Одним з найактуальніших технологічних напрямків в світовому автопромі є впровадження «зелених» технологій. Навіть ефективні системи безпеки і ультрасучасні електронні асистенти меркнуть на тлі переваг, які відкривають електричні та гібридні концепти. І справа не тільки в мінімізації рівня забруднень навколишнього середовища. Відмова або, принаймні, скорочення споживання традиційного палива вигідно і для самих автолюбителів, які можуть розраховувати на значну економію. Правда, слово «економія» поки що неохоче поєднується з цінами на енергозберігаючі моделі. Більшість пропозицій цього класу доступні російському споживачеві за 2-3 млн руб. У цьому контексті вельми привабливий вибір такого автомобіля, як «Тойота-Пріус-Гібрид», фото якого представлено нижче.

Модель пропонується з початковим цінником 1,2 млн руб. Звичайно, і таку вартість не можна назвати доступною масовому автолюбителю, але скорочення паливного витрати при довгостроковій експлуатації виправдає вкладення. Тим більше що покупець отримує не просто модель з незвичайною силовою установкою, а якісний японський автомобіль з натяком на преміальність.

Загальні відомості про моделі

Мода на гібридні моделі і електрокари у виробників виникла на початку 2000-х років. Звичайно, деякі розробки в цій області існували і раніше, але їх реальне втілення в концептах відбулося тільки в останні 15 років. У свою чергу, японський виробник став одним з першопрохідців в сегменті, випустивши гібридну модель ще в 1997 р Втім, на світовому ринку автомобіль з'явився лише через три роки. При цьому було збережено той же пристрій - «Тойота-Пріус-Гібрид» 2000 г. під капотом містить чотири компоненти: традиційний ДВС, електромотор, високовольтну батарею і мотор-генератор. Як видно, модель поєднує елементи від різних конфігурацій силової установки, Включаючи і класичний двигун внутрішнього згоряння, і батарею.

У плані зовнішності автомобіль можна віднести до гольф-класу. Хоча великі виробники прагнуть постачати гібридними установками виключно дорогі люксові версії, японці вважали за краще близький для широкого споживача клас. Власне, цим і зумовлена \u200b\u200bпорівняно доступна ціна на авто «Тойота-Пріус-Гібрид», відгуки власників про який дуже прихильні стосовно версії за 1,2 млн руб., Але вони відзначають і багатство опционального оснащення в більш дорогих версіях за 2 млн руб .

Принцип роботи базової версії

Інженери пропонують два підходи до реалізації гібридної конструкції. У першому варіанті рух і керування машиною забезпечуються електромотором, а ДВС лише постачає батарею. Другий варіант передбачає можливість рівноцінного використання обох генераторів. Два перших покоління показали можливість і ефективність поєднання обох концепцій. Для розуміння, як працює «Тойота-Пріус-Гібрид» в класичному виконанні, варто розглянути силову установку Synergy Drive. Комплекс включає бензиновий ДВС на 78 л. с. і працює від батареї електродвигун на 68 л. с. У сукупності це забезпечує максимальну віддачу. Керувати таким потенціалом можна за допомогою чотирьох режимів. У момент запуску установка ДВС відключається, і функцію основного приводу машини бере на себе електромотор. У міру наростання потужності ситуація змінюється: активність акумулятора знижується, і в справу вступає бензиновий агрегат.

Принцип роботи третього покоління

Незважаючи на збільшення потужності, третя генерація моделі відзначилась високим рівнем паливної економічності. Версія отримала 1,8-літрову «четвірку», схема якої базується на циклі Аткінсона. Як і передбачає початкове пристрій, «Тойота-Пріус-Гібрид» також отримала батарею, яка задіюється в міру необхідності. До особливостей третього покоління також варто віднести застосування електричного насоса для охолодження і поліпшеної системи забезпечення рециркуляції вихлопу. Що стосується режимів їзди, то в даному випадку мається на увазі три способи. Перший режим (EV) розрахований на рух в низькому швидкісному діапазоні з підключенням акумулятора. Далі слід посилений режим, що дозволяє збільшувати чутливість акселератора для спортивного характеру їзди. Самим же економічним є Eco Mode, при якому досягається найбільш раціональне співвідношення енергії, що витрачається і силових запитів автомобіля в процесі руху.

Технічні параметри моделі

При всіх особливостях внутрішньої начинки платформа і основна конструкція автомобіля виконані за традиційною схемою. При цьому екстер'єр виглядає досить незвично, що, в свою чергу, надає ще одну родзинку автомобілю «Тойота-Пріус-Гібрид». Технічні характеристики моделі виглядають так:

• Кузов гібрида - хетчбек 5-дверний.
• Довжина - 445 см.
• Ширина - 172,5 см.
• Висота - 149 см.
• Об'єм багажного відсіку - мінімум 408 л.
• Колісна база - 270 см.
• Колія задня - 148 см.
• Передня колія - \u200b\u200b150,5 см.
• Кліренс - 14,5 см.
• Підвіска - пружинна незалежна в передній частині і незалежна ззаду.
• Коробка передач - пряма планетарна.
• Гальма - дискові.

характеристики батареї

Виробник використовує акумулятори від компаній NiMH і Panasonic, на які дається 8 років гарантії. Власне, завдяки цим елементам і забезпечується економічність модифікації авто «Тойота-Пріус-Гібрид». Технічні характеристики використовуваних батарей виглядають наступним чином:

• Ємність - від 6 до 21 А * год.
• Час на виконання повної зарядки - 90 хв.
• Маса - від 45 до 80 кг, в залежності від версії.
• Кількість модулів у батареї - від 28 до 40.
• Кількість сегментів в модулі - 6.
• Напруга в сегменті - 1,2 В.
• Сумарна напруга - від 206 до 288 В.
• Запасна збільшують споживання електроенергії - максимум 4,4 кВт * год.

Технологічні особливості експлуатації

В уявленні більшості автомобілістів головною відмінністю гібридних моделей є їх економічність. Проте є й інші нюанси експлуатації, якими володіє «Тойота-Пріус-Гібрид». Принцип роботи, зокрема, обумовлює досить високий рівень автоматизації управління, до чого слід бути готовим. Наприклад, бортовий комп'ютер самостійно регулює параметри роботи двигуна, забезпечуючи таким чином оптимальні показники заряду батареї. Так, в момент зупинки автомобіля система активізує рекуперативного гальмування, завдяки якому акумулятор заряджається автоматично.

Пропонуються і інші корисні рішення, серед яких датчик контролю дистанції, автоматичне натяг ременів безпеки, настройка сидінь і оптимальна підгонка чутливості педалі в машині «Тойота-Пріус-Гібрид». Відгуки власників високо оцінюють і роботу інтелектуальних помічників, які дозволяють без праці паркуватися, використовувати камеру заднього виду.

Витрати палива

Навіть на тлі інших представників гібридного сегмента японська модель демонструє непогані показники економії. У місті машина в базовому виконанні споживає близько 8 л, а за містом і того менше - 5,5 л. Крім того, в показниках викиду шкідливих речовин використовуються японцями двигуни значно перевершують нормативи «Євро-4». При цьому у третього покоління ще менше витрата палива. «Тойота-Пріус-Гібрид» в цьому виконанні при русі по місту демонструє споживання на рівні 4,9 л, а на трасі - 4,6 л. Таке досягнення стало можливим не тільки завдяки силовій установці. Щоб покрити від зрослої потужності двигуна, інженери використовували надміцні сплави алюмінію в конструкції. Це дозволило знизити масу гібрида, яка становить 1,5 т.

динамічні показники

Широкому поширенню «зелених» технологій в автомобілебудуванні перешкоджають два фактори, які стримують попит. У їх числі, як уже зазначалося, ціна, а також скромні швидкісні показники. Однак японський виробник зміг позбутися від цих недоліків, про що свідчить динамічна характеристика: «Тойота-Пріус-Гібрид» відрізняється пристойною максимальною швидкістю - 170 км / ч і непоганим розгоном - до 100 км / год «китаєць» прискорюється за 11 секунд.

Частково такі високі показники гібрида обумовлені легкою конструкцією, але не варто виключати і вплив технологічних особливостей моделі. Наприклад, тяговітий електромотор забезпечує швидку реакцію, а відсутність традиційної КПП дозволяє оптимізувати взаємодію між водієм і силовою установкою. Також не варто забувати про електронні системах, якими доповнюється паркетник для авто «Тойота-Пріус-Гібрид». Відгуки власників говорять про практичну користь асистентів в процесі руху. Вони не тільки сприяють підвищенню безпеки, але і полегшують керування гібридом.

Плани щодо подальшого розвитку гібрида

У розробці нових модифікацій компанія орієнтується на кілька напрямків. Найбільш важливим на даний момент є поліпшення моделі. Роботою над цією частиною займаються дизайнери, які проектують екстер'єр. У перших поколіннях творцям вдалося досягти значного результату у вигляді зниження коефіцієнта аеродинамічного опору, який на сьогоднішній день є оптимальним у моделі «Тойота-Пріус-Гібрид». Принцип роботи на основі альтернативних джерел живлення також буде розвиватися, в тому числі за рахунок сонячних батарей. Інженери активно займаються проектуванням способів їх установки на дах. Як передбачається, за рахунок цього елемента автомобіль зможе забезпечувати роботу системи клімат-контролю.

Позитивні відгуки власників

Більшість позитивних відгуків про модель обумовлено достоїнствами, які забезпечила силова установка. У порівнянні з традиційними бензиновими машинами цей автомобіль набагато економніше в експлуатації. І справа не тільки в зниженні витрат на паливо для такої пятідверки, як «Тойота-Пріус-Гібрид». Відгуки власників свідчать, що модель не так часто вимагає заміни масла, а також позбавляє від ремонту стартера і генератора, які просто відсутні під капотом. Крім цього, відзначаються переваги автомобіля в плані оснащення новітніми опциональнимі пристроями.

Варто відзначити і переваги автомобіля з точки зору експлуатації в Росії. Що особливо приємно для вітчизняного автовласника: навіть сильні морози не впливають на працездатність кросовера «Тойота-Пріус-Гібрид». Відгуки власників взимку підтверджують, що машина без проблем заводиться і вимагає тільки підігріву салону для комфортної поїздки.

