIA! Tai paverčia jį MG1! Nors vizualiai – visiškas vidaus degimo variklio užvedimo jausmas, t.y. Variklis skleidžia triukšmą, iš išmetimo vamzdžio kyla dūmai.
Kai ICE pradeda veikti savo galia, kompiuteris valdo droselio angą, kad įšilimo metu būtų nustatytas tinkamas tuščiosios eigos greitis. MG1 nebemaitina elektra ir, tiesą sakant, jei akumuliatorius išsikrovęs, MG1 gali generuoti elektros energiją ir įkrauti akumuliatorių. Kompiuteris tiesiog nustato MG1 kaip generatorių, o ne variklį, dar šiek tiek atidaro variklio droselį (iki maždaug 1200 aps./min.) ir gauna elektros energiją.
Šaltas užvedimas Toyota Prius
Kai užvedate Prius su šaltu varikliu, svarbiausias jo prioritetas yra sušildyti variklį ir katalizatorių, kad galėtų veikti išmetamųjų teršalų kontrolės sistema. Variklis dirbs kelias minutes, kol tai įvyks (kiek ilgai priklauso nuo tikrosios variklio ir katalizatoriaus temperatūros). Šiuo metu imamasi specialių priemonių išmetamųjų dujų kontrolei įšilimo metu, įskaitant išmetamųjų angliavandenilių palaikymą absorberyje, kuris vėliau bus išvalytas ir variklio paleidimą specialiu režimu.
Šiltas startas Toyota Prius s
Užvedus Prius su šiltu varikliu, jis trumpai veiks, o paskui sustos. Tuščiosios eigos greitis bus 1000 aps./min.
Deja, įjungus automobilį neužvesti vidaus degimo variklio nepavyksta, net jei norisi tik persikelti į šalia esantį keltuvą. Tai taikoma tik 10 ir 11 kūnų. 20-ajame korpuse taikomas kitoks paleidimo algoritmas: paspauskite stabdį ir paspauskite mygtuką „START“. Jei VVB pakanka energijos, o šildytuvo neįjungsite salonui ar stiklams šildyti, vidaus degimo variklis neužsives. Tiesiog užsidegs užrašas "READY" (Totob ") t.y. automobilis VISAI paruoštas važiuoti. Pakanka perjungti vairasvirtę (o režimų pasirinkimas ant kėbulo 20 atliekamas su vairasvirte) į D padėtį arba R ir atleiskite stabdį, važiuosite!
„Prius“ visada veikia tiesiogine pavara. Tai reiškia, kad vien variklis negali užtikrinti viso sukimo momento, kad automobilis galėtų važiuoti energingai. Sukimo momentą pradiniam pagreičiui prideda MG2 variklis, tiesiogiai varantis planetinę žiedinę pavarą, prijungtą prie pavarų dėžės įėjimo, kurios išėjimas yra prijungtas prie ratų. Elektriniai varikliai išvysto geriausią sukimo momentą esant žemiems sūkiams, todėl idealiai tinka užvesti automobilį.
Įsivaizduokime, kad ICE veikia, o automobilis stovi, vadinasi, variklis MG1 sukasi į priekį. Valdymo elektronika pradeda imti energiją iš generatoriaus MG1 ir perduoda ją varikliui MG2. Dabar, kai imi energiją iš generatoriaus, ta energija turi būti iš kažkur. Yra tam tikra jėga, kuri sulėtina veleno sukimąsi, ir kažkas, kas suka veleną, turi atsispirti šiai jėgai, kad išlaikytų greitį. Atsispirdamas šiai „generatoriaus apkrovai“, kompiuteris pagreitina vidaus degimo variklį, kad pridėtų daugiau galios. Taigi, ICE dar labiau pasuka planetos nešiklį, o MG1 bando sulėtinti saulės pavaros sukimąsi. Rezultatas yra jėga, veikianti žiedinę pavarą, dėl kurios ji sukasi ir pradeda judėti automobiliu.
Prisiminkite, kad planetinėje pavaroje vidaus degimo variklio sukimo momentas yra padalintas tarp vainiko ir saulės nuo 72% iki 28%. Kol nenuspaudėme akceleratoriaus pedalo, ICE veikė tik tuščiąja eiga ir nesukūrė jokio išėjimo momento. Tačiau dabar sūkiai buvo pridėti ir 28% sukimo momento sukasi MG1 kaip generatorius. Kiti 72 % sukimo momento mechaniškai perduodami žiedinei pavarai, taigi ir ratams. Nors didžioji dalis sukimo momento gaunama iš MG2 variklio, ICE tokiu būdu perduoda sukimo momentą ratams.
