Načelo delovanja Toyota Prius hibrid 1999. Kako hibridni motor deluje na avtomobilu

Toyota Prius Delovanje vozila v različnih načinih vožnje

Primerjalni podatki avtomobilov Prius različnih modelnih let

Motor z notranjim izgorevanjem Toyota Prius

Toyota Prius ima motor z notranjim zgorevanjem (ICE), nenavadno majhen za avtomobil s težo 1300 kg in prostornino 1497 cm ". To omogoča prisotnost elektromotorjev in baterije, ki pomagajo ICE, kadar je potrebna večja moč. Na običajnem avtomobilu je motor zasnovan za visoke pospeške in vožnja po strmem hribu, tako da skoraj vedno deluje z nizkim izkoristkom (izkoristkom). 30. karoserija uporablja drugačen motor, 2ZR-FXE, 1,8 litra. Ker avtomobila ni mogoče priključiti na mestno omrežje oskrbe z električno energijo (ki jo japonski inženirji načrtujejo v bližnji prihodnosti), ni drugega dolgoročnega vira energije in ta motor mora dovajati energijo za polnjenje akumulatorja, pa tudi za premikanje avtomobila in napajanje dodatnih porabnikov, kot so klimatska naprava, električni grelec, avdio itd. .d. Toyotina oznaka za motor Prius - 1NZ-FXE. Prototip tega motorja je motor 1NZ-FE, ki je bil nameščen na avtomobilih Yaris, Bb, Fun Cargo ", Platz. Zasnova številnih delov motorjev 1NZ-FE in 1NZ-FXE je enaka. Na primer cilindrični bloki Bb, Fun Cargo, Platz in Prius 11 Vendar motor 1NZ-FXE uporablja drugačno shemo tvorbe zmesi in zato obstajajo konstrukcijske razlike.Motor 1NZ-FXE uporablja Atkinsonov cikel, medtem ko motor 1NZ-FE uporablja običajni Ottov cikel.

V Ottovem cikličnem motorju med postopkom sesanja mešanica goriva in zraka vstopi v valj. Vendar je tlak v sesalnem kolektorju nižji kot v jeklenki (ker pretok nadzoruje dušilni ventil), zato bat dodatno sesa v mešanico zraka in goriva in deluje kot kompresor. Vstopni ventil se zapre blizu spodnje mrtve točke. Mešanica v jeklenki se stisne in vžge v trenutku, ko se uporabi iskra. Nasprotno pa Atkinsonov cikel ne zapre sesalnega ventila v spodnji mrtvi točki, ampak ga pusti odprtega, ko se bat začne dvigovati. Del mešanice zraka in goriva se iztisne v sesalni kolektor in porabi v drugem valju. Tako se izgube črpanja zmanjšajo v primerjavi z Otto-jevim ciklom. Ker se volumen zmesi, ki jo stisnemo in zažgemo, zmanjša, se tudi tlak med stiskanjem s takšno shemo tvorbe zmesi zmanjša, kar omogoča povečanje kompresijskega razmerja na 13, brez nevarnosti detonacije. Povečanje kompresijskega razmerja poveča toplotno učinkovitost. Vsi ti ukrepi prispevajo k izboljšanju izkoristka goriva in okolju prijaznosti motorja. Strošek je zmanjšanje moči motorja. Tako ima motor 1NZ-FE moč 109 KM, motor 1NZ-FXE pa 77 KM.

Motor / generatorji Toyota Prius

Toyota Prius ima dva elektromotorja / generatorja. Po zasnovi so si zelo podobni, vendar se razlikujejo po velikosti. Oba sta trifazna sinhronska motorja s trajnim magnetom. Ime je bolj zapleteno kot samo oblikovanje. Rotor (del, ki se vrti) je velik, močan magnet in nima električnih povezav. Stator (stacionarni del, pritrjen na karoserijo avtomobila) vsebuje tri sklope navitij. Ko tok teče v določeni smeri skozi en sklop navitij, rotor (magnet) sodeluje z magnetnim poljem navitja in je postavljen v določen položaj. Če zaporedoma pretakate tok skozi vsak sklop navitij, najprej v eno smer in nato v drugo, lahko rotor premaknete iz enega položaja v drugega in tako omogočite, da se vrti. Seveda je to poenostavljena razlaga, vendar kaže bistvo tovrstnega motorja. Če se rotor vrti z zunanjo silo, električni tok teče v vsakem navoju po vrsti in ga lahko uporabimo za polnjenje akumulatorja ali za napajanje drugega motorja. Tako je lahko ena naprava motor ali generator, odvisno od tega, ali skozi navitja prehaja tok, da privabi rotorske magnete, ali se tok sprosti, ko neka zunanja sila zavrti rotor. To je še bolj poenostavljeno, vendar bo služilo kot podrobna razlaga.

Motor / generator 1 (MG1) je priključen na sončno opremo naprave za distribucijo električne energije (PSD). Je manjši od obeh in ima največjo moč približno 18 kW. Običajno zažene motor z notranjim zgorevanjem in s spreminjanjem količine proizvedene električne energije uravnava hitrost motorja z notranjim zgorevanjem. Motor / generator 2 (MG2) je povezan z obročastim zobnikom planetarnega gonila (naprava za razdeljevanje moči) in nato preko menjalnika na kolesa. Zato neposredno vozi avto. Je večji od obeh motornih generatorjev in ima največjo moč 33 kW (50 kW za Prius NHW-20). MG2 včasih imenujejo "vlečni motor" in njegova običajna vloga je poganjanje avtomobila kot motorja ali vračanje zavorne energije kot generatorja. Oba motorja / generatorja sta ohlajena z antifrizom.

Inverter Toyota Prius

Ker motorji / generatorji delujejo na trifazni izmenični tok, baterija pa kot vse baterije proizvaja enosmerni tok, je za pretvorbo ene vrste toka v drugo potrebna neka naprava. Vsak MG ima "pretvornik", ki opravlja to funkcijo. Pretvornik uči položaj rotorja s senzorja na gredi MG in nadzoruje tok v navitjih motorja, da motor deluje pri zahtevani hitrosti in navoru. Pretvornik spremeni tok v navitju, ko magnetni pol rotorja preide to navitje in se premakne na naslednjega. Poleg tega pretvornik poveže napetost akumulatorja z navitji in se nato zelo hitro (pri visoki frekvenci) spet izklopi, da spremeni povprečno vrednost toka in s tem navora. Z uporabo "samoinduktivnosti" navitij motorja (lastnost električnih tuljav, ki se upirajo spreminjajočemu se toku) lahko pretvornik dejansko prenese več toka skozi navitje, kot ga črpa iz akumulatorja. Deluje le, če je napetost na navitjih manjša od napetosti akumulatorja, zato je energija varčna. Ker pa vrednost toka skozi navitje določa navor, ta tok omogoča doseganje zelo velikega navora pri nizkih vrtljajih. Do približno 11 km / h lahko MG2 na menjalniku ustvari 350 Nm navora (400 Im za Prius NHW-20). Zato lahko avtomobil spelje s sprejemljivim pospeškom brez uporabe menjalnika, ki običajno poveča navor motorja z notranjim zgorevanjem. V primeru kratkega stika ali pregrevanja pretvornik izklopi visokonapetostni del stroja. V istem bloku z razsmernikom je tudi pretvornik, ki je zasnovan tako, da obrne pretvorbo izmenične napetosti v neposredno -13,8 voltov. Če se malo oddaljimo od teorije, malo prakse: pretvornik se tako kot motorni generatorji hladi iz neodvisnega hladilnega sistema. Ta hladilni sistem poganja električna črpalka. Če se na 10. telesu ta črpalka vklopi, ko temperatura v hibridnem hladilnem krogu doseže približno 48 ° C, potem se na 11. in 20. telesu uporabi drugačen algoritem za delovanje te črpalke: bodite "čez krov" vsaj -40 stopinj, črpalka še vedno začne delovati že ob vklop vžiga. Skladno s tem je vir teh črpalk zelo, zelo omejen. Kaj se zgodi, ko se črpalka zatakne ali izgori: v skladu z zakoni fizike se pri segrevanju iz MG (zlasti MG2) antifriz dvigne navzgor - v pretvornik. In v pretvorniku mora hladiti močnostne tranzistorje, ki se pod obremenitvijo znatno segrejejo. Rezultat je njihov neuspeh, tj. najpogostejša napaka na 11. telesu: P3125 - okvara pretvornika zaradi izgorele črpalke. Če v tem primeru močni tranzistorji zdržijo tak test, potem navitje MG2 izgori. To je še ena pogosta napaka na telesu 11: P3109. Na 20 karoseriji so japonski inženirji izboljšali črpalko: zdaj se rotor (rotor) vrti ne v vodoravni ravnini, kjer gre vsa obremenitev na en nosilni ležaj, temveč v navpični, kjer je obremenitev enakomerno porazdeljena na 2 ležaja. Na žalost je to dodalo malo zanesljivosti. Samo v aprilu in maju 2009 je bilo v naši delavnici zamenjanih 6 črpalk na 20 telesih. Praktični nasvet za lastnike vozil 11 in 20 Prius: določite pravilo, da pokrov motorja odprete za 15–20 sekund vsaj enkrat na 2-3 dni z vključenim kontaktom ali vžganim avtomobilom. Takoj boste videli gibanje antifriza v ekspanzijski posodi hibridnega sistema. Po tem lahko vozite varno. Če gibanja antifriza ni, ne morete z avtom!