негативні відгуки

Звісно, висока вартість багатьох відштовхує від такої покупки. Хоча на тлі інших гібридів цей варіант можна назвати найдоступнішим, все ж цей автомобіль дорожче за бензинові аналоги. Є і критика щодо проблем утилізації відпрацьованих акумуляторів гібрида, але ці проблеми більшою мірою хвилюють екологічні організації, а не власників автомобілів.

висновок

На російському ринку немає моделей в сегменті «зелених» автомобілів, які змогли б скласти повноцінну конкуренцію японської розробці. Недарма відгуки на «Тойоту-Пріус-Гібрид» в масі своїй носять позитивні відтінки. Автомобіль відрізняється економією в експлуатації і техобслуговуванні, але при цьому забезпечує практично всі функціональні можливості, якими володіють звичні бензинові моделі. Зрозуміло, при покупці доведеться готувати велику суму грошей, але гібрид при тривалій експлуатації себе неодмінно окупить. Нові технології коштують дорого, проте користь від переходу на більш досконалі засоби пересування складно переоцінити.

Тойота Пріус на сьогоднішній момент є найбільш продаваним гібридним автомобілем на планеті. З 1997 року було продано понад 2 мільйони гібридів. Перші три роки автомобіль продавався виключно в Японії. сьогодні Toyota Prius можна купити і в Росії. Масовий гібрид пережив три покоління. У 2014 році відбувся черговий рестайлінг моделі.

Принцип роботи гібридної силової установки Тойоти Пріус наступний. Бензиновий двигун робочим об'ємом 1,8 літра потужністю всього 99 кінських сил передає крутний момент на генератор, який в свою чергу заряджає нікель-металгідридних високовольтну батарею. Батарея Prius живить електрикою електромотори, які надають руху автомобіль. Найцікавіше, що останнє покоління гібрида може заряджатися так само від звичайної побутової розетки, що робить автомобіль ще економічніше. Так само, при гальмуванні кінетична енергія, через систему рекуперації трохи заряджає батарею. Тобто у Пріуса дві системи гальмування, рекуперативна і звичайна фрикційна, яка починає працювати при різкому гальмуванні.

Багато в першу чергу цікавляться динамічними показниками і витратою палива Toyota Prius. Це не секрет, розгін Приуса до сотні займає трохи більше 10 секунд, а витрата палива в місті становить 3,9 літра, по трасі цей показник трохи менше і становить 3,7 літра. В якості палива використовується бензин марки АІ-95. Максимальна швидкість гібридного автомобіля сьогодні становить 180 км / ч

Бензиновий двигун Тойоти Пріус працює автономно, тобто комп'ютерна система сама вирішує коли його завести, а коли заглушити. У міських пробках автомобіль зазвичай переміщається на електротязі. Як такої коробки передач у автомобіля немає. Електромотор досить швидко набирає будь-які обороти. Потужність електродвигуна становить 60 к.с., плюс 99 дістається від бензинового агрегату.

Зовнішність Toyota Prius визначається бажанням заощадити паливо, тому такий обтічний силует кузова у автомобіля не спроста. Коефіцієнт аеродинамічного опору становить 0.25, важливий показник при подолання опору повітря. Це і визначає всю форму кузова. Останній рестайлінг привів передню частину машини під спільний знаменник поточного корпоративного стилю. Тому передок дуже схожий з екстер'єром Королли. дивимося фотографії європейської версії Пріус.

Фото Тойота Пріус

Салон Toyota Prius для пасажирів мало чим відрізняється від звичайного автомобіля. Однак водій живе в іншій реальності. Панель приладів, центральна консоль, важіль коробки передач, точніше селектор режимів руху. Все це на перший погляд дуже незвично. На моніторах і табло постійно виводиться інформація про режим роботи електромотора, гібридної силової установки. Матеріали обробки салону по завіреннях виробника так само вельми екологічні. Фото салону Prius далі.

Фото салону Тойота Пріус

Багажник Toyota Prius так само мало відрізняється від багажного відділення звичайного хетчбека, а можливість скласти задній ряд сидінь робить автомобіль дуже практичним в побуті. Об'єм багажного відділення складає 445 літрів, погодьтеся хороший показник, якщо врахувати що під підлогою багажника знаходиться високовольтна батарея. Фото багажника Prius дивимося нижче.

Фото багажника Тойота Пріус

Технічні характеристики Тойота Пріус

Характеристики Toyota Prius вельми цікаві. Гібрид в довжину менше 4,5 метрів, при цьому колісна база становить 2,7 метра, що робимо салон автомобіля дуже просторим. Маса машини складає майже 1,5 тонни. Дорожній просвіт Приуса не великий, всього 140 мм. Хоча навіщо великий кліренс автомобілю який створювався як виключно міський автомобіль, під колесами якого завжди повинен бути рівний асфальт.

4-циліндровий бензиновий двигун Prius, це 16 клапанний DOHC з системою зміни фаз газорозподілу VVT-i, робочим об'ємом 1,8 літра. При потужності в 99 л.с. крутний момент становить 142 Нм. Додаємо до цього електромотор видає 60 к.с. при 207 Нм крутного моменту і отримуємо досить динамічний автомобіль.

Трансмісія Тойота Пріус має виключно передній привід. Крім бензинового агрегату і електромотора, під капотом автомобіля знаходиться ще і гібридна безступінчата коробка передач. Тому в моторному відсіку, Як то кажуть "яблуку нікуди впасти". далі докладні габаритні розміри Приуса.

Маса, об'єм, кліренс, розміри Тойота Пріус

• Довжина - 4480 мм
• Ширина - 1745 мм
• Висота - 1490 мм
• Колісна база - 2700 мм
• Колія передніх і задніх коліс - 1525/1520 мм
• Звис передній / задній - 925/855 мм
• Довжина салону - 1905 мм
• Ширина салону - 1470 мм
• Висота салону - 1225 мм
• Обсяг багажника Тойота Пріус - 445 літри
• Обсяг паливного бака - 45 літрів
• Розмір шин - 195/65 R15
• Дорожній просвіт або кліренс Toyota Prius - 140 мм

Комплектації і ціна Тойота Пріус

Ціна Toyota Prius в базовій версії сьогодні становить 1 245 000 рублей. За ці гроші ви отримуєте добре упакований 5-дверний хетчбек. Початкова комплектація "Елеганс" включає в себе досить великий набір опцій, серед яких -

• 15-дюймові литі диски
• Складні бічні дзеркала заднього виду з електроприводом, підігрівом і повторювачами повороту
• Світлодіодні денні ходові вогні
• Протитуманні фари
• Камера заднього виду
• 6.1 дюймовий кольоровий LCD дисплей на центральній консолі
• Клімат контроль
• Регулювання рульової колонки по нахилу і вильоту
• Сенсорна система управління бортовим комп'ютером на кермі (Touch Tracer)
• Фронтальні подушки безпеки
• Шторка в багажному відділенні
• Інтелектуальна система доступу в автомобіль Smart Entry (для дверей водія)
• Поліуретанові мультифункціональний рульове коліс
• Запуск двигуна «Push Start» (запуск з кнопки)
• Дисплей еко-водіння Eco drive support monitor
• Проекційний дисплей (Head Up Display)
• Аудіосистема з підтримкою CD / MP3 / WMA 6 динаміків
• Бічні подушки безпеки
• Шторки безпеки для всіх рядів сидінь
• Колінна подушка безпеки водія
• Підсилювач екстреного гальмування (BAS)
• Антиблокувальна система гальм (ABS) з електронною системою розподілу гальмівних зусиль (EBD)
• Задні світлодіодні (LED) ліхтарі
• Противобуксовочная система (TRC)

Але це не межа є ще дві комплектації, це "Престиж" за 1 451 000 рублів і "Люкс" за 1 595 000 рублей. Особливістю комплектації "Престиж" є наявність світлодіодних фар, датчиків дощу і світла, круїз-контролю, просунутої аудіосистеми і шкіряного салону.

Версія "Люкс" порадує наявністю люка в даху і сонячною батареєю на тій же даху. Енергія сонячної батареї в цій комплектації йде на роботу автоматичної системи кондиціонування повітря в салоні. Тобто ви можете залишити автомобіль на стоянці під жарким сонцем, а система сама буде охолоджувати салон.

Ціна гібридного Тойота Пріус, звичайно вище ніж у звичайного автомобіля. Однак, як стверджує виробник, за кілька років активної експлуатації вдасться заощадити досить багато грошей на паливі. Особливо це важливо у країнах, де бензин досить дороге задоволення.

Відео Тойота Пріус

Відео огляд і тест-драйв Prius, дивимося досить цікаве відео.

Ринкові перспективи продажів гібридних автомобілів в нашій країні не так райдужні, як в Японії, Європі або США. Але гібридна технологія не стоїть на місці і продовжує розвиватися. Згадаймо, що коли то і мобільні телефони були недоступні широкому загалу, оскільки коштували величезних грошей, але ситуація швидко виправилася. Будемо вірити, що і гібридні автомобілі так само швидко стануть більш доступними.

Автомобіль з гібридним двигуном це не новий винахід. Перший крок в напрямку створення гібридних транспортних засобів, був зроблений в 1665, коли Фердинанд Verbiest, Єзуїтський священик, почав роботу над планами побудови простих чотирьох колісних транспортних засобів, які могли б працювати на пару або кінній тязі. Перші автомобілі з гібридним двигуном з'явилися на рубежі XIX-XX-го століть. Більш того, деяким розробникам вдалося перейти від проектів до дрібносерійного виробництва. Починаючи з 1897 року і протягом 10 наступних років, французька Compagnie Parisienne des Voitures Electriques випустила партію електромобілів і машин з гібридними двигунами. У 1900 році General Electric сконструювала гібридний автомобіль з 4-циліндровим бензиновим мотором. А з конвеєра Walker Vehicle Company of Chicago «гібридні» вантажівки сходили до 1940 року.
Звичайно все це були тільки прототипи і дрібносерійні автомобілі. Однак зараз гостру нестачу нафти і економічна криза підхльоснули розробку гібридних двигунів. А тепер давайте детально розберемося що таке гібридний двигун і який від нього толк? Гібридний двигун - це система з двох двигунів -Електрична і бензинового. Залежно від режимів роботи може включаться і бензиновий і електричний одночасно або окремо. Цей процес управляється потужним комп'ютером, який приймає рішення, що щас має работать.Так при пересуванні по трасах включається бензиновий двигун, так як акумулятора на трасі на довго не вистачить. Якщо автомобіль рухається в міському режимі, то тут вже використовується електродвигун, при розгоні або великих навантаженнях працюють обидва. Поки працює бензиновий двигун заряджається акумулятор. Такий двигун навіть з урахуванням того, що в системі використовується бензиновий двигун, дозволяє скоротити шкідливі викиди в атмосферу на 90% і при цьому істотно знижується споживання бензину в місті (на трасі працює тільки бензиновий двигун, тому там економії немає).