Dabar turime išsiaiškinti, kaip 28% ICE sukimo momento, kuris siunčiamas į MG1 generatorių, gali paskatinti automobilio užvedimą - naudojant MG2 variklį. Norėdami tai padaryti, turime aiškiai atskirti sukimo momentą ir energiją. Sukimo momentas yra besisukanti jėga ir, kaip ir tiesiosios linijos jėga, jėgai palaikyti nereikia energijos. Tarkime, gerve traukiate vandens kibirą. Ji pasiima energijos. Jei gervė varoma elektros varikliu, tektų ją tiekti elektra. Bet, pakėlus kibirą į viršų, galima jį sukabinti kokiu nors kabliu ar meškere ar dar kuo nors, kad jis liktų viršuje. Jėga (kaušo svoris), kuri veikiama lynu, ir sukimo momentas, kurį lynas perduoda gervės būgnui, neišnyko. Bet kadangi jėga nejuda, nėra energijos perdavimo, o padėtis stabili be energijos. Panašiai, kai transporto priemonė stovi, nors 72% ICE sukimo momento nukreipiama į ratus, ta kryptimi energija netekėja, nes žiedinė pavara nesisuka. Tačiau saulės pavara sukasi greitai ir, nors ji gauna tik 28% sukimo momento, tai leidžia pagaminti daug elektros energijos. Šis samprotavimas rodo, kad MG2 užduotis yra pritaikyti sukimo momentą mechaninės pavarų dėžės įvadui, kuriam nereikia daug galios. Per variklio apvijas turi praeiti daug srovės, įveikdama elektrinę varžą, ir ši energija eikvojama kaip šiluma. Tačiau kai automobilis juda lėtai, ši energija ateina iš MG1. Kai transporto priemonė pradeda judėti ir didina greitį, MG1 sukasi lėčiau ir gamina mažiau galios. Tačiau kompiuteris gali šiek tiek padidinti vidaus degimo variklio sūkius. Dabar daugiau sukimo momento gaunama iš ICE ir kadangi daugiau sukimo momento turi būti per saulės pavarą, MG1 gali išlaikyti aukštą energijos generavimą. Sumažėjęs sukimosi greitis kompensuojamas padidinus sukimo momentą.
Iki šiol vengėme užsiminti apie akumuliatorių, kad būtų aišku, kaip nebūtina paleisti automobilio. Tačiau dauguma paleidimo atsiranda dėl to, kad kompiuteris perduoda energiją iš akumuliatoriaus tiesiai į MG2 variklį.
Kai automobilis važiuoja lėtai, yra ICE greičio apribojimai. Jie atsiranda dėl to, kad reikia užkirsti kelią MG1 pažeidimams, kurie turės labai greitai suktis. Tai riboja vidaus degimo variklio gaminamos galios kiekį. Be to, vairuotojui būtų nemalonu išgirsti, kad ICE per daug padidina sūkius, kad startas būtų sklandus. Kuo stipriau paspausite akceleratorių, tuo daugiau ICE suksis, bet taip pat daugiau energijos gaus iš akumuliatoriaus. Jei nuspaudžiate pedalą ant grindų, maždaug 40% energijos gaunama iš akumuliatoriaus ir 60% iš vidaus degimo variklio, važiuojant maždaug 40 km/h greičiu. Kai automobilis greitėja ir ICE didėja tuo pačiu metu, jis perduoda didžiąją dalį galios ir pasiekia apie 75 % važiuojant 96 km/h greičiu, jei vis dar spaudžiate pedalą iki grindų. Kaip prisimename, vidaus degimo variklio energija apima tai, ką paima generatorius MG1 ir elektros pavidalu perduoda varikliui MG2. Važiuodamas 96 km/h greičiu, MG2 iš tikrųjų suteikia daugiau sukimo momento, taigi ir daugiau galios ratams, nei tiekiama per planetinę pavarą iš vidaus degimo variklio. Tačiau didžioji dalis elektros energijos, kurią jis naudoja, gaunama iš MG1, taigi netiesiogiai iš ICE, o ne iš akumuliatoriaus.
Įsibėgėja ir važiuoja į kalną Toyota Prius
Kai reikia daugiau galios, ICE ir MG2 veikia kartu, kad sukurtų sukimo momentą, leidžiantį vairuoti automobilį panašiai, kaip aprašyta aukščiau pradedant važiuoti. Didėjant transporto priemonės greičiui, sukimo momentas, kurį MG2 gali užtikrinti, mažėja, nes jis pradeda veikti esant 33 kW galios ribai. Kuo greičiau jis sukasi, tuo mažesnį sukimo momentą jis gali išgauti esant tokiai galiai. Laimei, tai atitinka vairuotojo lūkesčius. Kai įprastas automobilis įsibėgėja, pavarų dėžė perjungia aukštyn, o ašies sukimo momentas sumažėja, kad variklis galėtų sumažinti savo sūkius iki saugios vertės. Nors tai daroma naudojant visiškai skirtingus mechanizmus, „Prius“ suteikia tokį patį bendrą pojūtį, kaip ir įsibėgėjant įprastame automobilyje. Pagrindinis skirtumas – visiškas „trūkčiojimo“ nebuvimas perjungiant pavaras, nes pavarų dėžės tiesiog nėra.