Visokonapetostna baterija Toyota Prius

Visokonapetostna baterija (okrajšano VVB Toyota PriusOhišje Prius 10 je sestavljeno iz 240 celic z nazivno napetostjo 1,2 V, ki je zelo podobna bateriji za svetilke velikosti D, združeni v 6 kosov, v tako imenovanih "bambusih" (videz je rahlo podoben). "Bambusi" so nameščeni v 20 kosih v 2 primerih. Skupna nominalna napetost VVB je 288 V. Delovna napetost niha v načinu brez obremenitve od 320 do 340 V. Ko napetost v VVB pade na 288 V, zagon ICE postane nemogoč. Na zaslonu zasveti simbol baterije z ikono "288" v notranjosti. Za zagon motorja z notranjim zgorevanjem so Japonci v 10. karoseriji uporabili standardni polnilnik, do katerega je mogoče dostopati iz prtljažnika. Pogosta vprašanja, kako ga uporabiti? Odgovor je: najprej ponavljam, da ga je mogoče uporabiti le, če na zaslonu zasveti ikona "288". V nasprotnem primeru boste ob pritisku na gumb "START" preprosto zaslišali neprijetno škripanje in prižgala se bo rdeča lučka "napaka". Drugič: "donatorja" morate priključiti na sponke majhne baterije; bodisi polnilnik bodisi dobro napolnjena zmogljiva baterija (nikakor pa zaganjalnik!). Po tem, ko je vžig izklopljen, pritisnite gumb "START" vsaj 3 sekunde. Ko se prižge zelena lučka, se bo VVB napolnil. Samodejno se bo končalo v 1-5 minutah. Ta naboj je povsem dovolj za 2-3 zagona motorja z notranjim zgorevanjem, po katerem se bo VVB polnil iz pretvornika. Če 2-3 zagoni niso zagnali motorja z notranjim zgorevanjem (in hkrati na zaslonu "PRIPRAVLJENO" ne bi smelo utripati, ampak stalno goreti), potem je treba ustaviti neuporabne zagone in poiskati vzrok okvare. V 11 telesu je VVB sestavljen iz 228 elementov po 1,2 V, združenih v 38 sklopov po 6 elementov, s skupno nazivno napetostjo 273,6 V.

Celotna baterija je nameščena za zadnjim sedežem. V tem primeru elementi niso več oranžni "bambusi", ampak so ploščati moduli v ohišjih iz sive plastike. Največji tok akumulatorja je 80 A med praznjenjem in 50 A med polnjenjem. Nazivna zmogljivost akumulatorja je 6,5 Ah, elektronika vozila pa omogoča le 40% te zmogljivosti, da se podaljša življenjska doba akumulatorja. Stanje napolnjenosti se lahko spremeni le med 35% in 90% polne nazivne napolnjenosti. Z množenjem napetosti akumulatorja in njegove kapacitete dobimo nominalno rezervo energije 6,4 MJ (megajoulov), porabljena rezerva pa 2,56 MJ. Ta energija zadostuje za štirikratno pospešitev avtomobila, voznika in potnika do 108 km / h (brez pomoči ICE). Za proizvodnjo te količine energije bi motor z notranjim zgorevanjem potreboval približno 230 mililitrov bencina. (Te številke so navedene zgolj zato, da dobite predstavo o količini shranjene energije v akumulatorju.) Vozila ni mogoče voziti brez goriva, tudi če se pri dolgem spustu začne pri 90% polnem polnjenju. Največkrat imate približno 1 MJ uporabne baterije. Veliko VVB začne popravljati takoj, ko lastniku zmanjka bencina (na zaslonu zasveti ikona "Check Engine" in trikotnik s klicajem), lastnik pa poskuša "zdržati", da napolni gorivo. Po padcu napetosti na elementih pod 3 V ti »odmrejo«. Japonski inženirji so na karoseriji 20 šli v drugo smer, da bi povečali moč: število elementov so zmanjšali na 168, tj. levo 28 modulov. Toda za uporabo v pretvorniku se napetost akumulatorja dvigne na 500 V s posebno ojačevalno napravo. Povečanje nazivne napetosti MG2 v ohišju NHW-20 je omogočilo povečanje njegove moči do 50 kW brez spreminjanja dimenzij.

Prius ima tudi pomožno baterijo. To je 12-voltna 28-amper-urna svinčeno-kislinska baterija, ki se nahaja na levi strani prtljažnika (v škatli 20 - na desni). Njegov namen je napajanje elektronike in dodatne opreme, ko je hibridni sistem izklopljen in je glavni visokonapetostni rele baterije izklopljen. Ko hibridni sistem deluje, je 12-voltni vir pretvornik v enosmerni / enosmerni tok iz visokonapetostnega sistema v 12V enosmernega toka. Po potrebi napolni tudi pomožno baterijo. Glavne krmilne enote komunicirajo prek notranjega vodila CAN. Preostali sistemi komunicirajo prek notranjega omrežja telesne elektronike. VVB ima tudi svojo krmilno enoto, ki nadzoruje temperaturo elementov, napetost na njih, notranji upor in nadzoruje tudi ventilator, vgrajen v VVB. Na 10. telesu je 8 temperaturnih senzorjev, ki so termistorji, na samih "bambusih" in 1 - splošni senzor za nadzor temperature zraka VVB. Na 11. telesu -4 +1, na 20-m-3 + 1.

Naprava za razdeljevanje moči Toyota Prius

Navor in energijo motorja z notranjim zgorevanjem in motorjev / generatorjev kombinira in porazdeli planetarni komplet zobnikov, ki ga Toyota imenuje Power Split Device (PSD). Čeprav ni težko izdelovati, je to napravo zelo težko razumeti in še bolj zapleteno v celoti upoštevati vse načine delovanja pogona. Zato bomo razpravi o napravi za distribucijo električne energije namenili še nekaj drugih tem. Skratka, Priusu omogoča, da deluje hkrati v zaporednem in vzporedno hibridnem načinu delovanja ter izkoristi nekatere prednosti vsakega načina. ICE lahko kolesa neposredno (mehanično) vrti preko PSD. Hkrati lahko iz motorja z notranjim zgorevanjem črpamo spremenljivo količino energije in jo pretvorimo v električno energijo. Lahko napolni baterijo ali jo prenese na enega od motorjev / generatorjev, da pomaga vrteti kolesa. Prilagodljivost te mehanske / električne porazdelitve moči omogoča Priusu, da izboljša učinkovitost porabe goriva in obvladuje emisije med vožnjo, kar pri tesni mehanski povezavi med motorjem z notranjim zgorevanjem in kolesi ni mogoče kot pri vzporednem hibridu, vendar brez izgube električne energije kot pri serijskem hibridu. Za Priusa se pogosto govori, da ima CVT (Continue Variable Transmission), neprekinjen ali "konstantno spremenljiv" prenos, ki je naprava za distribucijo moči PSD. Vendar običajni brezstopenjski menjalnik deluje popolnoma enako kot običajni menjalnik, le da se prestavno razmerje lahko spreminja neprekinjeno (gladko) in ne v majhnem obsegu korakov (prva prestava, druga prestava itd.). Malo kasneje bomo pogledali, kako se PSD razlikuje od običajnega brezstopenjskega prenosa, tj. variator.

Najpogosteje zastavljeno vprašanje o Priusovi škatli je, kakšno olje se tam vlije, koliko in kako pogosto ga menjamo. Med uslužbenci avtomobilskih servisov se pogosto zgodi takšno napačno mnenje: ker v skorji ni merilne palice, to pomeni, da olja sploh ni treba menjati. Ta napačna predstava je povzročila smrt več kot ene škatle.

10 telo: delovna tekočina T-4 - 3,8 litra.

11 telo: delovna tekočina T-4 - 4,6 litra.

20 telo: delovna tekočina ATF WS - 3,8 litra. Nadomestno obdobje: po 40 tisoč km. Po japonskih izrazih se olje menja na vsakih 80 tisoč kilometrov, toda za posebej težke pogoje obratovanja (in Japonci pripisujejo delovanje avtomobilov v Rusiji tem posebej težkim pogojem - in z njimi se strinjamo) je treba olje menjati 2-krat pogosteje.

Povedal vam bom o glavnih razlikah pri vzdrževanju škatel, tj. o menjavi olja. Če v 20. telesu, če želite zamenjati olje, morate samo odviti odtočni čep in pri izlivanju starega napolniti novo olje, potem na 10. in 11. telesu ni tako preprosto. Zasnova oljne posode na teh strojih je narejena tako, da če samo odvijete odtočni čep, se bo odtekel le del olja in ne najbolj umazan. In 300-400 gramov najbolj umazanega olja z drugimi ostanki (kosi tesnilne mase, obrabni izdelki) ostane v ponvi. Zato je za zamenjavo olja potrebno odstraniti posodo škatle in jo po izlitju umazanije in čiščenju vrniti nazaj. Pri odstranjevanju palete dobimo še en dodaten bonus - stanje škatle lahko diagnosticiramo po obrabnih izdelkih na paleti. Najslabše za lastnika je, ko na dnu palete zagleda rumene (bronaste) ostružke. Takšna škatla ne bo dolgo živela. Tesnilo posode je pluto in če luknje na njem niso dobile ovalne oblike, ga je mogoče ponovno uporabiti brez tesnilnih mas! Glavna stvar pri namestitvi palete je, da ne zategnete vijakov, da ne bi rezali tesnila s paleto. Kaj je še zanimivega v pogonskem sklopu: uporaba verižnega pogona je sicer precej nenavadna, a vsi običajni avtomobili imajo med motorjem in osmi reduktorje zobnikov. Njihov namen je omogočiti, da se motor vrti hitreje kot kolesa, in povečati navor, ki ga proizvaja motor, na več navora na kolesih. Razmerja, s katerimi se zmanjša hitrost vrtenja in poveča navor, so zaradi zakona ohranjanja energije nujno enaka (zanemarjanje trenja). Razmerje se imenuje "skupno prestavno razmerje". Skupno prestavno razmerje Priusa 11 je 3,905. Izkazalo se je tako:

39-zobni zobnik na izhodni gredi PSD poganja 36-zobni zobnik na prvi prosti gredi preko tihe verige (imenovane Morsejeva veriga).