Почнемо з того, як автомобіль рушає з місця. При початку руху і на малих швидкостях задіяні тільки акумуляторна батарея та електродвигуни. Енергія, запасені в батареї, надходить в енергетичний центр, який, в свою чергу, направляє її до електромоторів, який змушує автомобіль плавно і безшумно рушити з місця. Після набору швидкості до роботи підключається двигун внутрішнього згоряння, і момент на ведучі колеса надходить одночасно від електродвигунів і ДВС. При цьому частина енергії ДВС надходить до генератора, і тепер уже він живить електродвигуни, а надлишки своєї енергії віддає акумуляторної батареї, яка втратила частину запасу енергії на початку руху. При русі в нормальному режимі автоматично використовується тільки передній привід, у всіх інших - повний. У режимі розгону момент на колеса надходить в основному від бензинового двигуна, а електромотори при необхідності збільшення динаміки доповнюють ДВС. Один з найцікавіших моментів - гальмування. Електронні "мізки" автомобіля самі вирішують, коли потрібно задіяти гідравлічну гальмівну систему, А коли рекуперативного гальмування, віддаючи перевагу останньому. Тобто в момент натискання педалі гальма вони переводять електродвигуни в "генераторний" режим роботи, і ті створюють гальмівний момент на колесах, виробляючи електроенергію і підживлюючи через енергетичний центр акумуляторну батарею. В цьому і полягає родзинка "гібрида".

У класичних автомобілях енергія гальмування втрачається повністю, йдучи як тепло через гальмівні диски та інші деталі. Використання енергії гальмування особливо ефективно в міських умовах, коли доводиться часто гальмувати на світлофорах. Система інтегрованого управління динамікою автомобіля (VDIM) об'єднує і управляє роботою всіх систем активної безпеки.
Одним з перших вдалих автомобілів оснащених гібридним двигуном, який пішов у маси став розроблений компанією Toyota "Toyota Prius", що витрачає 3,2 літра бензину на 100 км (в місті). Також компанія Toyota випустила і позашляховик з гібридним двигуном Lexus RX400h.Стоімость такого автомобіля в залежності від комплектації коливається від 68 до 77 тис. Доларів. Слід зауважити той факт, що перші версії Toyota Prius поступалися автомобілів такого ж класу і в швидкості і в потужності, а ось Lexus RX400h вже не поступається своїм однокласникам ні в швидкості ні в потужності.

провідні автомобільні концерни світу, так само звернули свою увагу на гібридні двигуни, як на вирішення проблеми економії палива і забруднення навколишнього середовища. Так компанія Volvo Group оголосила про створення гібридного двигуна для вантажівок, тягачів, напівпричепів та автобусів. Розробники компанії розраховують на те, що їх дітище дозволить отримати 35% економію палива.
При всьому при цьому треба сказати, що гібридні автомобілі "на Ура", поки що, пішли тільки в Північній Америці (Канада і США). І в Америці ж все більше на них росте попит, так як там до останніх років були популярні автомобілі, які споживали багато палива, а так як паливо різко і круто почало дорожчати американці різко задумалися про його економії і як вирішення проблеми почали використовувати саме автомобілі з гібридними двигунами. У Європі до появи гібридних двигунів поставилися спокійно, так як там у них рулить економний і більш екологічний, ніж бензиновий двигун, старий добрий дизель. На відміну від США понад 50% машин в Європі оснащені дизелями. До того ж дизельні автомобілі дешевше гібридних, простіше і надійніше. Адже всім відомо, чим складніше система, тим вона менш надійна! І ось саме через свою складність і примхливості, гібридних автомобілів практично немає на пострадянському просторі. Офіційні дилери їх сюди не завозять. І будь-який власник такого авто у нас неминуче зіткнеться з проблемою СТО. Немає у нас СТО, які б займалися б гібридними автомобілями. А вже сам таку машинку не починаєш!

PRIUS - йде попереду!

11.08.2009

Здрастуй, дорогий Пріусовод! Якщо ти тримаєш в руках цю книгу, то тебе можна так назвати з великою впевненістю. Ця книга допоможе тобі не тільки грамотно самостійно обслужити і відремонтувати свій автомобіль, але і зрозуміти сам принцип роботи гібридної системи і всіх основних компонентів: високовольтної батареї, інвертора, мотор генераторів і т.д. Багатьом власникам Пріус книга здасться складною, але не будемо забувати, що частина людей не тільки їздить на Prius, але і хоче хоча б в загальних рисах знати, як влаштований цей чудо-автомобіль.

Почнемо з того, навіщо і чому Ви купили саме цей автомобіль. В інтернеті на форумах, присвячених гібридних автомобілів, неодноразово проводилося опитування на цю тему. Основною рушійною силою, що спонукала власників купити Prius, виявилося (і це не дивно) бажання заощадити на бензині. В умовах нинішньої кризи цей спонукальний момент стає ще більш актуальним. Але здивувало інше: таким аргументом для придбання даного автомобіля стало не бажання заощадити на транспортний податок і страховці (хоча економія, в порівнянні з "простим" авто, дійсно дуже істотна), а "бажання бути на вістрі технічного прогресу і керувати автомобілем майбутнього"!

Щоб зрозуміти цей автомобіль майбутнього і в повній мірі відчути на собі всім знайомий слоган Toyota "керуй мрією", Вам і стане в нагоді ця книга.

Всі види гібридів можна розділити на три групи:

1. Послідовні гібриди

2. Паралельні гібриди

3. Послідовно-паралельні гібриди.

Послідовні гібриди. Принцип роботи: колеса обертаються від електродвигуна, що живиться від генератора, що приводиться в рух ДВС. Тобто спрощено: ДВС призводить генератор, який виробляє електрику для тягового електромотора. При цій схемі використовуються ДВС маленького обсягу і невеликої потужності і потужні генератори. Явний недолік - зарядка акумуляторів і рух машини відбувається тільки при постійно включеному ДВС.

Принцип послідовного гібрида можна привести ні на одному серійно випускається легковому автомобілі. У нього недоліків набагато більше, ніж переваг.

Паралельні гібриди. Тут колеса можуть обертатися, як від приводу ДВС, так і від акумулятора. Але для цього двигуну вже необхідна коробка передач і основний недолік цієї системи: двигун не може одночасно крутити колеса і в той же час заряджати батарею. Хороший приклад паралельного гібрида: Honda Insight. На ній є електромотор, який може приводити в рух автомобіль поряд з ДВС. Це дозволяє використовувати ДВС меншої потужності, тому що електромотор виручить, коли буде потрібно велика потужність.

Всі ці недоліки виключені впослідовно-паралельному гібриді. У ньому в залежності від умов руху використовується тяга електродвигуна окремо, тяга двигуна внутрішнього згоряння з можливістю одночасної зарядки батареї. Крім цього можливий варіант, коли використовується спільне зусилля і бензинового, і електричного двигуна. Тільки таким чином можна досягти максимальної ефективності силової установки.

Ця схема послідовно-паралельного гібрида і застосована в Вашому автомобілі Toyota Prius. З латинської "Prius" перекладається як "передовий", або "йде попереду".

Скажу відразу, на сьогоднішній день існує Toyota Prius в чотирьох кузовах: 10, 11, 20 і 30. Їх порівняльні дані приведу в таблиці "Порівняльні дані автомобілів Prius різних років випуску".

Коли буду розповідати про Prius, то буду мати на увазі 20-й кузов, як найбільш поширений, а всі відмінності від нього 10-го і 11-го кузовів буду обговорювати спеціально.

Крім Prius гібридна система застосовується Toyota на наступних моделях: Alphard, Harrier, Highlander, Coaster, Crown, Camry і FCHV. На Lexus тойотовская гібридна система використовується в моделях: RX400H (і його молодим братом RX450Н), GS450H і LS600H.

У даній роботі було використано багато витягів з сайту американського інженера, фахівця в області мікропроцесорної техніки, Грема Девіса.

Переклад здійснив учасник форуму Автодата Олег Альфредович Малєєв (Burrdozel), за що йому величезне спасибі. Я спробую Вам пояснити роботу всіх компонентів гібрида з практичними порадами щодо ремонту та обслуговування цих компонентів.

Двигун внутрішнього згоряння

Prius має незвично маленький для автомобіля вагою 1300 кг двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ), об'ємом 1497 см3. Це стало можливим через наявність електричних моторів і батареї, які допомагають ДВС, коли необхідна велика потужність. На звичайному автомобілі двигун розрахований на високу прискорення і рух на крутий підйом, тому він майже завжди працює з низькою ефективністю (ККД). На 30-му кузові застосовується інший двигун, 2ZR-FXE, об'ємом 1,8 літра. Так як автомобіль не може бути підключений до міської мережі електропостачання (що плану- ється здійснити японськими інженерами в недалекому майбутньому), немає ніякого іншого довгострокового джерела енергії і цей двигун повинен постачати енергію для зарядки батареї, а також для переміщення автомобіля і харчування додаткових споживачів таких , як кондиціонер повітря, електричний нагрівач, аудіо, і т.д.

Позначення Toyota для двигуна Prius - 1NZ-FXE.

прототипом даного двигуна є двигун 1NZ-FE, який встановлювався на автомобілі Yaris, Bb, Fun Cargo, Platz. Конструкція багатьох деталей двигунів 1NZ-FE і 1NZ-FXE однакова. Наприклад, блоки циліндрів у Bb, Fun Cargo, Platz і Prius 11 однакові. Однак двигун 1NZ-FXE використовує іншу схему сумішоутворення, і відповідно з цим пов'язані конструктивні відмінності.