Taigi vidaus degimo variklis sukasi planetinio mechanizmo palydovų laikiklį.
72% jo sukimo momento mechaniškai perduodama per žiedinę pavarą į ratus.
28% jo sukimo momento per saulės pavarą siunčiama į MG1 generatorių, kur jis paverčiamas elektra. Ši elektros energija maitina MG2 variklį, kuris prideda papildomo sukimo momento žiedinei pavarai. Kuo labiau spaudžiate akceleratorių, tuo didesnį sukimo momentą sukuria vidaus degimo variklis. Tai padidina mechaninį sukimo momentą per karūną ir MG1 generatoriaus pagamintą elektros kiekį, skirtą MG2 varikliui, naudojamą dar didesniam sukimo momentui. Priklausomai nuo įvairių veiksnių, tokių kaip akumuliatoriaus įkrovos būsena, kelio laipsnis ir ypač tai, kaip stipriai spaudžiate pedalą, kompiuteris gali nukreipti papildomą baterijos energiją į MG2, kad padidintų savo indėlį. Taip pasiekiamas pagreitis, pakankamas užmiestyje važiuoti tokiam dideliam automobiliui su vidaus degimo varikliu, kurio galia siekia vos 78 AG. Su
Kita vertus, jei reikiama galia nėra tokia didelė, iu dalį MG1 pagamintos elektros energijos galima panaudoti akumuliatoriui įkrauti net ir įsibėgėjant! Svarbu atsiminti, kad ICE ir mechaniškai suka ratus, ir suka MG1 generatorių, todėl jis gamina elektros energiją. Tai, kas atsitiks su šia elektra ir ar bus pridėta daugiau akumuliatoriaus elektros, priklauso nuo daugybės priežasčių, kurių negalime įvertinti. Tai tvarko transporto priemonės hibridinės sistemos valdiklis.
Pasiekus pastovų greitį lygiame kelyje, variklio galia yra naudojama aerodinaminei pasipriešinimui ir riedėjimo trintis įveikti. Tai daug mažiau nei galios, reikalingos norint važiuoti įkalnėje arba pagreitinti automobilį. Kad efektyviai veiktų esant mažai galiai (o taip pat nesukeltų didelio triukšmo), vidaus degimo variklis dirba mažais sūkiais. Toliau pateiktoje lentelėje parodyta, kiek galios reikia automobiliui judėti skirtingu greičiu lygiu keliu ir apytikslis sūkių skaičius.
Atkreipkite dėmesį, kad didelis transporto priemonės greitis ir mažas ICE RPM pastato galios paskirstymo įrenginį į įdomią padėtį: MG1 dabar turėtų suktis atgal, kaip matote iš lentelės. Sukant atgal, palydovai pasisuka į priekį. Planetų sukimasis prisideda prie nešiklio sukimosi (nuo vidaus degimo variklio) ir priverčia žiedinę pavarą sukasi daug greičiau. Vėlgi, skirtumas yra tas, kad ankstesniu atveju mes džiaugėmės gaudami daugiau galios naudojant didelius variklio sūkius, net ir važiuojant lėčiau. Naujuoju atveju norime, kad ICE išliktų esant žemam sūkių dažniui, net jei įsibėgėjome iki tinkamo greičio, kad būtų nustatytas mažesnis galios suvartojimas ir didelis efektyvumas. Iš skyriaus apie galios paskirstymo įrenginius žinome, kad MG1 turi pakeisti saulės pavaros sukimo momentą. Tai tarsi svirties atramos taškas, kurio pagalba vidaus degimo variklis suka žiedinę pavarą (taigi ir ratus). Be MG1 pasipriešinimo ICE tiesiog suktų MG1, o ne varytų automobilį. Kai MG1 pasuko į priekį, buvo nesunku pastebėti, kad šį atvirkštinį sukimo momentą gali sukurti generatoriaus apkrova. Todėl inverterio elektronika turėjo imti maitinimą iš MG1, o tada atsirado atvirkštinis sukimo momentas. Bet dabar MG1 sukasi atgal, taigi, kaip mes galime pasiekti, kad jis generuotų šį atvirkštinį sukimo momentą? Gerai, kaip priversti MG1 suktis į priekį ir sukurti tiesų sukimo momentą? Jei tik jis veiktų kaip variklis! Priešingai: jei MG1 sukasi atgal ir norime gauti sukimo momentą ta pačia kryptimi, MG1 turi būti variklis ir suktis naudojant keitiklio tiekiamą elektros energiją. Pradeda atrodyti egzotiškai. ICE stumia, MG1 stumia, MG2, ką, taip pat stumia? Nėra jokios mechaninės priežasties, kodėl tai negali atsitikti. Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti patraukliai. Du varikliai ir vidaus degimo variklis tuo pačiu metu prisideda prie judesio kūrimo. Tačiau turime prisiminti, kad į šią situaciją patekome sumažinę vidaus degimo variklio greitį, kad padidintume efektyvumą. Tai nebūtų efektyvus būdas ratams suteikti daugiau galios; Norėdami tai padaryti, turime padidinti ICE RPM ir grįžti į ankstesnę situaciją, kai MG1 sukasi į priekį generatoriaus režimu. Yra dar viena problema: turime išsiaiškinti, iš kur gausime energijos, kad pasuktume MG1 variklio režimu? Iš akumuliatoriaus? Galime tai daryti kurį laiką, bet netrukus būsime priversti išeiti iš šio režimo, likę be baterijos, kad galėtume įsibėgėti ar kopti į kalną. Ne, šią energiją turime gauti nuolat, neleisdami išsikrauti akumuliatoriui. Taigi padarėme išvadą, kad energija turėtų būti gaunama iš MG2, kuris turėtų veikti kaip generatorius. Ar generatorius MG2 gamina galią varikliui MG1? Kadangi tiek ICE, tiek MG1 suteikia galios, kurią sujungia planetinė pavara, buvo pasiūlytas pavadinimas „galios derinimo režimas“. Tačiau idėja MG2 gaminti galią MG1 varikliui taip prieštaravo žmonių idėjoms apie tai, kaip sistema veiktų, kad buvo sugalvotas pavadinimas, kuris tapo visuotinai priimtas – „eretinis režimas“. Peržiūrėkime tai dar kartą ir pakeiskime savo požiūrį. Vidaus degimo variklis sukasi planetos laikiklį mažu greičiu. MG1 suka saulės pavarą atgal. Dėl to planetos sukasi į priekį, o žiedinė pavara dar labiau pasukama. Karūnos pavara vis dar gauna tik 72% ICE sukimo momento, tačiau žiedo sukimosi greitis padidinamas judant MG1 variklį atgal. Greitesnis karūnėlės sukimas leidžia automobiliui važiuoti greičiau esant mažiems variklio sūkiams. MG2, neįtikėtina, priešinasi automobilio judėjimui kaip generatorius ir gamina elektros energiją, kuri maitina MG1 variklį. Automobilį į priekį varo likęs mechaninis vidaus degimo variklio sukimo momentas.
Galite nustatyti, kad judate šiuo režimu, jei gerai žinote variklio sūkius. Važiuojate į priekį tinkamu greičiu ir beveik negirdite variklio. Jį gali visiškai užmaskuoti kelio triukšmas. Energijos monitoriaus ekrane rodoma ICE variklio galia į ratus ir akumuliatorių įkraunantį variklį/generatorių. Vaizdas gali keistis - akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo į variklį procesai pakaitomis sukasi ratus. Šį pakeitimą interpretuoju kaip MG2 generatoriaus apkrovos reguliavimą, kad važiavimo energija būtų pastovi.
apibūdinimas
„Prius“ turi benzininį variklį ir du elektros variklių generatorius, taip pat mažos talpos 6,5 Ah bateriją (dažnai vadinamą aukštos įtampos akumuliatoriumi, HVB). Elektros variklis taip pat gali veikti kaip generatorius, kinetinę energiją paverčiantis elektra ir įkraunantis akumuliatorių. Tokiu atveju elektros energija gali susidaryti ir dėl benzininio variklio veikimo, ir dėl automobilio stabdymo (regeneracinė stabdžių sistema). Varikliai gali veikti tiek atskirai, tiek kartu. Benzininis variklis yra Atkinsono variklis, tokie varikliai yra ekonomiški, tačiau turi palyginti mažą galią. Visų variklių darbą valdo borto kompiuteris.
„Prius“ nesunkiai atpažįstamas iš supaprastintos formos. Atsparumo koeficientas yra tik 0,26. Kondicionierius veikia tiesiai iš akumuliatoriaus, nepriklausomai nuo variklių.
Kabinoje yra jutiklinis ekranas, rodantis variklio darbą, akumuliatoriaus talpą ir kitus parametrus. Ekranas leidžia valdyti garso sistemą ir oro kondicionierių, bet ne automobilį. Pavaros (priekinė, neutrali, atbulinė, galios pavara) perjungiamos ne pavarų dėže, o prie vairo esančia vairasvirte ir šalia jos esančiu mygtuku (parkavimui). „Rankinis stabdys“ pagamintas pedalo pavidalu po kaire vairuotojo koja. Greitį rodo žalias skaitmeninis indikatorius. Automobilis atidaromas elektroniniu užvedimo rakteliu; gedimo atveju galite patekti į saloną (bet ne vairuoti) naudodami mechaninį raktą. Automobilis įjungiamas paspaudus maitinimo mygtuką, kol nuspaustas stabdys.