30-zobni zobnik na prvi kardanski gredi je povezan in poganja 44-zobni zobnik na drugi kardanski gredi.

26-zobni zobnik na drugi kardanski gredi je povezan in poganja 75-zobni zobnik na diferencialnem vhodu.

Vrednost diferencialne moči na obeh kolesih je enaka diferencialnemu vhodu (dejansko sta enaki, razen v ovinkih).

Če izvedemo preprosto aritmetično operacijo: (36/39) * (44/30) * (75/26), dobimo (z natančnostjo do štirih pomembnih številk) skupno prestavno razmerje 3,905.

Zakaj se uporablja verižni pogon? Ker se izogne \u200b\u200baksialni sili (sili, usmerjeni vzdolž osi gredi), ki bi se pojavila pri običajnih vijačnih zobnikih, ki se uporabljajo v avtomobilskih menjalnikih. Temu bi se lahko izognili tudi z uporabo zobnikov, ki pa povzročajo hrup. Aksialni potisk na protih gredih ni problem in ga lahko uravnotežijo stožčasti valjčni ležaji. Vendar to z izhodno gredjo PSD ni tako enostavno. Pri Priusovem diferencialu, oseh in kolesih ni nič zelo nenavadnega. Tako kot pri običajnem avtomobilu tudi diferencial omogoča, da se notranja in zunanja kolesa med obračanjem avtomobila vrtijo z različno hitrostjo. Osi prenašajo navor od diferenciala do pesta kolesa in vlečejo členitev, ki kolesom omogoča premikanje navzgor in navzdol po vzmetenju. Kolesa so iz lahke aluminijeve zlitine in imajo visokotlačne pnevmatike z nizkim kotalnim uporom. Polmer valja pnevmatik je približno 11,1 palca, kar pomeni, da pri vsakem obratu koles avtomobil prevozi 1,77 metra, edina nenavadna velikost pa so pnevmatike na karoserijah 10 in 11: 165 / 65-15. To je v Rusiji precej redka velikost gume. Številni prodajalci tudi v specializiranih prodajalnah povsem resno prepričajo, da takšne gume v naravi ni. Moja priporočila: za ruske razmere je najprimernejša velikost 185 / 60-15. Pri 20 Priusu je guma prevelika, kar ugodno vpliva na njeno obstojnost. Zdaj bolj zanimivo: kaj pri Priusu manjka, kaj v katerem koli drugem avtomobilu?

Ni ročnega menjalnika, ni ročnega menjalnika, ni samodejnega - Prius ne uporablja večstopenjskega menjalnika;

Ni sklopke ali transformatorja - kolesa so vedno trdno povezana z motorjem z notranjim zgorevanjem in motorji / generatorji;

Zaganjalca ni - motor zažene MG1 prek zobnikov v napravi za razdeljevanje moči;

Alternatorja ni - elektriko po potrebi proizvajajo motorji / generatorji.

Zato oblikovna zapletenost hibrida Prius pravzaprav ni veliko večja kot pri običajnem avtomobilu. Poleg tega imajo novi in \u200b\u200bneznani deli, kot so motorji / generatorji in PSD-ji, večjo zanesljivost in daljšo življenjsko dobo kot nekateri deli, ki so bili odstranjeni iz zasnove.

Delovanje vozila v različnih voznih razmerah

Zagon motorja Toyota Prius

Za zagon motorja se MG1 (priključen na sončno gonilo) vrti naprej z električno energijo iz visokonapetostne baterije. Če vozilo miruje, ostane tudi mirujoč planetni zobnik. Vrtenje sončne opreme torej prisili planetarni nosilec, da se vrti. Povezan je z motorjem z notranjim zgorevanjem (ICE) in ga obrača s 1/3,6 hitrosti MG1. Za razliko od običajnega avtomobila, ki ICE oskrbuje z gorivom in vžigom takoj, ko ga zaganjalnik začne obračati, Prius počaka, dokler MG1 ICE potisne na približno 1000 vrt / min. To se zgodi v manj kot sekundi. MG1 je bistveno močnejši od običajnega zaganjalnika. Za vrtenje motorja z notranjim zgorevanjem pri tej hitrosti se mora sam vrteti s hitrostjo 3600 vrt / min. Zagon ICE pri 1000 vrtljajih na minuto skoraj ne ustvarja stresa, saj je to hitrost, s katero bi ICE z veseljem tekel iz lastne energije. Poleg tega Prius začne s sprožitvijo le nekaj valjev. Rezultat je zelo gladek zagon, brez hrupa in sunkov, kar odpravlja obrabo, povezano z zagonom običajnih vozil. Hkrati bom takoj opozoril na pogosto napako serviserjev in lastnikov: pogosto me pokličejo in vprašajo, kaj preprečuje, da bi motor z notranjim zgorevanjem še naprej deloval, zakaj se zažene za 40 sekund in ustavi. V resnici, medtem ko utripa polje PRIPRAVLJENO, LED NE DELUJE! MG1 je tisti, ki ga obrne! Čeprav vizualno - popoln občutek zagona motorja z notranjim zgorevanjem, tj. Motor z notranjim zgorevanjem oddaja hrup, iz izpušne cevi prihaja dim.


Ko motor z notranjim zgorevanjem začne delovati na lastno energijo, računalnik nadzoruje odprtino plina, da med ogrevanjem doseže primerno število vrtljajev v prostem teku. Električna energija MG1 ne napaja več in dejansko, če je baterija skoraj prazna, lahko MG1 proizvaja elektriko in jo polni. Računalnik preprosto oblikuje MG1 kot generator namesto motorja, malo bolj odpre plin motorja z notranjim zgorevanjem (do približno 1200 vrt / min) in prejme elektriko.

Toyota Prius s hladnim zagonom

Ko zaženete Prius s hladnim motorjem, je njegova glavna prioriteta ogrevanje motorja in katalizatorja, da se sistem za uravnavanje emisij zažene in zažene. Motor bo deloval nekaj minut, dokler se to ne zgodi (kako dolgo je odvisno od dejanskih temperatur motorja in katalizatorja). V tem času se sprejmejo posebni ukrepi za nadzor izpušnih plinov med ogrevanjem, vključno z zadrževanjem izpušnih ogljikovodikov v absorberju, ki ga bomo kasneje očistili, in motorjem upravljamo v posebnem načinu.

Topel zagon Toyota Prius

Ko Prius zaženete s toplim motorjem, bo ta kratek čas deloval in se nato ustavil. Hitrost prostega teka bo znotraj 1000 vrt / min.

Žal je nemogoče preprečiti, da se ICE zažene, ko vklopite avto, četudi se vse, kar želite storiti, je, da se premaknete do bližnjega dvigala. To velja samo za telesi 10 in 11. Na telesu 20 je uporabljen drugačen algoritem zagona: pritisnite zavoro in pritisnite gumb "START". Če ima VVB dovolj energije in grelnika ne vklopite za ogrevanje notranjosti ali stekla, se motor z notranjim zgorevanjem ne zažene. Samo napis "PRIPRAVLJEN" (Totob) zasveti, torej je avto v celoti pripravljen za premikanje. Dovolj je, da krmilno palčko (in izbira načinov na 20 karoseriji opravi krmilna palica) premaknete v položaj D ali R in spustite zavoro, boste šli!

Prius je vedno v neposredni prestavi. To pomeni, da samo motor ne more oddati vsega navora, da bi lahko avto pogumno vozil. Vrtilni moment za začetni pospešek doda MG2, ki neposredno vrti planetarni obročni zobnik, povezan z vhodom menjalnika, katerega izhod je povezan s kolesi. Elektromotorji zagotavljajo najboljši navor pri nizkih vrtljajih, zaradi česar so idealni za zagon vozila.

Če ICE teče in avto miruje, se MG1 vrti naprej. Krmilna elektronika začne odvzemati energijo iz MG1 in jo prenašati v MG2. Zdaj, ko energijo vzamete iz generatorja, mora ta energija prihajati od nekod. Pojavi se neka sila, ki upočasni vrtenje gredi in nekaj, kar vrti gred, se mora upreti tej sili, da ohrani hitrost. Uprl se je tej "obremenitvi generatorja", računalnik pospeši motor in doda dodatno energijo. Torej, ICE močneje obrača planetarne zobnike, MG1 pa poskuša upočasniti vrtenje sončnega orodja. Rezultat je sila na obročasto prestavo, ki povzroči, da se avtomobil vrti in premika.


Spomnimo se, da je v planetarni prestavi navor ICE med korono in soncem razdeljen med 72% in 28%. Dokler nismo pritisnili stopalke za plin, je ICE samo tekel v prostem teku in ni povzročal nobenega navora. Zdaj pa se je število vrtljajev povečalo in 28% navora obrača MG1 kot generatorja. Preostalih 72% navora se mehansko prenese na obročasto prestavo in torej na kolesa. Medtem ko večino navora prihaja iz MG2, ICE na ta način res prenaša navor na kolesa.