У двигуні 1NZ-FXE реалізований цикл Atkinson, тоді як в двигуні 1NZ-FE використовується звичайний цикл Отто. У двигуні циклу Отто, в процесі впуску, паливо-повітряна суміш надходить в циліндр. Однак тиск у впускному колекторі нижче, ніж в циліндрі (оскільки витрата регулюється дросельною заслінкою), І тому поршень здійснює додаткову роботу по всмоктуванню паливо-повітряної суміші, працюючи як компресор. Біля нижньої мертвої точки закривається впускний клапан. Суміш в циліндрі стискається і підпалюється в момент подачі іскри. На відміну від цього, цикл Atkinson не закриває впускний клапан в нижній мертвій точці, а залишає його відкритим, в той час як поршень починає підніматися. Частина паливо-повітряної суміші витісняється у впускний колектор, і використовується в іншому циліндрі. Таким чином, зменшуються насосні втрати, в порівнянні з циклом Отто. Оскільки об'єм суміші, який стискається і згорає, зменшений, то тиск в процесі стиснення при такій схемі сумішоутворення також зменшується, що дозволяє підвищити ступінь стиснення до 13, без ризику появи детонації. Збільшення ступеня стиснення сприяє збільшенню термічного ККД. Всі ці заходи сприяють поліпшенню паливної економічності і екологічності двигуна. Розплатою є зменшення потужності двигуна. Так двигун 1NZ-FE має потужність 109 к.с., а двигун 1NZ-FXE - 77 к.с.

Мотор / Генератори

Prius має два електричні мотори / генератора. Вони дуже схожі по конструкції, але відрізняються за розмірами. Обидва - трифазні синхронні двигуни з постійними магнітами. Назва складніше, ніж сама конструкція. Ротор (частина, яка обертається) - являє собою великий, потужний магніт і не має ніяких електричних з'єднань. Статор (нерухома частина, прикріплена до корпусу автомобіля), містить три набору обмоток. Коли струм проходить в деякому напрямку через один комплект обмоток, ротор (магніт) взаємодіє з магнітним полем обмотки і встановлюється в деякому положенні. Пропускаючи струм послідовно через кожен набір обмоток спочатку в одному напрямку, а потім в іншому, можна переміщати ротор з одного положення до наступного і так змусити його обертатися.

Звичайно, це спрощене пояснення, але показує суть даного типу двигуна.

Якщо ж ротор обертає зовнішня сила, електричний струм тече в кожному наборі обмоток по черзі і може використовуватися для заряду батареї або для живлення іншого двигуна. Таким чином, один пристрій може бути двигуном або генератором в залежності від того, пропускається чи ток в обмотках, щоб притягувати магніти ротора, або струм виходить, коли якась зовнішня сила обертає ротор. Це ще більш спрощено, але послужить глибині пояснень.

Мотор / генератор 1 (MG1) пов'язаний з сонячною шестірнею пристрої розподілу потужності (PSD). Він - менший з двох і має максимальну потужність близько 18 кВт. Зазвичай він здійснює запуск ДВС і регулює оберти ДВС зміною виробленого кількості електроенергії. Мотор / генератор 2 (MG2) пов'язаний з коронною шестірнею планетарного механізму (пристрої розподілу потужності) і далі через редуктор на колеса. Тому він безпосередньо надає руху автомобіль. Він - більший з двох моторів-генераторів і має максимальну потужність 33 кВт (50 кВт для Prius NHW-20). MG2 іноді називають "тяговий мотор", і його звичайна роль - приводити автомобіль у рух як двигун або повертати енергію гальмування як генератор. Обидва мотори / генератора охолоджуються антифризом.

Оскільки мотори / генератори працюють від змінного трифазного струму, а батарея, як і всі батареї, виробляє постійний струм, Необхідно якийсь пристрій, щоб перетворити один вид струму в інший. Кожен MG має "інвертор", який виконує цю функцію. Інвертор дізнається положення ротора від датчика на валу MG і управляє струмом в обмотках двигуна так, щоб підтримувати обертання мотора на необхідної швидкості і з необхідним моментом, що обертає. Інвертор змінює струм в обмотці, коли магнітний полюс ротора проходить повз цієї обмотки і переходить до наступної. Крім того, інвертор підключає напруга батареї на обмотки і потім вимикає знову дуже швидко (з високою частотою), щоб змінити середнє значення струму і, отже, крутний момент. Використовуючи "самоіндуктівность" моторних обмоток (властивість електричних котушок, які чинять опір зміні струму), інвертор може фактично пропустити більший струм через обмотку, ніж надходить від батареї. Він працює тільки коли напруга на обмотках менше напруги батареї, отже, енергія зберігається. Однак, оскільки значення струму через обмотку визначає крутний момент, цей струм дозволяє досягти дуже великого крутного моменту на малих обертах. Приблизно до 11 км / ч, MG2 здатний створити крутний момент 350 Нм (400 Нм для Prius NHW-20) на редукторі. Саме тому автомобіль може почати рух з прийнятним прискоренням без використання коробки передач, яка зазвичай збільшує крутний момент ДВС. При короткому замиканні або перегрів інвертор відключає високовольтну частину машини.

В одному блоці з інвертором розташований і конвертер, який призначений для зворотного перетворення змінної напруги в постійне - 13,8 вольт.

Щоб трохи відійти від теорії, трохи практики: інвертор, як і мотор-генератори, охолоджуються від незалежної системи охолодження. Ця система охолодження приводиться в дію електричної помпою.

Якщо на 10 кузові ця помпа включається при досягненні температури в гібридному контурі охолодження близько 48 ° С, то на 11 і 20 кузовах застосований інший алгоритм роботи цієї помпи: будь "за бортом" хоч -40 градусів, помпа все одно почне свою роботу вже при включенні запалення. Відповідно ресурс цих помп дуже і дуже обмежений. Що відбувається при заклинювання або згорянні помпи: антифриз за законами фізики під нагріванням від MG (особливо MG2) піднімається вгору - в інвертор. А в инверторе він повинен охолоджувати силові транзистори, які під навантаженням значно нагріваються. Підсумок - їх вихід з ладу, тобто найпоширеніша помилка на 11 кузові: Р3125 - несправність інвертора через згорілої помпи. Якщо в цьому випадку силові транзистори витримують таке випробування, то згорає обмотка мг2. Це інша поширена помилка на 11 кузові: Р3109. На 20 кузові японські інженери вдосконалили помпу: тепер ротор (крильчатка) обертається не в горизонтальній площині, де все навантаження йде на один опорний підшипник, а у вертикальній, де навантаження розподіляється рівномірно на 2 підшипника. На жаль, надійності від цього додалося мало. Тільки за квітень-травень 2009 року у нас в майстерні замінено 6 помп на 20-х кузовах. Практична порада для власників 11 і 20 Prius: візьміть за правило хоч раз в 2-3 дня відкривати капот на 15-20 с при включеному запалюванні або заведеної машині. Ви відразу побачите рух антифризу в розширювальному бачку гібридної системи. Після цього можете їхати спокійно. Якщо ж руху антифризу там немає - їхати на автомобілі не можна!

Високовольтна батарея (скорочено ВВБ) Prius в 10 кузові складається з 240 елементів номінальною напругою 1,2 В, дуже схожих на батарейку для ліхтарика розміру D, об'єднаних по 6 штук, в так звані "бамбук" (зовні є невелика схожість). "Бамбук" встановлені по 20 штук в 2 корпусу. Загальна номінальна напруга ВВБ становить 288 В. Робоча напруга коливається в режимі холостого ходу від 320 до 340 В. При падінні ж напруги до 288 В в ВВБ запуск ДВС стає неможливий. При цьому на екрані дисплея буде горіти символ батареї із позначкою "288" всередині. Щоб запустити ДВС, японці в 10-м кузові застосували штатний зарядний пристрій, доступ до якого здійснюється з багажника. Часто задають питання, як ним користуватися? Відповідаю: по-перше, повторюся, що використано воно може бути тільки коли на дисплеї горить значок "288". В іншому випадку при натисканні на кнопку "START" Ви просто почуєте противний писк, і загориться червона лампочка "помилка". По-друге: До клем маленького акумулятора потрібно підчепити "донора", тобто або зарядний пристрій, або добре заряджений потужний акумулятор (але ні в якому разі не пусковий пристрій!). Після цього при вимкненому запаленні натискаємо кнопку "START" не менше ніж на 3 секунди. Коли загориться зелена лампочка - піде зарядка ВВБ. Закінчиться вона автоматично через 1-5 хвилин. Цією зарядки цілком вистачить для 2-3 пусків ДВС, після запуску якого ВВБ буде заряджатися від конвертера. Якщо 2-3 запуску не привели до запуску ДВС (А при цьому "READY" ( "Готовий") на табло повинне не блимати, а стійко горіти), то треба припинити марні запуски і шукати причину несправності. У 11 кузові ВВБ складається з 228 елементів 1,2 В кожний, об'єднаних в 38 збірок по 6 елементів, з повним номінальним напругою 273,6 В.

Вся батарея встановлена \u200b\u200bза заднім сидінням. При цьому елементи вже не помаранчеві "бамбук", а являють собою плоскі модулі в пластмасових корпусах сірого кольору. Максимальний струм батареї - 80 А при розряді і 50 А при заряді. Номінальна ємність батареї - 6,5 Ач, однак, електроніка автомобіля дозволяє використовувати тільки 40% цієї ємності, щоб продовжити термін служби акумулятора. Стан заряду може змінюватися тільки між 35% і 90% повного номінального заряду. Перемноживши напруга батареї і її ємність, отримаємо номінальний запас енергії - 6,4 МДж (мегаджоулей), а використовуваний запас - 2,56 МДж. Цієї енергії достатньо, щоб прискорити автомобіль, водія і пасажира до 108 км / год (без допомоги ДВС) чотири рази. Щоб виробити таку кількість енергії, ДВС треба було б приблизно 230 мілілітрів бензину. (Ці цифри наводяться тільки для того, щоб Ви представляли кількість накопиченої енергії в батареї.) Автомобілем можна управляти без палива, навіть якщо стартувати з 90% повного номінального заряду з довгого спуску. Велику частину часу у Вас є приблизно 1 МДж придатною до вживання терміну служби батареї. Дуже багато ВВБ потрапляє в ремонт саме після того, як у власника закінчується бензин (при цьому на табло загориться піктограма "Check Engine" ( "Перевір двигун") і трикутник зі знаком оклику), але власник намагається "дотягнути" до заправки. Після падіння напруги на елементах нижче 3 В - вони "вмирають". На 20 кузові японські інженери для збільшення потужності пішли іншим шляхом: вони знизили кількість елементів до 168, тобто залишили 28 модулів. Але для використання в инверторе напруга батареї підвищується до 500 В за допомогою спеціального пристрою - booster. Збільшення номінального напруги MG2 в кузові NHW-20 дозволило підвищити його потужність до 50 КВт без зміни габаритів.