Prius yra labai ekonomiškas dėl kelių priežasčių:
Bet kurio benzininio variklio efektyvumas nėra pastovi vertė, o priklauso nuo galios. Dėl galimybės tiek pridėti galios dėl elektros variklio, tiek dalį galios skirti akumuliatoriaus įkrovimui, taip pat (mažu greičiu) iš viso išjungti benzininį variklį ir važiuoti tik elektros sąskaita, tai įmanoma. optimizuoti variklio veikimą.
Sustojant spūstyse, prieš šviesoforą ir pan., variklis išjungiamas. Kituose automobiliuose jis veikia tuščiąja eiga, sunaudoja benziną. Ilgose spūstyse gyvybės palaikymo sistema (priekiniai žibintai, borto kompiuteris, garso sistema, stabdžių ir vairo stiprintuvai) „suvalgo“ akumuliatoriaus įkrovą ir variklis pradeda įkrauti VVB, tačiau tai vis tiek yra daug ekonomiškiau nei „ sukant“ 2 litrų variklį (apytikslis elektrinės Prius atitikmuo).
Atkinsono variklis pats savaime yra ekonomiškas. Maža jo galia yra toleruotinas trūkumas, nes elektros variklis gali suteikti papildomos galios.
Stabdant ir lėtėjant (pvz., staigiai nusileidžiant), energija kaupiama akumuliatoriuje dėl regeneracinio stabdymo.
Mažas aerodinaminis pasipriešinimas sumažina degalų sąnaudas, ypač važiuojant dideliu greičiu arba esant stipriam priešpriešiniam vėjui.
Kai kuriuose modeliuose yra EV mygtukas, įjungiantis elektromobilio režimą. Šiuo režimu automobilis gali sklandžiai įsibėgėti (iki 57 km/h) ir stabdyti, o laisvuose greitkeliuose su nedideliais aukščio pokyčiais gali parodyti didelį efektyvumą. Papildomas pliusas – galimybė įvažiuoti į prastai vėdinamą garažą ir nebijoti apsinuodyti išmetamosiomis dujomis. Tačiau šiuo režimu šaltuoju metų laiku salono šildymo galimybės yra ribotos – visi šiuolaikiniai automobiliai šildo saloną, paimdami šilumą iš aušinimo sistemos, kuri neveikiant varikliui atšąla per kelias dešimtis minučių.
[taisyti] PrivalumaiDidelis efektyvumas, todėl sutaupoma degalų sąnaudų ir reikia rečiau sustoti degalinėje.
Žemas oro taršos lygis. Tai iš dalies yra efektyvumo pasekmė (kuo mažiau deginama degalų, tuo mažiau kenksmingų išmetamųjų teršalų), o iš dalies – variklio išjungimas sustojus, kai į atmosferą patenka žmonių sveikatai ypač kenksmingos dujos. Palyginti su įprastu automobiliu, Prius išmeta 85 % mažiau nesudegusių angliavandenilių CnHm ir azoto oksidų NOx [šaltinis nenurodytas 409 dienos].
Žemas triukšmo lygis dėl kelių priežasčių:
Sustojimų metu variklis išjungiamas.
Tylesnis elektros variklis veikia kartu su benzininiu varikliu arba kartais vietoj jo.
Puiki dinamika:
traukos variklis visada užtikrina maksimalų sukimo momentą
pačios pavarų dėžės nebuvimas (naudojama planetinė pavara)
Aukštas vairuotojo ir keleivių saugos lygis dėl kelių priežasčių:
Dvi nepriklausomos stabdžių sistemos – regeneracinė ir trinties
Sunki mašina (1240 kg)
Aukšti vairuotojo ir keleivių susidūrimo testų rezultatai
Elektroninis uzvedimo raktelis.
[taisyti] Trūkumai Didesnė kaina nei įprastų tos pačios klasės automobilių. Tačiau daugelyje šalių didelę kainą iš dalies kompensuoja mokesčių lengvatos. Be to, kainų skirtumą iš dalies arba visiškai kompensuoja sutaupytas benzinas.
Yra nuomonė, kad automobilio netriukšmas gali būti pavojingas akliems ar neatidiems pėstiesiems.
Nedaug remontininkų ir dirbtuvių, remontuojančių hibridines transporto priemones.
Esant šalčiui, hibridinės pavaros pranašumai gali būti prarasti, nes beveik visada veikia vidaus degimo variklis, kuris gamina energiją keleivių salonui šildyti, jei jis įjungtas.
Didelė dinamika pasiekiama tik esant mažam greičiui, nes esant dideliam greičiui, visa apkrova tenka mažos galios vidaus degimo varikliui.
[taisyti] Kritika Kai kurie mano, kad ateityje kils naudotų baterijų išmetimo problema, nes jau yra jų „nešvarios“ gamybos problema. Tačiau „Toyota“ ir „Honda“ įsipareigojo panaudotus akumuliatorius perdirbti; be to, jie ne tik priima panaudotas baterijas, bet ir moka už kiekvieną 200 USD.