Zdaj moramo ugotoviti, kako lahko 28% navora ICE, ki se prenaša na MG1, s pomočjo MG2 čim bolj pospeši zagon avtomobila. Za to moramo jasno razlikovati med navorom in energijo. Navor je rotacijska sila in tako kot ravna sila tudi za vzdrževanje sile ni treba trošiti energije. Recimo, da vlečete vedro vode z vitlom. Potrebuje energijo. Če vitlo poganja električni motor, ga boste morali oskrbeti z elektriko. Ko pa vedro dvignete navzgor, ga lahko obesite s kakšno kljuko ali palico ali s čim drugim, da se obdrži. Sila (teža vedra), ki deluje na vrv, in navor, ki ga vrv prenaša na boben vitla, nista izginila. A ker se sila ne premika, ni prenosa energije in je stanje brez energije stabilno. Podobno, ko avto miruje, čeprav se 72% navora ICE prenese na kolesa, v tej smeri ni pretoka energije, saj se obročni zobnik ne vrti. Sončna oprema pa se hitro zavrti in čeprav prejme le 28% navora, proizvede veliko električne energije. Ta obrazložitev kaže, da je naloga MG2, da navor uporabi na vhod mehaničnega menjalnika, ki ne potrebuje veliko moči. Skozi navitja motorja mora preiti veliko toka, da se premaga električni upor in ta energija se izgubi kot toplota. Ko pa se avtomobil premika počasi, ta energija prihaja iz MG1. Ko se avto začne premikati in nabirati hitrost, se MG1 počasneje vrti in proizvaja manj energije. Računalnik pa lahko nekoliko pospeši motor z notranjim zgorevanjem. Zdaj več navora prihaja iz ICE in ker mora več navora preiti tudi skozi sončno gonilo, lahko MG1 ohranja visoko proizvodnjo električne energije. Zmanjšana hitrost vrtenja se kompenzira s povečanjem navora.

Do tega trenutka smo se izogibali omenjanju akumulatorja, da bi jasno pokazali, kako nepotrebno je spravljati avto. Vendar je večina zagonov rezultat delovanja računalnika, ki napaja baterijo neposredno v MG2.


Pri počasnem premikanju avtomobila obstajajo omejitve hitrosti. To je posledica potrebe po preprečevanju poškodb MG1, ki se bo moral zelo hitro vrteti. To omejuje količino energije, ki jo proizvaja ICE. Poleg tega bi bilo neprijetno, če bi voznik slišal, da se motor z notranjim zgorevanjem preveč vrti za nemoten zagon. Bolj ko pritisnete na plin, bolj bo motor z notranjim zgorevanjem povečal število vrtljajev, a tudi več energije bo črpalo iz akumulatorja. Če je pedal spuščen na tla, približno 40% energije prihaja iz akumulatorja in 60% iz motorja z notranjim zgorevanjem s hitrostjo približno 40 km / h. Ko avto pospešuje in hkrati narašča število vrtljajev motorja, zagotavlja večino energije in pri 96 km / h doseže približno 75%, če še vedno pritiskate pedal na tla. Kot se spomnimo, energija motorja z notranjim zgorevanjem vključuje tudi tisto, kar odstrani generator MG1 in ga kot električno energijo prenese na motor MG2. Pri 96 km / h MG2 dejansko prinese več navora in s tem več moči kolesom, kot jo preko planetarne prestave dovaja ICE. Toda večina električne energije, ki jo uporablja, prihaja iz MG1 in torej posredno iz motorja z notranjim zgorevanjem in ne iz akumulatorja.

Pospešek in vzpon Toyote Prius

Kadar je potrebna večja moč, ICE in MG2 skupaj ustvarita navor za vožnjo vozila na približno enak način, kot je opisano zgoraj za začetek vožnje. Ko se hitrost vozila povečuje, se količina navora, ki jo lahko doseže MG2, zmanjša, ko začne delovati pri svojih 33 kW. Hitreje se vrti, manj navora lahko doseže pri tej moči. Na srečo je to v skladu z voznikovimi pričakovanji. Ko običajni avto pospešuje, stopničasti menjalnik prestavi navzgor in navor na osi se zmanjša, tako da lahko motor svoje vrtljaje zmanjša na varno vrednost. Čeprav je narejen s popolnoma drugačnimi mehanizmi, ima Prius na splošno enak občutek kot pospeševanje v običajnem avtomobilu. Glavna razlika je v popolni odsotnosti "sunkovitosti" pri menjavanju prestav, saj menjalnika preprosto ni.

Torej, motor z notranjim zgorevanjem vrti nosilca planeta planetnih zobnikov.

72% njegovega navora se prek obročaste prestave dovede mehanično na kolesa.

28% njegovega navora gre v MG1 skozi sončno opremo, kjer se pretvori v električno energijo. Ta električna energija poganja MG2, kar obročnemu orodju doda nekaj navora. Bolj ko pritisnete na plin, več navora proizvaja motor. Poveča tako mehanski navor skozi krono kot količino električne energije, ki jo MG1 proizvede za MG2, s čimer se doda še več navora. Odvisno od različnih dejavnikov, kot so stanje napolnjenosti akumulatorja, naklon ceste in še posebej, kako močno pritisnete na pedal, lahko računalnik dodatno energijo iz akumulatorja usmeri v MG2, da poveča svoj prispevek. Tako se doseže pospešek, zadosten za vožnjo po avtocesti tako velikega avtomobila z motorjem z notranjim zgorevanjem z močjo le 78 KM iz

Če pa potrebna moč ni tako visoka, lahko del moči, ki jo proizvaja MG1, uporabimo za polnjenje akumulatorja tudi pri pospeševanju! Pomembno je vedeti, da motor z notranjim zgorevanjem mehansko obrača kolesa in obrača generator MG1, zaradi česar mora proizvajati električno energijo. Kaj se zgodi s to elektriko in ali se iz akumulatorja doda več električne energije, je odvisno od vrste razlogov, ki jih vsi ne moremo upoštevati. To naredi krmilnik hibridnega sistema vozila.

Ko na ravni cesti dosežete enakomerno hitrost, se moč, ki jo mora dovajati motor, porabi za premagovanje aerodinamičnega trenja pri kotaljenju. To je veliko manj od moči, ki je potrebna za vožnjo avtomobila navkreber ali za pospeševanje. Da bi učinkovito deloval pri nizki moči (in tudi ne ustvarjal veliko hrupa), motor z notranjim zgorevanjem deluje pri nizkih vrtljajih. Naslednja tabela prikazuje, koliko moči je potrebno za premikanje vozila z različno hitrostjo po ravni cesti in približne vrtljaje.


Upoštevajte, da sta visoka hitrost vozila in nizki vrtljaji motorja z notranjim zgorevanjem postavili napravo za razdeljevanje moči v zanimiv položaj: MG1 se mora zdaj vrteti nazaj, kot je prikazano v tabeli. Če se vrtijo nazaj, se sateliti vrtijo naprej. Vrtenje satelitov se sešteva z vrtenjem nosilca (od ICE) in povzroči, da se obročasto orodje vrti veliko hitreje. Še enkrat ugotavljam, da je razlika v tem, da smo bili v prejšnjem primeru veseli, da smo s pomočjo visokih vrtljajev motorja z notranjim zgorevanjem dobili več moči, tudi pri nižji hitrosti. V novem primeru želimo, da ICE ostane pri nizkih vrtljajih, čeprav smo pospešili na spodobno hitrost, da bi z visoko učinkovitostjo nastavili manjšo porabo energije. Iz oddelka za delitev moči vemo, da mora MG1 vrteti navor v sončno prestavo. Tako rekoč je osrednja točka ročice, s katero ICE vrti obročasto zobnik (in s tem kolesa). Brez upora MG1 bi ICE preprosto zavrtel MG1, namesto da bi vozil avto. Ko se je MG1 vrtel naprej, je bilo enostavno videti, da lahko ta vzvratni navor ustvari regenerativna obremenitev. Posledično je morala elektronika pretvornika prevzeti moč iz MG1, nato pa se je pojavil vzvratni navor. Toda zdaj se MG1 vrti nazaj, kako naj torej dosežemo, da ustvari ta nazaj navor? V redu, kako bi se MG1 vrtel naprej in ustvaril neposredni navor? Če bi delovalo kot motor! Res je ravno obratno: če se MG1 vrti nazaj in želimo doseči navor v isti smeri, mora biti MG1 motor in se vrti z električno energijo, ki jo dobavlja pretvornik. To se začenja videti eksotično. ICE potiska, MG1 potiska, MG2 tudi? Ni mehaničnega razloga, zakaj se to ne bi moglo zgoditi. Na prvi pogled je videti privlačno. Oba motorja in motor z notranjim zgorevanjem hkrati prispevata k ustvarjanju gibanja. Vendar moramo opozoriti, da smo se znašli v tej situaciji in zaradi učinkovitosti zmanjšali število vrtljajev motorja z notranjim zgorevanjem. To ne bi bil učinkovit način za pridobivanje več moči na kolesih; za to moramo povečati število vrtljajev motorja in se vrniti v prejšnje stanje, ko se MG1 v načinu generatorja vrti naprej. Obstaja še ena težava: ugotoviti moramo, kje bomo dobili energijo za vrtenje MG1 v motornem načinu? Baterija? To lahko počnemo nekaj časa, kmalu pa bomo prisiljeni zapustiti ta način in brez polnjenja akumulatorja oditi pospešiti ali se povzpeti na goro. Ne, to energijo moramo prejemati neprekinjeno, ne da bi se baterija izpraznila. Tako smo prišli do zaključka, da mora moč prihajati iz MG2, ki mora delovati kot generator. Ali MG2 ustvarja moč za MG1? Ker tako ICE kot MG1 prispevata moč, ki jo kombinira planetarno orodje, je predlagano ime "način kombiniranja moči". Vendar je bila ideja, da MG2 proizvaja moč za motor MG1, v takšnem nasprotju z razumevanjem sistema ljudi, da se je pojavilo ime, ki je postalo splošno sprejeto - "heretični način". Pojdimo še enkrat čez in spremenimo svoje stališče. Motor z notranjim zgorevanjem vrti nosilca planeta pri nizkih vrtljajih. MG1 zasuka sončno opremo nazaj. To povzroči, da se sateliti vrtijo naprej in dodajo več vrtenja obročastim zobnikom. Obročasti zobnik še vedno prejema le 72% navora ICE, vendar hitrost vrtenja obroča poveča gibanje MG1 nazaj. Hitrejše vrtenje krone omogoča hitrejši avtomobil pri nizkih vrtljajih motorja. MG2 se neverjetno upira gibanju vozila kot generator in proizvaja električno energijo, ki napaja MG1. Vozilo se premika naprej s preostalim mehanskim navorom motorja z notranjim zgorevanjem.