Сегменти ВВБ: NHW-10, 20, 11.

Prius також має допоміжну акумуляторну батарею. Це 12-вольта, ємністю 28 ампер-годин кислотно свинцева батарея, Яка знаходиться в лівій частині багажника (в 20 кузові - в правій). Її мета полягає в тому, щоб живити електроніку і додаткові пристрої, коли гібридна система вимкнена, і головне реле батареї високої напруги вимкнено. Коли гібридна система працює, 12-вольта джерелом служить перетворювач постійного струму, що надходить від системи високої напруги в постійний струм 12 В. Він також заряджає вспомо-готельних батарею в разі потреби.

Основні блоки управління обмінюються даними по внутрішній CAN-шині. Решта системи спілкуються по внутрішній мережі Body Eleсtronics Area Network.

У ВВБ є і свій блок управління, який стежить за температурою елементів, напругою на них, внутрішнім опором, а також управляє вбудованим в ВВБ вентилятором. На 10 кузові стоять 8 температурних датчиків, Що представляють собою терморезистори, на самих "Бамбук", і 1 - загальний датчик контролю температури повітря ВВБ. На 11-му кузові - 4 +1, а на 20-му - 3 + 1.

Крутний момент і енергія ДВС і моторів / генераторів об'єднані і розподіляються планетарним набором шестерень, названим Toyota "пристроєм розподілу потужності" (PSD, Power Split Device). І хоча воно не складно для виробництва, цей пристрій є досить важким для його розуміння і ще більш хитромудрою, щоб розглянути в повному контексті всі режими роботи приводу. Тому присвятимо кілька інших тем обговорення пристрої розподілу потужності. Коротше кажучи, це дозволяє Prius працювати і в последовательном-, і в паралельно-гібридних режимах роботи одночасно і отримувати деякі з переваг кожного режиму. ДВС може крутити колеса безпосередньо (механічно) через PSD. У той же самий час змінну кількість енергії може бути знято з ДВС і перетворено в електрику. Воно може заряджати батарею або передаватися до одного з моторів / генераторів, щоб допомагати крутити колеса. Гнучкість цього механічного / електричного розбраті-ділення енергії дозволяє Prius покращувати показники паливної економічності і управляти викидами під час руху, що неможливо при жорсткої механічного зв'язку між ДВС і колесами, як в паралельному гібриді, але без втрат електричної енергії, як в послідовному гібриді.

Prius, як часто говорять, має CVT (Continue Variable Transmission) - безступінчатий-регульовану або "постійно-змінну" трансмісію, це і є пристрій розподілу потужності PSD. Однак звичайна бесступенчато- регульована передача працює точно так само, як нормальна коробка передач за винятком того, що передавальне відношення може змінюватися безперервно (плавно), а не в невеликому діапазоні кроків (перша передача, друга передача і т.д.). Трохи пізніше ми розглянемо, чим PSD відрізняється від звичайної безступінчатий-регульованою передачі, тобто варіатора.

Зазвичай самий задається питання по "коробці" автомобіля Prius: яке масло туди ллється, скільки за обсягом і як часто його міняти. Дуже часто серед працівників автосервісу існує таке оману: раз в коробці немає щупа - значить, масло там міняти взагалі не потрібно. Це оману призвело до загибелі вже не однієї коробки.

10 кузов: робоча рідина Т-4 - 3,8 літра. 11 кузов: робоча рідина Т-4 - 4,6 літра.

20 кузов: робоча рідина ATF WS - 3,8 літра.

Термін заміни: через 40 тис. Км. За японськими термінів масло міняється раз в 80 тис. Км, але для особливо важких умов експлуатації (а японці відносять експлуатацію автомобілів в Росії як раз до цих особливо важких умов - і ми з ними солідарні) масло покладено міняти в 2 рази частіше.

Розповім про основні відмінності в обслуговуванні коробок, тобто про заміну масла. Якщо в 20-м кузові, щоб поміняти масло, треба просто відкрутити зливну пробку і, слив старе, залити нове масло, то на 10-му і 11-му кузовах не все так просто. Конструкція масляного піддону на цих машинах виконана таким чином, що якщо просто відкрутити зливну пробку, то зіллється тільки частина масла, причому не самого брудного. А 300-400 грам самого брудного масла з іншим сміттям (шматочки герметика, продукти зносу) залишається в піддоні. Тому щоб замінити масло, треба зняти піддон коробки і, виливши бруд і почистивши його, поставити на місце. При зніманні піддону ми отримуємо ще один додатковий бонус - ми можемо продіагностувати стан коробки по продуктам зносу, що знаходяться в піддоні. Найстрашніше для власника - це коли він на дні піддона побачить жовту (бронзову) стружку. Такий коробці жити залишилося недовго. Прокладка піддону пробкова, і якщо отвори на ній не придбали овальну форму - її можна використовувати повторно без всяких герметиків! Головне при установці піддона - не перетягнути болти, щоб не розрізати прокладку піддоном.

Що ще цікавого застосовано в трансмісії:

Використання ланцюгової передачі досить незвично, але все звичайні автомобілі мають шестерні редуктори між двигуном і осями. Їх мета полягає в тому, щоб дозволити двигуну обертатися швидше, ніж колеса і також збільшувати вироблений двигуном крутний момент до більшого моменту, що крутить на колесах. Відносини, з якими швидкість обертання зменшена і крутний момент збільшено - обов'язково те ж саме (пренебрежем тертям) через закон збереження енергії. Ставлення називають "повним передавальним числом". Повний передавальне число Prius в 11-м кузові - 3,905. Воно виходить так:

Ланцюгове колесо з 39 зубами на вихідному валу PSD призводить в рух ланцюгове колесо з 36 зубами на першому проміжному валу через безшумну ланцюг (так звану ланцюг Морзе).

Шестерня з 30 зубами на першому проміжному валу пов'язана і приводить в рух шестерню з 44 зубами на другому проміжному валу.

Шестерня з 26 зубами на другому проміжному валу пов'язана і приводить в рух шестерню з 75 зубами на вході диференціала.

Значення виходу диференціала до двох колесах - таке ж, як вхід диференціала (вони, фактично, ідентичні, крім тих випадків, коли відбувається рух в повороті).

Якщо ми виконаємо просте арифметичне дію: (36/39) * (44/30) * (75/26), ми отримаємо (з точністю до чотирьох значущих цифр) Повне передавальне число 3,905.

Чому використовується ланцюговий привід? Тому що це дозволяє уникнути осьового зусилля (сила, спрямована уздовж осі вала), яка виникала б при застосуванні звичайних косозубих шестерень, які використовуються в автомобільних трансмісіях. Цього можна було б також уникнути при використанні прямозубих шестерень, але вони виробляють шум. Осьове зусилля не проблема на проміжних валах і може бути врівноважено конічними роликовими підшипниками. Однак, це не так просто з вихідним валом PSD.

Немає нічого дуже незвичайного в диференціалі, осях і колесах Prius. Як в звичайному автомобілі, диференціал дозволяє внутрішнім і зовнішнім колесам обертатися з різними швидкостями, коли автомобіль повертає. Осі передають крутний момент від диференціала до маточини колеса і включають зчленування, що дозволяє колесам переміщатися вгору і вниз слідом за підвіскою. Колеса - легкий алюмінієвий сплав і оснащені шинами високого тиску з низьким опором кочення. Шини мають котиться радіус приблизно 11,1 дюймів, що означає, що на кожен оборот колеса автомобіль переміщається на 1,77 м. Незвичайний тільки розмір штатних покришок на 10 і 11 кузові: 165 / 65-15. Це досить рідкісний розмір гуми в Росії. Багато продавців навіть в спеціалізованих магазинах цілком серйозно переконують, що такої гуми не існує в природі. Мої рекомендації: для російських умов найбільш підходящим розміром є 185 / 60-15. У 20 Prius розмір гуми збільшений, що благотворно позначилося на її довговічності.

Тепер цікавіше: що відсутня в Prius, що є в будь-якому іншому автомобілі?

це:

Немає ніякої ступінчастої коробки передач, ні ручної, ні автоматичної - Prius не використовує ступінчасті передачі;

Немає ніякого зчеплення або трансформатора - колеса завжди жорстко пов'язані з ДВС і моторами / генераторами;

Немає ніякого стартера - запуск ДВС проводиться за допомогою MG1 через шестерні в пристрої розподілу потужності;

Немає ніякого генератора змінного струму - електроенергія виробляється моторами / генераторами при необхідності.

Тому конструктивна складність гібридного приводу Prius фактично не набагато більше, ніж у звичайного автомобіля. Крім того, нові і незнайомі частини, такі, як мотори / генератори і PSD, мають більш високу надійність і більш тривалий термін служби, ніж деякі з частин, які були усунені з конструкції.

Запуск двигуна

Щоб запустити двигун, MG1 (пов'язаний з сонячною шестірнею) обертається вперед, використовуючи електроенергію високовольтної батареї. Якщо автомобіль стоїть, то коронна шестерня планетарного механізму буде також залишатися нерухомою. Обертання сонячної шестірні тому змушує водило сателітів обертатися. Воно пов'язане з двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ) і провертає його в 1 / 3,6 швидкості обертання MG1. На відміну від звичайного автомобіля, який подає паливо і запалювання в ДВС, як тільки стартер починає його крутити, Prius чекає, поки MG1 не розженешся ДВС приблизно до 1000 оборотів в хвилину. Це трапляється менше ніж через секунду. MG1 значно потужніший, ніж звичайний двигун стартера. Щоб обертати ДВС з цією швидкістю, він сам повинен обертатися зі швидкістю 3600 обертів на хвилину. Старт ДВС на 1000 оборотів в хвилину не створює майже ніякої напруги для нього, тому що це - швидкість, на якій ДВС був би щасливий працювати від своєї власної енергії. Крім того, Prius запускається, запалюючи тільки пару циліндрів. Результат - дуже гладкий запуск, вільний від шуму і смикання, який усуває зношування, пов'язане з запусками двигуна звичайних автомобілів. При цьому відразу зверну увагу на поширену помилку ремонтників і власників: часто мені дзвонять і питають, що заважає ДВС продовжувати працювати, чому він заводиться секунд на 40 і глухне. Насправді, поки блимає рамочка READY - ДВС НЕ ПРАЦЮЄ! Це його крутить MG1! Хоча візуально - повне відчуття запуску ДВС, тобто ДВС шумить, з вихлопної труби йде дим ...