Naudodamas „Top gear“ Jeremy Clarksonas kritikavo „Prius“, kad jis nėra toks ekonomiškas ir nekenksmingas aplinkai, nes visų transporto priemonės komponentų, tokių kaip akumuliatoriai, tiekimas ir perdirbimas palieka per didelį aplinkos pėdsaką. Trasoje BMW M3 ir Toyota Prius vienu metu įveikė 10 ratų 160 km/h greičiu. BMW M3 sekė „Toyota Prius“. BMW buvo ekonomiškesnis su 19,4 mpg benzino, o Prius - 17,2 mpg benzino.
Tai jei norite ekonomiško automobilio, pirkite BMW M3? – Ne... Nekeisk automobilio, keisk vairavimo stilių.
Originalus tekstas (anglų kalba) [show]
Jei norite ekonomiško automobilio, - pirkite BMW M3? - Ne... Nekeiskite automobilio, pakeiskite vairavimo stilių.
[taisyti] Dizaino savybės Automatiškai įkrauna akumuliatorių stabdant (regeneracinis stabdymas).
Dinaminio pagreičio metu abu varikliai sujungia jėgas – Hybrid Synergy Drive.
Borto kompiuteris (32 bitų procesorius) palaiko optimalų benzininio variklio darbą (Atkinsono ciklas) ir optimalų akumuliatoriaus įkrovimo lygį (Panasonic, NiMH, 8 metų garantija).
Benzino variklio užvedimas-stop yra visiškai automatizuotas, „Movement“, „Parking“ režimų perjungimas atliekamas naudojant valdymo svirtį prietaisų skydelyje (Drive-by-Wire).
Lygiai kaip sename automobilyje. Paaiškėjo, kad ketvirtos kartos hibridas yra gilaus pertvarkymo rezultatas?
To ten nebuvo! Ketvirtasis Prius yra visiškai naujas. Jis sukurtas remiantis TNGA (Toyota New Global Architecture) moduline architektūra, kuria artimiausioje ateityje bus paremta dauguma bendrovės modelių. Didelio stiprumo plienų dalis kėbulo konstrukcijoje padidėjo nuo 3 iki 19%, kėbulo sukimo standumas padidėjo 60% – tai yra 50 kg sumažinus savo svorį. Vietoj galinės sijos hibridas gavo nepriklausomą pakabą, o traukos akumuliatorius pajudėjo iš bagažinės po sėdyne. Tiesą sakant, buvęs naujajame Prius yra tik vidaus degimo variklis, ir net tai buvo pastebimai patobulinta. Japonams pavyko sumažinti trinties nuostolius ir padidinti atsparumą detonacijai. Šio variklio termodinaminis efektyvumas siekia 40% – rekordinis rodiklis visoje pramonėje.
Teigiama, kad sunaudojama apie 3 litrus 100 km – tiesa? Ir kodėl miesto ir priemiesčio ciklų pasų vertės praktiškai nesiskiria?
Trys litrai šimtui, žinoma, yra gudrus. Bent jau, . Geriausias rezultatas buvo 3,9 l / 100 km pervežant iš Maskvos į Dmitrovą, kai vidutinis greitis buvo 55 km / h. Labiausiai „siaubingos“ vertės kelionės kompiuterio ekrane buvo 5,5 l / 100 km – tačiau norint pasiekti tokį rezultatą „Prius“, reikia negailestingai „bliudyti“. Normaliomis sąlygomis sąnaudos miesto ir priemiesčio ciklais tikrai beveik identiškos ir siekia apie 4,3-4,5 litro šimtui. Dėl regeneracinės stabdžių sistemos, kuri mieste veikia stebėtinai efektyviai.
Ar įmanoma atsipirkti „Prius“ „hibridumu“ dėl mažų degalų sąnaudų?
Išsiaiškinkime tai kartu. Kaip atspirties tašką paimkime 122 arklio galių 1,6 litro variklį maksimalioje „Prestige“ konfigūracijoje. Toks automobilis kainuoja 1 329 000 rublių ir pagal vartotojiškas savybes yra kuo artimesnis „Prius“ (ta pati ratų bazė ir erdvė galinėje sėdynėje, ta pati galia, panašus apdailos ir komplektacijos lygis). Deklaruojamos miesto sąnaudos 1,6 litro Corolla mieste yra 8,2 l / 100 km. Užmiestyje - 5,3 l / 100 km. Žinoma, iš tikrųjų šios vertės bus didesnės nei nurodyta. Taigi, laikykime vidutines sąnaudas 9 l / 100 km, darant prielaidą, kad mūsų hipotetinis savininkas automobilį daugiausia eksploatuoja mieste (prisiminkime, „Prius“ sąnaudos per daug nepriklauso nuo ciklo ir vidutiniškai yra 4,5 l / 100 km). Taigi, nuvažiavus 25 000 km per metus, sutaupysite 1 125 litrus arba 45 000 rublių (vieną litrą AI-95 prilyginsime 40 rublių). Norint kompensuoti kainų skirtumą tarp „Corolla“ (1 329 000 rublių) ir „Prius“ (2 112 000 rublių), prireiks daugiau nei 17 metų. Todėl pirkti hibridą siekiant sutaupyti yra utopiška.