Če vozite v tem načinu, lahko ugotovite, če dobro slišite število vrtljajev motorja. Vozite naprej s spodobno hitrostjo in komaj slišite motor. Lahko ga popolnoma prikrije cestni hrup. Zaslon Energy Monitor prikazuje dovajanje energije iz motorja ICE na kolesa in na motor / generator, ki polni baterijo. Slika se lahko spremeni - postopki polnjenja in praznjenja akumulatorja v motor se izmenjujejo, da se kolesa obračajo. To izmenično interpretiram kot nadzor obremenitve generatorja MG2 za vzdrževanje konstantne pogonske energije.

V skladu s Kjotskim protokolom, podpisanim leta 1997, je veliko držav prevzelo odgovornost za zmanjšanje škodljivih emisij v ozračje.

Glede na dejstvo, da je bila Japonska eden od pobudnikov tega protokola, je veliko velikih japonskih podjetij začelo številne projekte, namenjene zmanjšanju emisij. Toyota Motor je bila eno od podjetij - tukaj so leta 1992 predstavili Zemeljsko listino, ki je bila kasneje dopolnjena z okoljskim akcijskim načrtom.

Ta dva dokumenta sta opredelila eno najpomembnejših področij današnjega delovanja podjetja - razvoj novih okolju prijaznih tehnologij. V okviru tega programa je bilo razvitih več različic elektrarn, vključno s hibridno elektrarno, ki se je leta 1997 pojavila na avtomobilih Toyota Prius Hybrid.

Razvoj avtomobila s hibridno elektrarno se je začel že leta 1994. Glavna naloga inženirjev je bila ustvariti elektromotor in napajalnike, ki bi lahko, če ne zamenjali, pa vsaj učinkovito dopolnili glavni motor z notranjim zgorevanjem.

Toyotini inženirji so po lastnem priznanju preizkusili več kot sto različic različnih shem in postavitev, kar jim je omogočilo, da so ustvarili resnično učinkovito shemo, imenovano Toyota Hybrid System. Posledično je bil sistem, potem ko je sistem popolnoma operiran, nameščen na Toyoto Prius Hybrid (model NHW10), ki je postala prvi hibridni avtomobil podjetja.

Sistem THS je kombinirana elektrarna, sestavljena iz motorja z notranjim zgorevanjem, dveh elektromotorjev in HSD brezstopenjskega menjalnika. Bencinski motor 1NZ-FXE s prostornino 1500 cm3 lahko razvije moč 58 KM, skupna moč elektromotorjev pa je 30 kW. Elektromotorji porabijo energijo, shranjeno v visokonapetostnih baterijah z rezervo 1,73 kWh.

Glavna značilnost elektrarne je bila, da so elektromotorji lahko delovali tudi kot generator - med vožnjo na bencinski motor, pa tudi med regenerativnim zaviranjem, so akumulator napolnili in čez nekaj časa omogočili njegovo ponovno uporabo. Sam motor je deloval po Atkinsonovem principu, zahvaljujoč kateremu se je povprečna poraba goriva v mestnih razmerah gibala od 5,1 do 5,5 l / 100 km.

Elektromotor bi lahko deloval ločeno od glavnega motorja in v sinergičnem načinu, kar omogoča hitrejše pospeševanje do varčnejšega prenosa. Vse to je omogočilo zmanjšanje količine škodljivih emisij v ozračje na približno 120 g / km - za primerjavo: hibridni hiperkar Ferrari LaFerrari v ozračje odda 330 g / km.

Toyota Prius Hybrid je bil kljub prednostim in varčnosti pozdravil precej hladno - prizadela je nenavadna elektrarna, ki ni bila dovolj zmogljiva niti za mirno vožnjo avtomobila, težkega nad 1200 kg.

Zato je bila leta 2000 elektrarna spremenjena v različici NHW11 - moč bencinskega motorja se je povečala z 58 na 72 KM, moč elektromotorja pa s 30 na 33 kW. Zahvaljujoč majhnim spremembam v sistemu za shranjevanje energije se je zmogljivost VVB povečala na 1,79 kWh.

Druga generacija NHW20 (2003-2009)

Hibridni model Toyote Prius, ki se je pojavil leta 2003, se je bistveno razlikoval od predhodnika. Najprej je hibrid dobil petvratno karoserijo kombilimuzine - ta karoserija je bila med 72% potencialnih kupcev avtomobilov bolj priljubljena kot limuzina.

Druga pomembna sprememba je bila spremenjena pogonska enota THS II. Vse enak in pol litrski bencinski motor 1NZ-FXE je bil povečan na 76 KM, vendar je bila moč elektromotorja povečana na 50 kW. To je omogočilo ne samo povečanje največje hitrosti hibrida s 160 na 180 km / h pri bencinskem motorju in s 40 na 60 km / h na elektromotorju, temveč tudi čas pospeševanja na 100 km / h za skoraj pol in pol.

Uporaba pretvornika popolnoma nove zasnove je omogočila zmanjšanje mase baterij s 57 na 45 kg in število celic. Zaloga akumulirane energije se je zmanjšala na 1,31 kWh, a ker je nova vrsta pretvornika omogočila učinkovitejšo pretvorbo rekuperativne energije, se je v primerjavi s Priusom prve generacije povečala zaloga moči na polnilnih baterijah, stopnja polnjenja baterij pa se je povečala za 14%. Uspelo nam je tudi zmanjšati porabo goriva na 4,3 l / 100 km., in raven emisij ogljikovega monoksida - do 104 g / km.

Tretja generacija ZVW30 (2009-2016)

Kljub očitnemu komercialnemu uspehu so Toyotini inženirji še naprej izpopolnjevali model, da bi izboljšali njegovo avtonomijo s čistimi viri energije in nadalje zmanjšali emisije. Na podlagi sistema THS je bil razvit popolnoma nov serijsko vzporedni hibridni pogon Hybrid Synergy Drive, ki deluje po istem principu, vendar s številnimi pomembnimi novostmi.

Najprej je bil namesto izčrpanega povečanja moči motorja 1NZ-FXE nameščen motor 2ZR-FXE s prostornino 1800 cm3, ki je razvil moč 99 KM. Moč elektromotorja se je povečala na 60 kW, njegova velikost pa se je zmanjšala zaradi uporabe planetarnega orodja. Regenerativni sistem je bil preoblikovan za izboljšanje učinkovitosti in hitrejše polnjenje. Kljub povečani masi praznega vozila na skoraj 1.500 kg se je dinamična zmogljivost le izboljšala zaradi močnejšega motorja.

Uporaba novega hibridnega pogona je omogočila ne samo izboljšanje dinamičnih značilnosti avtomobila, temveč tudi njegovo varčnost. Po mnenju Toyotinih inženirjev poraba v mešanem načinu znaša 3,6 l / 100 km - to so podatki o potnih listih.

Seveda je v realnih razmerah ta številka višja, vendar po ocenah lastnikov v povprečju ne presega 4,2-4,5 l / 100 km, v primerjavi s skoraj 5,5 l / 100 v drugi generaciji Priusa.

Druga novost je sončna plošča, nameščena na strehi s 130 vati, ki se uporablja za klimatski sistem.

Leta 2012 je bil model deležen nadgradnje, med katero se je znatno povečala avtonomija električnega hibrida. Vgrajene so bile nove akumulatorje, njihova zmogljivost pa se je povečala skoraj trikrat - 21,5 A * h v primerjavi s 6,5, shranjena energija pa 4,4 kW * h v primerjavi s 1,31. Takšen naboj hibridu omogoča, da z največjo hitrostjo 100 km / h poganja elektromotor 1,5 km oziroma 20 km s hitrostjo 40 km / h. Hkrati je emisija škodljivih snovi v ozračje le 49 g / km.

Četrta generacija (2016)

Jeseni 2015 je Toyota na avtomobilskem salonu v Las Vegasu predstavila novo generacijo Prius Hybrid. Avtomobil temelji na popolnoma novi platformi in je s svojo agresivno in zanimivo zasnovo radikalno drugačen, kar namiguje na bolj športen značaj.