Як тільки ДВС почав працювати від своєї власної енергії, комп'ютер управляє відкриттям дроселя, щоб отримати відповідні холості оберти протягом розігріву. Електрика більше не має MG1 і, фактично, якщо батарея розряджена, MG1 може виробляти електрику і заряджати батарею. Комп'ютер просто формує MG1 як генератор замість мотора, відкриває дросель ДВС трохи більше, (приблизно до 1200 оборотів) і отримує електрику.

Коли Ви запускаєте Prius з холодним двигуном, його головний пріоритет полягає в тому, щоб нагріти двигун і каталітичний нейтралізатор, щоб запрацювала система управління токсичністю вихлопу. Двигун буде працювати протягом декількох хвилин, поки це не станеться (як довго - залежить від фактичної температури двигуна і каталізатора). У цей час приймаються спеціальні заходи, щоб управляти вихлопом під час прогріву, включаючи збереження вихлопних вуглеводнів в поглиначі, який буде очищений пізніше і роботою двигуна в спеціальному режимі.

Коли Ви запускаєте Prius з теплим двигуном, він буде працювати протягом короткого часу і потім зупинятися. Холості оберти будуть в межах 1000 об / хв.

На жаль, неможливо перешкоджати запуску ДВС, коли Ви вмикаєте автомобіль, навіть якщо все, що Ви хочете зробити - переїхати на сусідній підйомник. Це відноситься тільки до 10 і 11 кузовів. На 20 кузові застосований інший алгоритм запуску: натискаєте на гальмо і на кнопку "START". Якщо в ВВБ досить енергії, і Ви не включите обігрівач на обігрів салону або скла - ДВС не запуститься. Просто загориться напис "READY" ( "Готовий"), тобто автомобіль ПОВНІСТЮ готовий до руху. Досить перемкнути джойстик (а вибір режимів на 20 кузові проводиться саме джойстиком) в положення D або R і відпустити гальмо, Ви поїдете!

Prius знаходиться завжди на прямій передачі. Це означає, що двигун не може поодинці видати весь крутний момент, щоб автомобіль енергійно рушив з місця. Крутний момент для початкового прискорення додається мотором MG2, що обертає безпосередньо коронну шестерню планетарного механізму, пов'язану з входом редуктора, вихід якого пов'язаний з колесами. електричні двигуни розвивають кращий крутний момент на низькій швидкості обертання, тому ідеально підходять для початку руху автомобіля.

Уявімо, що ДВС працює і автомобіль нерухомий, значить, мотор MG1 обертається вперед. Керуюча електроніка починає відбирати енергію з генератора MG1 і передає її на мотор MG2. Тепер, коли Ви відбираєте енергію від генератора, ця енергія повинна звідкись взятися. З'являється деяка сила, яка сповільнює обертання валу і щось, що обертає вал, має опиратися цій силі, щоб зберегти швидкість. Чинячи опір цієї "генераторної навантаженні", комп'ютер збільшує обороти ДВС, щоб додати додаткової енергії. Отже, ДВС крутить водило сателітів планетарного механізму більш сильно, а генератор MG1 намагається уповільнити обертання сонячної шестірні. Результат - сила на коронній шестерні, яка змушує її обертатися і починати рухатися автомобіль.

Тепер ми повинні з'ясувати, як 28% крутного моменту ДВС, який передається до генератора MG1, можуть по можливості посилити старт автомобіля за допомогою мотора MG2. Щоб зробити це, ми повинні ясно розрізняти крутний момент і енергію. Крутний момент - це вращающая сила, і так само, як у випадку з прямолінійною силою, не потрібно витрачати енергію на підтримку сили. Припустимо, що Ви тягнете відро води за допомогою лебідки. Вона бере енергію. Якщо лебідка обертається електромотором, ви повинні були б забезпечити його електроенергією. Але, коли Ви підняли відро наверх, Ви можете зачепити його якимось гаком або стрижнем або чимось ще, щоб утримати його нагорі. Сила (вага відра), яка прикладена до мотузки, і крутний момент, що передається мотузкою барабану лебідки, не зникла. Але тому, що сила не переміщається, немає ніякої передачі енергії, і ситуація стійка без енергії. Аналогічно, коли автомобіль нерухомий, навіть при тому, що 72% крутного моменту ДВС передають на колеса, немає ніяких потоків енергії в цьому напрямку, так як коронна шестерня не обертається. Сонячна шестерня, однак, обертається швидко, і хоча вона отримує тільки 28% крутного моменту, це дозволяє зробити багато електроенергії. Подібна ланцюг міркувань показує, що завдання MG2 полягає в застосуванні крутного моменту до входу механічного редуктора, що не потребує великої потужності. Багато струму повинно пройти через обмотки мотора, долаючи електричний опір, і ця енергія втрачається у вигляді тепла. Але, коли автомобіль переміщається повільно, ця енергія йде від MG1.

Оскільки автомобіль починає переміщатися і набирає швидкість, генератор MG1 обертається повільніше і виробляє менше енергії. Однак комп'ютер може трохи додати обертів ДВС. Тепер більше крутного моменту прибуває від ДВС і, оскільки більше крутного моменту має також пройти через сонячну шестерню, MG1 може підтримати генерування енергії на високому рівні. Зменшена швидкість обертання компенсується збільшенням моменту.

Ми уникали згадки про батарею до цього місця, щоб стало ясно, що вона не є обов'язковою для приведення автомобіля в рух. Однак, більшість рушанні з місця - результат дій комп'ютера, що передає енергію від батареї безпосередньо до мотору MG2.

Існують граничні обороти ДВС, коли автомобіль рухається повільно. Вони обумовлені необхідністю запобігти пошкодженню MG1, якому доведеться обертатися дуже швидко. Це обмежує кількість енергії, виробленої ДВС. Крім того, це було б неприємним для водія почути, що ДВС занадто збільшує обороти для плавного рушання. Чим сильніше ви натискаєте акселератор, тим більше ДВС збільшить обороти, але також і більше енергії надійде від батареї. Якщо втопити педаль в підлогу, приблизно 40% енергії надходять від батареї і 60% від ДВС при швидкості близько 40 км / ч. Оскільки автомобіль прискорюється і одночасно обороти ДВС ростуть, він дає більшу частину енергії, досягаючи приблизно 75% при 96 км / год, якщо Ви все ще тисніть педаль в підлогу. Як ми пам'ятаємо, енергія ДВС включає і те, що знято генератором MG1 і передано у вигляді електрики до мотору MG2. При 96 км / год MG2 фактично дає більше крутного моменту, і, отже, більше потужності до коліс, ніж поставляється через планетарний механізм від ДВС. Але велика частина електроенергії, яку він використовує, йде від MG1 і, отже, побічно від ДВС, а не від батареї.

Коли потрібна велика потужність, ДВС і MG2 спільно створюють крутний момент, щоб вести автомобіль майже таким же способом, як описано вище для початку руху. Коли швидкість автомобіля зростає, зменшується крутний момент, який MG2 в змозі видати, так як він починає працювати на межі своєї потужності в 33 кВт. Чим швидше він обертається, тим менше крутний момент він може видати на цій потужності. На щастя, це сумісно з очікуваннями водія. Коли звичайний автомобіль прискорюється, ступінчаста коробка перемикається на більш високу передачу і крутний момент на осі зменшується так, щоб двигун міг знизити свої обороти до безпечного значення. Хоча це робиться з використанням абсолютно різних механізмів, Prius дає таке ж загальне відчуття, як і прискорення на звичайному автомобілі. Головна відмінність - повна відсутність "смикань" при перемиканні передач, тому що просто немає ніякої коробки передач.

Отже, ДВС обертає водило сателітів планетарного механізму.

72% його крутного моменту надходить механічно через коронну шестерню до коліс.

28% його крутного моменту надходять в генератор MG1 через сонячну шестерню, де він перетворюється в електрику. Ця електрична енергія живить мотор MG2, який додає деякий додатковий крутний момент на коронній шестерні. Чим більше Ви натискаєте акселератор, тим більше крутного моменту виробляє ДВС. Він збільшує як механічний крутний момент через корону, так і кількість електроенергії, виробленої генератором MG1 для мотора MG2, використовуваної, щоб додати ще більше крутного моменту. Залежно від різних факторів - таких, як стан заряду батареї, ухилу дороги і особливо від того, як сильно ви натискаєте педаль, комп'ютер може направляти додаткову енергію від батареї до MG2, щоб підвищити його внесок. Ось так досягається прискорення, достатню для руху по шосе такого великого автомобіля з ДВС потужністю всього 78 л. с.

З іншого боку, якщо необхідна потужність не така висока, то частина електрики, виробленого MG1, може використовуватися для зарядки батареї навіть при наборі швидкості! Важливо пам'ятати, що ДВС і крутить колеса механічно і крутить генератор MG1, змушуючи його виробляти електрику. Що відбувається з цим електрикою і додається ще електрику від батареї, залежить від комплексу причин, які ми не можемо все врахувати. Цим займається контролер гібридної системи автомобіля.

Як тільки Ви досягли стійкої швидкості на плоскій дорозі, потужність, яка повинна поставлятися двигуном, витрачається на подолання аеродинамічного опору і тертя кочення. Це набагато менше, ніж потужність, необхідна для їзди в гору або розгону автомобіля. Щоб працювати ефективно на низькій потужності (і також не створювати багато шуму), ДВС працює з низькими оборотами.

Наступна таблиця показує, яка потужність потрібна для переміщення автомобіля на різних швидкостях на горизонтальній дорозі і приблизні обертів.