Tada kokia to prasmė? Kokias savybes be jokios abejonės galima įrašyti į Prius turtą?
Valdymo ir važiavimo derinys yra pagirtinas. „Prius“ puikiai susitvarko su net sunkiausiais kelio trūkumais, išlieka gyvas ir malonus vairuoti. Maži ritinėliai, gausūs atsiliepimai apie vairą. „Prius“ taip pat yra tikrai tylus: visiškai nesigirdi variklio (nebent norisi jį sukti į atkarpą), o triukšmas iš kelio į saloną prasiskverbia tik važiuojant abrazyviniu asfaltu. Pridėkite malonų, gerai išbaigtą interjerą. Be to, kai kurie tikriausiai „japonams“ kaip privalumą užrašys prašmatnią pasipiktinusią išvaizdą.
gerai. Bet kaip su akivaizdžiais trūkumais?
Ir čia daugelis taip pat užrašys išvaizdą. Po daugiau nei dviejų milijonų rublių kainos tai galbūt yra kita atgrasymo priemonė. Be to, „Prius“ turi nedidelę bagažinę (mūsų išmatavimu tik 276 litrai). O jei kalbėtume apie vairavimo savybes, stabdžiai vargina. Elektros variklis bet kuriuo momentu gali be ceremonijų įsikišti į stabdymo procesą, todėl pastangos ant pedalų „eina“. Visai neseniai turėjau galimybę patirti, kuri neturi tokios funkcijos. Taigi, visų hibridų tėvas turi ko siekti. Hibridas pats savaime nėra pasiteisinimas.
Kokios ketvirtos kartos „Prius“ perspektyvos Rusijoje?
Prognozėse būsiu itin atsargus, tačiau neabejoju, kad ketvirtasis „Prius“ taps populiaresnis už savo pirmtaką. Faktas yra tas, kad per visus 2016 metus Rusijoje oficialūs pardavėjai pardavė tik 16 trečiosios kartos hibridų. Tai yra absoliutus dugnas, kurio naujasis produktas negali peržengti. Tikėkite ar ne, man netgi pasisekė kelyje pamatyti ketvirtos kartos „Prius“. Sprendžiant iš valstybinių numerių, jis priklausė privačiam asmeniui, o ne „Toyota“ atstovybei Rusijoje.
Ar 4,45 metro ilgio (tai daugiau nei VAZ-2110 sedano) penkiaviečio lengvojo automobilio benzino (net ne dyzelino) sąnaudos mieste gali būti 2,82 litro 100 kilometrų, nepažeidžiant dinaminės sistemos spektaklis? Taip, jei tai Toyota Prius II.
Visų pirma, reikia pataisyti – minėtos sąnaudos buvo gautos testuojant japonišką 10-15 ciklą, kuris pagal savo prigimtį – miesto eismo ciklo esmę – yra žinomas kaip problemiškiausias automobiliams m. efektyvumo sąlygos. Kaip sakoma, įkvepia.
Jau sakėme, kad visai neseniai, žengdamas į hibridinių automobilių rinką, „Ford“ nusprendė atitinkamą technologiją įsigyti iš „Toyota“.
Aišku kodėl. Pirmosios kartos Toyota Prius, gaminamas 1997–2003 metais, visame pasaulyje surado daug pirkėjų.
Vos pasirodęs naujausias antrosios kartos „Prius“ iš karto pelnė keturis prestižinius apdovanojimus JAV, tarp jų ir tapo geriausiu 2004 m. automobiliu Šiaurės Amerikoje.
Jo nuostabų našumą užtikrina „hibridinė jungties pavara“ (Hybrid synergy drive) – sistema, kurią galima pavadinti hibridine kvadratine. Pažiūrėkime kodėl.
„Toyota“ nėra vienintelis gamintojas, masiškai gaminantis hibridinius automobilius (pavyzdžiui, „Honda“ turi hibridą), o beveik visos didžiosios automobilių kompanijos atlieka eksperimentinį darbą.
Yra du pagrindiniai hibridinės pavaros tipai – nuoseklioji ir lygiagreti.
Pirmuoju atveju vidaus degimo variklis niekaip nesusijęs su ratais – jis veikia ant generatoriaus, kuris krauna baterijas. Traukos elektros varikliai, priklausomai nuo važiavimo režimo, gauna srovę arba iš akumuliatorių, arba tiesiai iš generatoriaus, taip pat akumuliatorius kaip priedą.
Antroje versijoje vidaus degimo variklis su ratais sujungtas per įprastą pavarų dėžę. O prie ratų (nesvarbu, kad tas pats ar prie kitos ašies) prijungtas elektros variklis, kuris maitinamas baterijomis.