To je res tako - po besedah \u200b\u200bglavnega inženirja projekta Prius Kouzdija Toyesime je hibrid med razvojem zasnove dobil športne lastnosti, saj je postal veliko hitrejši in bolj dinamičen kot njegovi predhodniki.

Pogonska enota Hybrid Synergy Drive je ostala tako rekoč nespremenjena. Toda zaradi uporabe naprednejših materialov, povečanega navora elektromotorja in novega elektromehanskega variatorja je bilo mogoče povečati največjo hitrost avtomobila. Prav tako sredi leta 2016 se bo pojavila prva različica hibrida s pogonom na vsa kolesa, v zadnji osi pa je nameščen dodatnih 7,3 kW elektromotor.

Z novo zasnovanimi visokonapetostnimi baterijami hibrid prevozi več kot 50 km z električno vleko, izboljšani sistem polnjenja pa skrajša čas polnjenja na 90 minut in omogoča samo 60-odstotno polnjenje v samo 15 minutah.

Do danes je Toyota prodala več kot 3,5 milijona svojih vozil Prius. Ta model je zaslužen kot najbolj priljubljen hibrid na svetu in z zaupanjem dokazuje, da prihodnost pripada vozilom s hibridnim in električnim pogonskim sklopom, ki zmanjšujejo škodljiv vpliv na okolje.

Video

Za zaključek še video pregled najnovejše različice.

Zahvaljujoč svoji gospodarnosti in zanesljivosti so hibridna vozila Toyota zelo zanimiva za potrošnika. Izkazalo se je, da gladka vožnja in stabilnost na cesti nista vse prednosti tega japonskega avtomobila. Odlične vozne zmogljivosti presenetljivo kombiniramo z varčno porabo goriva. Hibrid Toyote Prius poganjata dva vira energije: električni motor in motor z notranjim izgorevanjem (LED).

Poskusimo ugotoviti, kako lahko avtomobil s povečanjem moči porabi bencin na ravni majhnega avtomobila. Naprava hibridnega vozila Toyota Prius je sestavljena iz:

  • motor z notranjim zgorevanjem (ICE);
  • električni motor;
  • planetarni menjalnik (delilnik moči);
  • generator;
  • pretvornik;
  • baterija.

Motor z notranjim zgorevanjem in elektromotor lahko delujeta hkrati, izmenično in se po potrebi dopolnjujeta. V hibridni napravi se pogonski navor na kolesa lahko v različnih razmerjih prenese neposredno iz elektromotorja in motorja z notranjim zgorevanjem.

To se naredi s pomočjo planetarnega menjalnika (delilnika moči), ki je sestavljen iz nabora zobnikov. Štirje so povezani z bencinskim motorjem, zunanji pa z električnim motorjem. Še en satelit je povezan z generatorjem, ki po potrebi pošlje energijo v elektromotor ali napolni baterijo.

Ena glavnih prednosti Priusa je, da za razliko od električnih vozil polnjenje hibridnega vozila ne zahteva omrežne povezave. Procesor, ki nadzoruje vsa delovanja stroja, po potrebi napolni akumulator iz motorja z notranjim zgorevanjem.

Kako deluje hibridni avto

Glavna naloga Toyotinih inženirjev je bila ustvariti varčen avtomobil, ki na progi ne bi bil slabši od močnih "železnih konjev", hkrati pa bi imel nizko porabo motorja. Za to je bila uporabljena kombinacija motorja z notranjim zgorevanjem in elektromotorja. Da bi dosegli največjo učinkovitost, lahko pri Toyoti Prius oba vira energije delujeta ločeno, skupaj in vzporedno.

Torej, načelo delovanja hibridne Toyote Prius. Motor se zažene in vozilo pospeši z vlečnim elektromotorjem. Vrti zunanji satelit planetarnega menjalnika in tako prenaša navor na kolesa. A do akumulatorja ne boste prišli prav daleč. Zato je takoj, ko avto nabere hitrost, vključen motor z notranjim zgorevanjem.

S kombinirano uporabo elektromotorja in motorja z notranjim zgorevanjem lahko dosežete največjo učinkovitost (izkoristek) celotnega sistema, saj. Ob pritisku na zavoro se ugasne motor z notranjim zgorevanjem in pride do tako imenovanega regenerativnega zaviranja (vsa energija upora se pretvori v električno), pri katerem elektromotor, ki deluje v načinu generatorja, napolni akumulator.

Če avto spet potrebuje več moči, na primer za prehitevanje, se znova vklopi elektromotor, katerega energija zadostuje za oster pospešek. Sheme delovanja hibridnih avtomobilov so zasnovane za povečanje gospodarnosti avtomobila in zmanjšanje emisij ogljikovega dioksida v ozračje. S povečanjem porabe goriva (ko pritisnete na stopalko za plin) krmilni računalnik pošlje signal delilniku moči in vklopi električni vir, ki motorju z notranjim zgorevanjem omogoča delovanje v načinu brez obremenitve.

Toyota ima edinstveno zanesljivost in prilagodljivost, saj nadzor gibanja večinoma izvajajo žice, pri čemer se izogiba uporabi zapletenih komponent in sklopov. Mimogrede, pri hibridnem vozilu Toyota Prius generator deluje kot zaganjalnik in pomaga "zavrteti" motor z notranjim zgorevanjem do potrebnih 1000 vrt / min.

Način delovanja motorja

  • Začni. Premikanje samo z električno vleko.
  • Vožnja s konstantno hitrostjo. V tem primeru se navor prenese na generator in kolesa.
  • Generator po potrebi napolni baterijo in prenaša energijo na elektromotor. V tem primeru se navori obeh vlečnih enot seštejejo.
  • Prisilni način. Elektromotor, ki dobi dodatno moč od generatorja, poveča moč bencinskega motorja.
  • Zaviranje. Hibrid zavira večinoma z elektromotorjem. Ko pa pedal močno pritisnete, se aktivirajo hidravlični sestavni deli in zaviranje poteka na običajen način.

Motor (ICE)

Toyotin hibridni tip motorja - Hybrid Synergy Drive (hibridni sinergijski pogon), ki vam omogoča kombiniranje dveh virov energije: motor z notranjim zgorevanjem in električni motor. Ugotovimo, kakšni motorji na gorivo so nameščeni na Priusu.

Sredi 50-ih let prejšnjega stoletja inženir Ralph Miller predlagal izboljšanje ideje James Atkinson ... Bistvo ideje je bilo izraženo v povečanju učinkovitosti motorja z notranjim zgorevanjem z zmanjšanjem kompresijskega giba. To načelo, ki ga danes pogosto imenujejo Miller / Atkinsonov cikel, se uporablja v Toyotinih hibridnih motorjih.

Torej, hibridni Toyota Prius, kako deluje motor tega avtomobila. Za razliko od drugih modelov ICE se postopek stiskanja v valju ne začne v trenutku, ko se bat začne premikati navzgor, ampak nekoliko kasneje. Torej, preden se dovodni ventili zaprejo, del mešanice goriva in zraka teče nazaj v sesalni kolektor, kar omogoča podaljšanje časa porabe energije tlaka ekspanzijskega plina. Vse to vodi do znatnega povečanja izkoristka motorja, povečanja izkoristka agregata in poveča tudi navor.

Značilnosti motorja:

  • Prostornina - 1794 ccm
  • Moč (KM / kW / vrt / min) - 97/73/5200.
  • Navor (Nm / vrt / min) - 142/4000.
  • Dovod goriva - injektor.
  • Gorivo - bencin AI 95, AI - 92.

Poraba hibrida Toyota Prius na 100 km v mestnem ciklu je 3,9 litra, na avtocesti - 3,7 litra.

Toyotin električni motor

Zasnova hibridnega sinergijskega pogona uporablja vlečni motor. Moč elektromotor Toyota Prius - 56 kW, 162 Nm. Ta enota zagotavlja premik avtomobila od začetka do nastavljene konstantne hitrosti, vklopi se, ko gre avto v prehitevanje in sodeluje pri zaviranju. Celoten sistem Toyota Prius je premišljen do najmanjših podrobnosti. Hibridno vozilo se med vožnjo polni od motorja z notranjim zgorevanjem preko krmilnega generatorja.

Akumulatorska baterija

Hibrid je opremljen z dvema baterijama (glavna visokonapetostna in pomožna), ki se nahajata v prtljažniku avtomobila. Glavna naprava avtomobilske baterije je izdelana iz zlitine nikelj-kovina-hidrid in ima zmogljivost 6,5 A / h, napetost 201,6 V. Ta enota ima lasten hladilni sistem. V visokonapetostni bateriji je krmilnik, ki nadzoruje postopek polnjenja vsake celice (bloka) skupaj 168 celic.

Porabo in obnovitev baterije nadzira nadzorni procesor vozila. Akumulator Toyota Prius ne zahteva polnjenja iz omrežja, ta postopek se izvaja med vožnjo in zaviranjem (večinoma) vozila.
Pomožna baterija: 12 V (35 A / h, 45 A / h, 51 A / h).

Zaključek

Kljub razmeroma visokim stroškom hibridni avtomobili privlačijo vse več zanimanja kupcev. Toyota Prius v primerjavi z drugimi hibridnimi vozili res porabi bistveno manj goriva in ima nizkoogljični odtis.

Tako kot stari avto. Izkazalo se je, da je hibrid četrte generacije rezultat globokega prenove?