Зверніть увагу, що висока швидкість автомобіля і низькі обороти ДВС ставлять пристрій розподілу потужності в цікаве положення: генератор MG1 повинен тепер обертатися назад, як видно з таблиці. Обертаючись назад, він змушує сателіти обертатися вперед. Обертання сателітів складається з обертанням водила (від ДВС) і змушує коронну шестерню обертатися набагато швидше. Ще раз зазначу, що відмінність полягає в тому, що в більш ранньому випадку ми одержували задоволення з допомогою високих обертів ДВС отримати велику потужність, навіть пересуваючись з меншою швидкістю. У новому випадку ми хочемо, щоб ДВС залишився на низьких оборотах, навіть якщо ми розігналися до пристойній швидкості, Щоб встановити більш низьке споживання потужності з високою ефективністю.

Ми знаємо з розділу про пристрої розподілу потужності, що генератор MG1 повинен проявити зворотний крутний момент на сонячній шестірні. Це як би точка опори важеля, за допомогою якого ДВС обертає коронну шестерню (а значить, колеса). Без опору MG1 ДВС просто обертав б MG1 замість того, щоб приводити в рух автомобіль. Коли MG1 обертався вперед, було легко бачити, що цей зворотний крутний момент міг створюватися генераторної навантаженням. Отже, електроніка інвертора повинна була забирати енергію від MG1, і тоді з'являвся зворотний крутний момент. Але тепер MG1 обертається назад, і як же нам досягти, щоб він створював цей зворотний крутний момент? Добре, як ми зробили б, щоб MG1 обертався вперед і виробляв прямий крутний момент? Якби працював як мотор! Все навпаки: якщо MG1 обертається назад, і ми хочемо отримати крутний момент в тому ж самому напрямку, MG1 повинен бути двигуном і обертатися, використовуючи електроенергію, що поставляється інвертором.

Це починає виглядати екзотично. ДВС штовхає, MG1 штовхає, MG2, що, штовхає теж? Немає ніякої механічної причини, чому це не може відбуватися. Це може виглядати привабливим з першого погляду. Два двигуна і ДВС - все одночасно вносять свій внесок у створення руху. Але, ми повинні нагадати, що ми потрапили в цю ситуацію, зменшуючи обертів ДВС для ефективності роботи. Це не було б ефективним способом отримати велику потужність на колесах; щоб зробити це, ми повинні збільшити обороти ДВС і повернутися до більш ранньої ситуації, коли MG1 обертається вперед в режимі генератора. Є ще одна проблема: ми повинні придумати, звідки ми збираємося брати енергію для обертання MG1 в режимі мотора? З батареї? На деякий час ми можемо зробити це, але незабаром будемо змушені вийти з цього режиму, залишившись без заряду батареї для прискорення або підйому на гору. Ні, ми повинні отримувати цю енергію безперервно, не допускаючи зниження заряду батареї. Таким чином, ми прийшли до висновку, що енергія повинна надходити від MG2, який повинен працювати як генератор.

Генератор MG2 виробляє енергію для мотора MG1? Оскільки і ДВС і MG1 вносять потужність, яка об'єднана планетарним механізмом, пропонувалося назва "режим об'єднання потужності". Однак, ідея щодо MG2, яке виробляє енергію для мотора MG1, була в такому протиріччі з уявленнями людей про роботу системи, що з'явилася назва, яке стало загальноприйнятим - "єретичний режим".

Давайте знову "пробіжимося" по ньому і змінимо точку зору. ДВС обертає водило сателітів з низькими оборотами. MG1 обертає сонячну шестерню назад. Це змушує сателіти обертатися вперед і додає більше обертання коронної шестірні. Коронна шестерня все ще отримує тільки 72% крутного моменту ДВС, але швидкість, з якою обертається кільце, збільшена рухом мотора MG1 назад. Обертання корони швидше дозволяє автомобілю їхати швидше при низьких оборотах ДВС. MG2, що неймовірно, чинить опір руху автомобіля як генератор, і виробляє електрику, яке живить мотор MG1. Автомобіль рухається вперед залишаються механічним крутним моментом від ДВС.

Ви можете визначити, що ви рухаєтеся в такому режимі, якщо ви добре визначаєте обороти ДВС на слух. Ви їдете вперед на пристойній швидкості, і можете тільки ледь чути двигун. Він може бути повністю замаскований дорожнім шумом. Дисплей Монітор Енергії показує подачу енергії двигуна ДВС колесам і мотор / генератору, заряджаючий батарею. Картинка може змінюватися - чергуються процеси заряду і розряду батареї на мотор, щоб крутити колеса. Я інтерпретую це чергування як регулювання генераторної навантаження MG2 для підтримки постійної енергії руху.

Коли Ви знімаєте ногу з педалі акселератора, можна сказати, що ви рухаєтесь "накатом". Двигун не намагається штовхати автомобіль вперед. Автомобіль поступово сповільнюється внаслідок тертя кочення і аеродинамічного опору. У звичайному автомобілі двигун все ще пов'язаний з колесами трансмісією. Двигун провертається без палива і тому також уповільнює автомобіль. Це називають "гальмування двигуном". Хоча немає ніякої причини для того, щоб це відбувалося в Prius, Toyota вирішила дати автомобілю такі ж відчуття, як на звичайному автомобілі, імітуючи гальмування двигуном. Коли Ви рухаєтеся накатом, автомобіль сповільнюється швидше, ніж якби на нього діяли тільки опір кочення і аеродинамічний опір. Щоб виробляти цю додаткову замедляющую силу, MG2 включається як генератор і заряджає батарею. Його генераторная навантаження імітує гальмування двигуном.

Оскільки двигун не потрібен, щоб автомобіль їхав, він може зупинитися. Водило сателітів зупинено, а коронна шестерня все ще обертається. MG2, пам'ятайте, з'єднаний безпосередньо з коронною шестірнею. Сателіти обертаються вперед, і MG1 обертається назад. Енергія не виробляється і не споживається MG1; він просто вільно обертається.

Однак ми знаємо, що MG1 обертається назад в 2,6 рази швидше, ніж коронна шестерня і MG2 обертаються вперед. Ця ситуація небезпечна, коли автомобіль їде на високій швидкості. При швидкості 67 км / год і вище, якщо залишити водило сателітів нерухомим, то MG1 буде обертатися назад понад 6500 об / хв. Тому, щоб так не сталося, комп'ютер включає MG1 як генератор і починає знімати енергію. Генераторна навантаження запобігає перевищення оборотів MG1, і замість цього водило сателітів починає обертатися вперед. При обертанні водила сателітів і ДВС на 1000 об / хв MG1 захищений на швидкостях до 104 км / ч. На більш високих швидкостях водило сателітів і ДВС повинні обертатися швидше. Електроенергія, вироблена MG1 в цьому режимі, може використовуватися, щоб зарядити батарею.

Коли Ви хочете сповільнити автомобіль швидше, ніж при вільному вибігу (русі накатом) - від опору кочення, аеродинамічного опору і гальмування двигуном, Ви натискаєте на педаль гальма. У звичайному автомобілі це тиск передається гідравлічним контуром на фрикційні гальма в колесах. Гальмівні колодки притискаються до металевих дисків або барабанів, і енергія руху автомобіля перетворюється в тепло і автомобіль сповільнюється. Prius має точно такі ж гальма, але він має дещо інше - регенеративне гальмування. Беручи до уваги, що під час руху накатом MG2 виробляє деяку генераторну навантаження, щоб імітувати гальмування двигуном, при натисканні на педаль гальма збільшується генерація електроенергії MG2, і набагато більша генераторная навантаження вносить свій внесок в уповільнення автомобіля. На відміну від гальм тертя, які витрачають даремно кінетичну енергію автомобіля на виробництво тепла, електроенергія, вироблена регенеративним гальмуванням, зберігається в батареї і буде використана пізніше. Комп'ютер обчислює, яке уповільнення буде вироблено регенеративним гальмуванням і зменшує на відповідну величину гідравлічний тиск, що передається гальмах тертя.

У звичайному автомобілі на крутому спуску Ви могли б вирішити переключитися на знижену передачу, щоб збільшити інтенсивність гальмування двигуном. Двигун обертається швидше і стримує автомобіль більше, допомагаючи гальмах уповільнити його. Той же самий вибір доступний в Prius, якщо Ви вирішите використовувати його. Якщо Ви перемістіть важіль перемикання режимів у положення "B", то двигун буде використовуватися для гальмування. Беручи до уваги, що зазвичай двигун зупинений в режимі гальмування, в режимі "B" комп'ютер і мотори / генератори влаштовують так, щоб обертати ДВС без палива і з майже закритим дроселем. Опір, яке він створює, уповільнює автомобіль, зменшуючи нагрів гальм, і дозволяє послабити натискання на педаль гальма.

Звичайний автомобіль з автоматичною передачею рушить з місця, якщо Ви знімете ногу з педалі гальма. Це побічний ефект роботи гідротрансформатора, але він вигідно перешкоджає автомобілю котитися назад на підйомі, в той час як Ви переносите вашу ногу на педаль акселератора. Кажуть, що машина "повзе". Як і з гальмуванням двигуном, немає ніякої причини, чому Prius повинен вести себе таким чином, за винятком того, що Toyota хоче, щоб водії відчували знайомі відчуття. Тому "повзання" також імітується. Невелика кількість енергії з батареї передається мотору MG2, коли Ви відпускаєте гальмо. Вона м'яко відправляє автомобіль вперед.

Якщо Ви трохи натиснете на акселератор, що надходить до мотору MG2 енергія буде збільшена, і автомобіль просунеться більш жваво. Так як MG2 вельми могутній і має високий крутний момент, Ви можете стартувати тільки на електроенергії до порядної швидкості, поки дорожній рух дозволяє м'яко прискорюватися. Чим більше Ви придавлює акселератор, тим швидше ДВС запуститься і почне допомагати Вам своїм крутним моментом і електрикою, виробленою генератором MG1.

Якщо Ви натиснете педаль до підлоги, то ДВС заведеться відразу ж, хоча Ви покинете лінію перш, ніж він допоможе прискоренню і внесе велику енергію. Але, для більшості стартів всередині міста, Ви від'їде від лінії майже в повній тиші, використовуючи тільки мотор MG2, живиться від батареї. ДВС залишається вимкненим, і MG1 вільно обертається назад.