Centrinis ekranas aiškiai parodo galios srautų ciklą plačioje Prius II pavaros sistemoje (nuotrauka iš toyota.com).
Abiem atvejais traukos elektros varikliai stabdymo metu gali veikti kaip generatoriai, grąžinantys energiją, o tai padidina efektyvumą.
Tačiau „Prius“ naudoja abiejų tipų derinį. Taigi paaiškėja, kad prieš mus yra hibrido hibridas. Kaip sako japonai, tokiu atveju galima pasiekti labai aukštą efektyvumą kartu su tokia pačia aukšta automobilio pagreičio dinamika.
Pasivaikščiokime po pagrindinius „Hybrid Synergy drive“ mazgus.
Pirma, tai yra ICE. Darbinis tūris 1,5 litro, 4 cilindrai, 4 vožtuvai cilindre su kintamu vožtuvų laiku, suspaudimo laipsnis 13:1, galia 76 arklio jėgos.
Atkreipkite dėmesį, kad galia nėra didžiausia tokio tūrio rekordas, bet su tokiu suspaudimo laipsniu.
Bet šis variklis pats savaime yra labai ekonomiškas (neskaitant elektros variklio pagalbos).
Be to, jis atitinka griežčiausius amerikietiškus, dar neįvestus, Super Ultra Low Emission Vehicle ir Advanced Technology Partial Zero Emission Vehicles toksiškumo standartus, ty „itin itin žemą“ išmetamųjų dujų lygį ir vadinamąjį „dalinio nulinio“ standartą. .
Hibridinio automobilio pildymas iš Toyota (iliustracija iš toyota.co.jp).
Taip pat yra atskiras generatorius, plius baterijos - nikelio-metalo hidrido.
Iš jų charakteristikų atkreiptinas dėmesys į didelę 28 arklio galių išėjimo didžiausią galią (elektros parametrus pateikiame ne kilovatais, kad būtų patogiau lyginti su vidaus degimo varikliais).
Atkreipkite dėmesį, kad klasikiniai paprastų automobilių akumuliatoriai, turintys didžiulę didžiausią srovę, „įtempia“ iš visų jėgų, kad pasuktų starterį vieno ar dviejų „arklių“ galia.
Natūralu, kad yra elektroninė apkrovos perskirstymo tarp visų šių elementų sistema visais važiavimo režimais.
Galima plaukioti tik vienu vidaus degimo varikliu, vienu elektros varikliu arba kartu naudojant juos.
Tuo pačiu metu, net esant vienodam judėjimui, dalis ICE galios patenka į generatorių, į valdymo sistemą, o vėliau į traukos elektros variklį.
Atrodytų, kad tai bereikalingi nuostoliai konvertuojant, tačiau taip inžinieriai pasiekia optimalų vidaus degimo variklio darbo režimą (apsukus/apkrovą), turintį įtakos specifinėms degalų sąnaudoms.
Jungčių schema „hibridinėje-hibridinėje“ sistemoje (iliustracija iš svetainės toyota.co.jp).
Ir dar vienas dalykas: didelis elektros variklio sukimo momentas, kurį jis pasirengęs atiduoti bet kokiu greičiu, yra raktas į patogią ir lanksčią kolosalios varomųjų ratų traukos valdymą.
Akumuliatoriai kraunami iš karto iš dviejų pusių – iš vidaus degimo variklio ir iš ratų (stabdymo metu).
Čia būtina paminėti maksimalią įtampą šiame „išmaniajame“ traukos maitinimo šaltinyje – net 500 voltų.
Prielaida, kad tokioms galioms yra palyginti mažos srovės, taigi ir mažesni laidų šildymo ominiai nuostoliai, palyginti su anksčiau naudotomis sistemomis (tarkim, pirmasis Prius turėjo „tik“ 274 voltus).
Mašinos akcentas yra galios daliklis. Tai planetinė transmisija, kurios centrinis (saulės) ratas yra prijungtas prie generatoriaus, planetinis (nešiklis) - prie vidaus degimo variklio, o atokiausias žiedas - su elektros varikliu ir mašinos ratais.
Ši sistema sklandžiai perskirsto energijos srautus tarp mazgų įvairiomis kryptimis.
Visų pirma, automobilį galima užvesti vienu elektros varikliu, o po to paleidžiamas judantis vidaus degimo variklis.
Tokios sudėtingos sistemos rezultatas kalba pats už save.
Serijinės ir lygiagrečios hibridinės pavaros (iliustracijos iš toyota.co.jp).
Bendras Prius II efektyvumas (skaičiuojant visą energijos kelią nuo bako iki ratų, taip sakant) yra 37%, palyginti su 16% benzino analogo (kai eksploatuojamas "japoniškas" standartinis miesto ciklas).
Sunku rasti kitą dujomis varomą automobilį, kuris būtų toks ekonomiškas pagal savo dydį, turintis 104 arklio galias (ICE plius akumuliatoriai).