Ni bilo tako! Četrti Prius je povsem nov. Temelji na modularni arhitekturi TNGA (Toyota New Global Architecture), na kateri bo v bližnji prihodnosti temeljila večina modelov podjetja. Delež visoko trdnih jekel v strukturi telesa se je povečal s 3 na 19%, torzijska togost telesa se je povečala za 60%, masa praznega vozila pa se je zmanjšala za 50 kg. Namesto zadnjega nosilca je hibrid dobil neodvisno vzmetenje, vlečna baterija pa se je premaknila iz prtljažnika pod sedež. Pravzaprav je stari v novem Priusu le motor z notranjim zgorevanjem in tudi ta je bil bistveno izboljšan. Japoncem je uspelo zmanjšati trenje in povečati detonacijsko odpornost. Termodinamična učinkovitost tega motorja je 40-odstotna - rekord v celotni industriji.

Deklarirana poraba v območju 3 litre na 100 km - kajne? In zakaj so vrednosti potnih listov v mestnih in primestnih ciklih praktično enake?

Trije litri na sto, seveda prebrisanost. Vsaj, . Najboljši rezultat je bil 3,9 l / 100 km med trajektom iz Moskve do Dmitrova s \u200b\u200bpovprečno hitrostjo 55 km / h. Najbolj "zastrašujoče" vrednosti na zaslonu potovalnega računalnika so ostale 5,5 l / 100 km - vendar je za doseganje takšnega rezultata na priusu treba neusmiljeno "udariti". V običajnih razmerah je poraba v mestnih in primestnih ciklih dejansko praktično enaka in znaša približno 4,3–4,5 litra na sto. Zahvaljujoč regenerativnemu zavornemu sistemu, ki v mestu deluje presenetljivo učinkovito.

Ali se lahko hibridnost Priusa povrne z nizko porabo goriva?

Ocenimo skupaj. Za izhodišče vzemite 122-konjski 1,6-litrski motor v vrhunskem modelu Prestige. Tak avtomobil stane 1.329.000 rubljev in je z vidika potrošniških lastnosti čim bližje Priusu (enaka medosna razdalja in prostor na zadnjem sedežu, enaka moč, enaka stopnja opreme in opreme). Deklarirana mestna poraba 1,6-litrske Corolle v mestu znaša 8,2 l / 100 km. Na avtocesti - 5,3 l / 100 km. Seveda bodo te vrednosti dejansko višje od navedenih. Tako bomo za povprečno porabo vzeli 9 l / 100 km, ob predpostavki, da naš hipotetični lastnik avtomobil upravlja pretežno v mestu (ne pozabite, da Prius poraba ni preveč odvisna od cikla in v povprečju znaša 4,5 l / 100 km). Tako bodo z letno prevoženo kilometrino 25.000 km prihranki znašali 1.125 litrov ali 45.000 rubljev (en liter AI-95 enačimo s 40 rublji). Razlika v ceni med Corollo (1.329.000 rubljev) in Priusom (2.112.000 rubljev) bo trajala več kot 17 let. Zato je nakup hibrida, da bi prihranili denar, utopičen.

V čem je potem smisel? Katere lastnosti je mogoče pripisati Priusu brez dvoma?

Kombinacija vodljivosti in vožnje je pohvalna. Prius odlično odpravi tudi najhujše cestne napake in ostane popolnoma živ, zanimiv za vožnjo. Rahli zvitki, bogate povratne informacije o krmiljenju. In tudi Prius je zares tih: motorja sploh ne slišite (razen če ga želite zviti v mejo), hrup s ceste pa v kabino zaide le med vožnjo po abrazivnem asfaltu. Dodajte prijetno, dodelano notranjost. Poleg tega bodo nekateri verjetno kričečim šokantnim nastopom Japoncem zapisali kot prednost.

V redu. Kaj pa očitne slabosti?

In tu bodo mnogi tudi zapisali videz. Po ceni več kot dva milijona rubljev je to morda naslednje odvračilno sredstvo. Poleg tega ima Prius majhen prtljažnik (po naših meritvah le 276 litrov). In če govorimo o voznih lastnostih, so zavore vznemirjene. Elektromotor lahko kadar koli brez ceremonije poseže v postopek zaviranja, tako da napor na pedalu "hodi". V zadnjem času se mi je zgodilo, da nima take funkcije. Torej, oče vseh hibridov si mora k čemur prizadevati. Hibridizem kot tak ni izgovor.

Kakšne so možnosti za četrto generacijo Priusa v Rusiji?

Pri napovedih bom zelo previden, vendar ne dvomim, da bo četrti Prius postal bolj priljubljen kot njegov predhodnik. Dejstvo je, da so v celotnem letu 2016 v Rusiji uradni prodajalci prodali le 16 hibridov tretje generacije. To je absolutno dno, ki ga novi izdelek ne more prebiti. Verjeli ali ne, imel sem celo to srečo, da sem na cesti zagledal četrto generacijo Priusa. Sodeč po številskih okvirih je pripadal zasebni osebi in ne ruskemu predstavništvu Toyote.

Ena najbolj vznemirljivih odločitev v avtomobilski industriji je pojav hibridnih motorjev. Tovrstni avtomobili so zasnovani tako, da zmanjšajo porabo goriva in zvestim svojim lastnikom. Med najbolj priljubljenimi hibridnimi vozili je Toyota Prius ZVW30. Danes velja za enega najboljših v svojem razredu. Obstaja pa tudi mnenje, da je tretja generacija Priusa precej povprečen avtomobil z veliko težavami. Zato je vredno ugotoviti, kakšne slabosti ima Prius in ali se ga splača kupiti, da ne bi glasovali neutemeljeno.

Specifikacije:

  • Sprememba (motor): 1,8 CVT (100 kW (134) KM / 5200 vrt / min), večtočkovni vbrizg, hibridni bencin;
  • Prenos: ECVT (variator)
  • Največja hitrost: 180 km / h;
  • Vrsta vzmetenja:
  • Sprednje vzmetenje - neodvisno - McPherson;
  • Zadnje vzmetenje - polodvisno
  • Potrditev: 140 mm
  • Velikosti in platišče pnevmatik: P195 / 65 R15
  • Tip telesa: Hatchback
  • Povprečna poraba goriva: 1,8 CVT - 3,9 l / 100 km.
  • Nosilnost: 435 kg.

Toyota Prius je zlahka prevzela vodilno vlogo v hibridnih vozilih. Bilo je enostavno, saj je v tem segmentu trga malo konkurence. Hibridni avtomobil s precej konkurenčno modifikacijo je lahko na trg dala le Honda, a ga je Toyota vseeno zaobšla.

Toda, če upoštevamo vse avtomobile tega razreda, bo Toyota Prius približno na sredini ocene. Zdaj je prodaja tega avtomobila stabilna, vendar še zdaleč ne dosega proizvajalčevih ciljev. Zaradi številnih pomanjkljivosti in odkrito šibkih točk vozniki obžalujejo svojo izbiro.

Kar je najbolj zanimivo, prva generacija Priusa, ki je bila prvič izdana že leta 1997, ima najmanj pritožb. Iz njega sta bila razvita druga generacija Priusa v karoseriji NHW20 in tretja generacija Priusa v karoseriji ZVW30.

Slabosti tretje generacije Toyote Prius

  • Sistem za gorivo;
  • Hibridni sistem;
  • Pretvornik in pretvorniška hladilna črpalka;
  • Salon.

Analizirajmo podrobneje ...

Sistem za gorivo.

Najprej lastniki Priusa ugotavljajo, da je poraba goriva avtomobila veliko večja od deklarirane. Pri popravilu sistema za gorivo vas čaka še eno neprijetno presenečenje. Iz neznanega razloga je bil filter za gorivo nameščen v rezervoarju za plin, kar zelo otežuje popravila in poviša ceno.

Prva stvar, ki pade v oči takoj po nakupu (po navedbah očividcev-lastnikov), je večja poraba goriva, kot je navedena. Toda ... takoj je treba omeniti, da so kazalci, ki jih je napovedal proizvajalec, dosegljivi med normalno vožnjo po mestnih cestah ali avtocestah. V resnici je k temu dodano tudi delovanje avdio sistema, klimatske naprave ali peči (poleti oz. Pozimi) in drugi dejavniki, ki povečujejo porabo. Brez tega številke na informativni tabli ustrezajo navedenim. Izjema so le avtomobili, katerih kilometrina je presegla 250-300 tisoč km - tukaj lahko resnično govorite o povečanih stroških goriva.

Hibridni sistem.

Načeloma je enak kot pri Priusu druge generacije, vendar višje ravni. Elektromotor je zdaj močnejši, njegovo povezavo z bencinskim motorjem še vedno zagotavlja planetarno orodje. Toda to je povzročilo pretiran hrup pri visokih vrtljajih. Prav tako posodobljeni sistem deluje zelo neenakomerno v prostem teku.

Po navedbah proizvajalcev je ta avtomobil v celoti namenjen mestnim potovanjem in ob pravilnem delovanju in pravočasnem vzdrževanju dolgo ne bo potreboval popravil in zamenjave nobenih delov. Pravzaprav se je izkazalo ravno nasprotno.

Obstajata dve možni različici okvar, ki se lahko pojavijo med delovanjem avtomobila.

  • Prva je okvara pretvornika: stroški tega dela so precej visoki, toda ... ko ga kupite pri pooblaščenem prodajalcu. Praksa kaže, da je v običajnih trgovinah z avtodeli nakup delov precej cenejši, zato rešitev tega vprašanja ni videti težka.
  • Druga bolečina tega motorja so baterije: ko bo en ali nekaj elementov ostal brez dela, bodo uradne delavnice vztrajale pri popolni zamenjavi celotne enote, kar bo stalo veliko denarja. V resnici lahko nadomestite (tudi samostojno, po branju potrebnih informacij) nedelujoče elemente in nadaljujete z vožnjo.
  • Težave pri delovanju na območjih z nizko temperaturo Prius, opremljenih z litij-ionsko baterijo, po letu 2010 so jih začeli nameščati na Toyota Prius PHV (35 karoserije), Prius Alpha ZVW-40 (7 sedežev), Prius V, Prius +, pa tudi Prius četrte generacije (ZVW51). Li-Ion je postal veliko bolj kompakten, zaradi česar se v nekaterih modelih nahaja med prednjima sedežema, vendar je za razliko od nikelj-kovinskega hidrida (Ni-MH) občutljiv na zmrzal.

Pretvornik in pretvorniška hladilna črpalka.

Hladilna črpalka za pretvornik ima izrazite pomanjkljivosti, saj se pogosto pokvari. Voznik mora skrbno spremljati njegovo stanje, saj se tudi pretvornik takoj pregreje in ga je treba zamenjati.

V hladilni črpalki pretvornika so opazne pogoste okvare, če iz kakršnega koli razloga raven antifriza v rezervoarju pade. Zaradi okvare črpalke se pretvornik pregreje in seveda postane popolnoma neuporaben in zahteva popolno zamenjavo. Cena pretvornika, če ga je mogoče najti, doseže sto tisoč rubljev.

Nasvet! Lastniki Priusa bi morali biti pozorni na prisotnost antifriza v rezervoarju črpalke in morebitne opozorilne signale računalnika vozila. Hladilni sistem je šibka točka tega modela in lahko prinese veliko presenečenj.

Iz neznanega razloga je bila sprednja plošča Toyote Prius narejena po vzoru športnih modelov. Lastniku takega stroja to v resnici ni všeč, še posebej, ker je na njem veliko gumbov v neprijetnem vrstnem redu. Oblikovalci se niso obremenjevali z intuitivno nadzorno ploščo, ampak so želeli le povečati različico druge generacije.

V postopku uporabe avtomobila postane jasno, da so bili za notranje obloge uporabljeni podstandardni materiali. Odlepijo se sami in plastični deli začnejo ropotati.

Glavne slabosti Toyote Prius 30 2009–2015 sprostitev

Obstajajo številne pogoste slabosti, na katere morate biti vsekakor pozorni:

  1. Oddaljenost od tal prenizka;
  2. Zavorna čeljust za blato;
  3. Krmilna letva. Tu je prašič v piki: za nekoga deluje pravilno tudi z veliko kilometrino, za nekoga pa se pokvari že na 50-70 tisoč kilometrih. Toda to je res šibka plat Priusa, zato morate biti pri nakupu le pripravljeni.;
  4. Velika verjetnost poškodbe hibridnega dela v nesreči;

Zaključek.

Vendar je v tretji generaciji Prius res postal hitrejši in močnejši. Upati je še, da bodo proizvajalci v naslednjih serijskih izdajah spremenili ta model.

Pri nakupu Toyote Prius je treba izvesti popolno računalniško in rutinsko diagnostiko. Strokovnjak mora določiti stopnjo obrabe vseh sestavnih delov in sistemov vozila. Popravilo celo ene enote je zelo draga igra. Obvezen je tudi pregled telesa na vseh sklepih.

Pri nakupu nove ali rabljene Toyote Prius se morate zavedati, da tega ne more obvladati vsak strokovnjak. Najbolje je, da ga pregledate in popravite pri specializiranih servisih, ki jih ni mogoče najti v vseh mestih.

PS: Dragi lastniki avtomobilov, če ste opazili sistematične okvare katerih koli delov, enot tega modela, nam to sporočite v spodnjih komentarjih.

Zadnja sprememba: 26. marca 2019 Skrbnik

Kategorija

VEČ KORISTNEGA IN ZANIMIVEGA O AVTOMOBILIH:

  • - Zagotovo vsakega sedanjega ali bodočega lastnika avtomobila zanimajo morebitne slabosti in pomanjkljivosti njegove sedanjosti ali prihodnosti ...
  • - Mazda Premacy je priljubljen 5-7 sedežni japonski enoprostorec, priljubljen pri tistih, ki pogosto potujejo z družino, ki je bil narejen malo ...
  • - Ta avtomobil ostaja zelo priljubljen že nekaj desetletij na trgu z razlogom. Več kot polovica lastnikov tega križanca se ne pritožuje ...
37 objav na članek “ Slabosti in glavne slabosti Toyote Prius 30 s prevoženimi kilometri”
  1. Sergej

    20 Prius iz Evrope 147.000 od mojih 30.000 km izpustov leta 2008 v mojem delovanju 4 leta v Sibiriji. Po branju sem črpalko (ali je to potrebno) zamenjal dvakrat, ko sta bili prižgani osvetlitev ozadja in 1 krat kratki svetlobni pramen. Desno pesto sprednjega kolesa je oddalo hrup - zamenjal ga je, ko je zamenjal majhen kumulator. Oljni filter v motorju zamenjam po pričakovanjih. kot kupljeno 1-krat spremenjeno v škatli. Zanimiva šala je, če pogrešate izklop kratkega svetlobnega pramena pri parkiranju (tudi sam sem malo gluh in ob izhodu ne slišim piska), mali Akum 4 ure ni imel dovolj nizke in stranske svetlobe. stroj lahko zaženete z baterijo iz katerega koli izvijača. človek resnično ne moti gumba za odpiranje nape. držati ga je treba pritisnjenega (zraven postaviti nosilec, ki bo to storil - držal bo gumb za odpiranje pokrova motorja) in VU aliaayayayayayayaya dve žici s krokodili na + v varnostnem bloku in morebitni vijak telesa. zažene. Istočasno se začneta najprej vklopiti rele in sistem vakuumskega ojačevalnika.
    Telo je pozimi hladno ali bolje rečeno dolgo ogreje. poraba na avtocesti 5,2 l / 100km. v mestu 9l / 100km ampak v mestu imam zelo malo prevoženih kilometrov od doma do dela 1,7km in se ustavim za 4 ure potem spet 1,7km s tem ciklom je poraba velika oooooo 9l pozimi, seveda tudi motor se res ne ogreje.
    KOT 30 ka sin. nenavadno mi je všeč manj kot 20 ka (subjektivna ocena).
    Super avto

  2. Andrew

    Kupil Prius 30 2014 s 130.000 prevoženimi kilometri. Zdaj 132.000 km. Poraba v mestu in na avtocesti je v povprečju 4,5-5,5 litra. Stroj je zelo brezplačen.

  3. Roman Ivanovič

    Moj avto je leta 2010 iz Evrope vzel dve leti. Oddaljenost od tal je zelo nizka. Nobenih okvar ni. Od ranic ne obdržite vrat, ko jih odprete, in obrabe zadnjih vodil zavore 5 let. Vse. Poslušajte to piskanje več. Ja, baterijo sem sam ubil pred rokom, ko je 180 tisoč goriva zmanjkalo, a se mi je mudilo. Plin je zabodel na tla in popolnoma pristal VVB, za katerega ni bil zasnovan. Pojej rampo. Za zamenjavo 14 elementov jih je 28. Odločil sem se, da dam novo baterijo. Vse je.

  4. Dmitrij

    To pisanje nima nič skupnega z resničnostjo!
    Pred desetimi leti sem ta avto vzel s ciljem, da sem se vozil nekaj mesecev, dokler nisem našel zamenjave za svojega športnega terenca, a temu ni bilo tako. Ta avto sem se zaljubil! Po njej lahko prevozite vsaj tisoč kilometrov in se ne utrudite, vse je intuitivno. Če nekaj zlomiš, moraš biti popoln neuspeh. Akumulator ima vir 7-9 let, ne vpliva na kilometrino, nasprotno, ker Nikelj-metal-hidridne baterije ne marajo izpadov in zaradi daljših izpadov hitreje odpovejo. Pretok bo takšen, kot želite, od 4 l / 100 km do 7,5 več preprosto ne morete. Vedno vozim s pedalom do tal in tega ne zmorem. Črpalka je elektronska in tudi če umre, bo avto takoj prijavil. Na Japonskem je za razstavitev mogoče kupiti pretvornik za drobiž, baterija z delno zamenjavo bo stala 20 rubljev, v 7 letih pa boste več porabili za MOT z avtomobilom s tradicionalnim motorjem z notranjim zgorevanjem. Pri Priusu gre pri vzdrževanju za menjavo olja in filtrov! Brez valjev, pasov, piščal, trenutnih letvic in drugih hemoroidov! Vozi vsaj z majhno ali z veliko hitrostjo zelo veselo, na semaforjih so me ustavili avtomobili s 400 konji, da bi ugotovili, koliko konj imam. In konji v Priusu 30 na motorju z notranjim zgorevanjem 99 in na električnem generatorju 37, davek pa je le 99. Velika masa vam ne omogoča, da bi se zataknili na mehkem snegu in drugih težavah, če pa sedite, potem vzemite tesnejši kabel. Pri visoki hitrosti gre avto kot po tirnicah, odzivnost je naravnost super. Edina negativa je zračnost 140 mm, vendar je to enostavno rešiti z namestitvijo distančnikov. Zato ustavite ljudi iz nočne more !!! Samo enkrat se vozite in sami boste vse razumeli!



Podobni članki