Вище я описав, як автомобіль поїде з використанням тільки електроенергії і мотора MG2, якщо Ви не будете натискати сильно на педаль акселератора. Якщо Ви досягаєте бажаної швидкості перш, ніж ДВС заведеться, можете продовжити їзду, використовуючи тільки електроенергію. Це називають "режимом електромобіля" ( "EV mode"), так як автомобіль харчується точно тим же самим способом, як справжній електромобіль EV. Обертається коронна шестерня, оскільки MG2 призводить автомобіль в дію, водило сателітів і ДВС зупинилися, сонячна шестерня і MG1 вільно обертаються назад.

Навіть якщо ДВС запустився під час прискорення, коли Ви досягли швидкості і зменшили тиск на педаль, енергія, необхідна для підтримки руху, може впасти до рівня, який може легко забезпечити мотор

MG2. ДВС тоді вимкнеться, і Ви опинитеся в режимі електромобіля. Важко передбачити, коли це трапиться, оскільки це залежить від різних факторів - наскільки заряджена батарея та інших обставин руху. Однак після деякого часу руху в режимі електромобіля рівень заряду батареї обов'язково зменшиться і збільшиться ймовірність, що ДВС запуститься, щоб рухатися на великій швидкості і перезаряджати батарею.

Спосіб, яким ДВС запускається в режимі електромобіля, коли це стає необхідним, подібний до теплого запуску, але корона і сонячна шестерня в цьому випадку не нерухомі. Сонячна шестерня обертається назад і повинна спочатку сповільнитися. Цього може бути достатньо, щоб розігнати ДВС до стартової швидкості в залежності від швидкості автомобіля, а сонця, можливо, доведеться змінити напрямок і почати обертатися вперед. Щоб уповільнити сонячну шестерню, MG1 спочатку працює в режимі генератора, і енергія знімається. Однак, оскільки швидкість MG1 знижується близько до нуля, він повинен бути включений як мотор для обертання вперед і живиться енергією так, щоб швидко змінити напрямок обертання, пройти нульову точку і почати обертатися вперед. В результаті, як і в разі старту двигуна в автомобілі, що стоїть, Водило сателітів, а з ним і ДВС, обертаються вперед. Коронна шестерня планетарного механізму, що обертається вперед в автомобілі, який отримує енергію від MG2, допомагає розігнати ДВС до стартової швидкості при більш низькій швидкості MG1. Однак старт ДВС створює опір вільному обертанню коронної шестерні. Щоб цей ривок не відчули водій і пасажири, не кажучи вже про каву в тримачі чашки, на MG2 подається додатковий імпульс енергії для отримання додаткового крутного моменту, необхідного для запуску ДВС.

У 20-му кузові (на японських і європейських версіях) в стандартну комплектацію входить кнопка "EV", тобто кнопка включення примусово функції "електромобіль". На американські модифікації цю кнопку можна встановити додатково.

Коли Ви м'яко сповільнюється або спускаєтеся під ухил, необхідна для руху енергія зменшується, тому що інерція або гравітація допомагає Вам рухатися вперед. Тому Ви трохи зменшуєте тиск на педаль акселератора. Якщо Ви трохи сповільнюється або швидко спускаєтеся з невеликої гірки, потужність ДВС і обороти дещо зменшуються, але це важко помітити. Для більшого уповільнення або на більш крутому спуску, в залежності від швидкості, ДВС може припинити давати енергію взагалі, якщо MG2 може постачати те, що необхідно.

Я вже описував, як при повільному русі мотор MG2 може постачати всю необхідну енергію при зупиненому ДВС. Прискорюючись і рухаючись на постійній швидкості горизонтально, режим електромобіля навряд чи можливий на швидкостях вище 64 км / ч, тому що потреби в потужності, необхідної для подолання аеродинамічного опору, досить, щоб змусити ДВС включитися. Режим EV на більш високих швидкостях може статися, проте, за деяких умов і, досить імовірно, відбудеться при уповільненні або швидкого спуску з гори. Щоб працювати в режимі електромобіля на швидкості 67 км / год і вище, автомобіль повинен захистити MG1 від дуже високих обертів так само, як при русі накатом. Єдина відмінність полягає в тому, що коронна шестерня наводиться в рух не рухом автомобіля, а мотором MG2. Генератор MG1 все ще виробляє енергію для опору надмірного обертанню, так що в підсумку ДВС провертається. Паливо і запалювання не подається. Звичайно, роблячи це, MG1 знімає енергію, яка інакше розганяла б автомобіль. Деякі втрати йдуть на обертання ДВС, але деяка частина виявляється як електроенергія, вироблена MG1. Вона просто повертається в високовольтний джерело, щоб частково поповнити енергію, що витрачається MG2.

Prius не має ніяких шестерень заднього ходу, Який дозволив би автомобілю рухатися заднім ходом за допомогою ДВС. Тому він може переміщатися назад тільки за допомогою електромотора MG2.

ДВС не може допомогти безпосередньо. У більшості випадків автомобіль зупинить ДВС, коли Ви встановите важіль перемикання режимів у положення "R". Оскільки MG2 обертає вхід редуктора тому, коронна шестерня планетарного механізму також буде обертатися назад. ДВС нерухомий, значить, і водило сателітів також нерухомо. Це просто означає, що MG1 буде обертатися вперед. Він обертається вільно, не споживаючи або не роблячи енергію. Це схоже на режим EV, але навпаки. Комп'ютер не дозволить їхати назад з такою швидкістю, щоб MG1 обертався дуже швидко.

Якщо ДВС продовжує працювати, коли важіль вибору режиму знаходиться в положенні R, наприклад, якщо величина заряду батареї низька, то MG2 все ще просто керує автомобілем назад як раніше. Єдина відмінність - водило сателітів обертається вперед, сонячна шестерня і MG1 обертаються швидше вперед, і комп'ютер повинен обмежити задню швидкість автомобіля на більш низькому значенні, щоб захистити MG1 від занадто великій швидкості обертання. Енергія може бути взята від генератора MG1, щоб живити MG2 і заряджати батарею.

З усіма новими технологіями з'являються небезпеки, реальні і вигадані. Використання мобільного телефону щодня годинами, в кінцевому рахунку, підсмажить ваш мозок? Радіальна кератотомія поліпшить ваш зір або зруйнує його? Може бути дивно, як нові технології стають звичними і вважаються само собою зрозумілим. Ми забуваємо навіть про саму реальну небезпеку. Ми спокійно мчимо з півтора тоннами стали, скла і гуми уздовж шосе зі швидкістю 90 км / год, в декількох метрах від подібних об'єктів, що їдуть на такий же швидкості в протилежну сторону, постійно маючи десять або більше літрів легкозаймистої рідини в тонкому сталевому резервуарі під днищем автомобіля. Але коли хтось поставив потужну електричну систему в автомобіль, ми раптово стаємо нервовими. У цьому розділі я хотів би говорити про небезпеки обслуговування і ремонту Prius.

Висока напруга

Домашній електричний обігрівач працює на 220 вольт і споживає до 30 А. Високовольтна система Prius працює приблизно при напрузі 273 В - трохи більше, ніж обігрівач. Токи можуть перевищити 30 А, але в разі удару струмом має значення струм, що проходить через ваше тіло, який і завдає електротравму. Будь-яка електрична система, яка може виробляти ампер або більше, така ж небезпечна, як будь-яка інша. Ступінь ушкоджень, які настануть від удару електрикою напругою 273 В, залежить від електричного опору тіла і шляхи струму через тіло. Буває, що людина відчуває удар від 220 В від однієї руки до іншої, прямо поперек серця, з трохи більш ніж тимчасовим дискомфортом. Якщо Ви не дурні, Ви можете управляти обігрівачем і ремонтувати його, не хвилюючись про удари струмом. Точно так же, і по тій же самій причині, Ви можете ремонтувати і обслуговувати Prius.

Є тільки одна відмінність. Уже тривалий час я не чув про домашніх електроприладах, що врізалися один в одного в вітальні Вашого будинку. Але Ви чуєте про автомобільні аварії постійно. Припустимо, що хтось увірвався в Ваш будинок і напав на Ваш обігрівач з кувалдою. Ви приходите додому і бачите бовтаються дроти. Ви торкаєтеся їх? Ні, звичайно ні. Саме це має на увазі Toyota, коли рекомендує Вам не торкатися проводів, що висять з Вашого автомобіля після аварії. В Prius дроти високої напруги оточені металевим захистом, щоб запобігти їх обрив. Вони пофарбовані в оранжевий колір. Я сказав би, що небезпека ураження електричним струмом є нульовою.

Автомобілі мають батареї. Батареї містять кислоту. Кислота небезпечна. Автомобіль з потужними батареями повинен містити багато кислоти і бути дуже небезпечним, вірно?

Електроліт в нікель-металогідридних батареях Prius - гідроокис калію. Це не кислота, це - луг, повна протилежність. Звичайно, концентрована луг може бути настільки ж їдкою і небезпечною як кислота, тому документація містить попередження про пролиту. Це не повинно лякати, так як місце розташування батареї в автомобілі добре захищає її, і кожна клітинка батареї містить дуже невелику кількість електроліту. Безумовно, найбільший вторинний ризик при аварії, на мою думку, належить бензину, як і у будь-якої нормальної автомобіля.

Сенс його в тому, що Ви можете безшумно рухатися. Цей термін є невдалим, оскільки очевидно, що це не завжди гарна ідея.

Крім того, люди говорять про "режимі стелс". У 20-му кузові режим "стелс" можна включити примусово кнопкою "EV".

Ви можете також впливати на автомобіль манерою своєї їзди, але Ви повинні, ймовірно, спочатку оволодіти цією "передовий можливістю Prius". Фактично, філософія Prius - "просто керуй мрією" дозволяє залишити рішення проблем на розсуд автомобіля. Ті з нас, хто шукає надзвичайну економічність і більш повне розуміння пристрою автомобіля - ті кажуть найбільше про "режим стелс" або режимі "EV" (електромобіля).

Перша пересторога при поводженні з Prius - запобігти розряд допоміжної батареї. На відміну від звичайного автомобіля, коли 12-вольта батарея повинна віддати енергію стартеру, 12В батарея Prius не має ніяких великих вимог до збереженої енергії і тому вона невеликої ємності - 28 Ач. Вона може бути розряджена за вельми короткий час, якщо залишити внутрішній світ включеним, прочинені двері або вентилятор салону працюють, коли автомобіль не включений. Вона також може бути розряджена, навіть якщо всі вогні та інші споживачі вимкнені. Струм від допоміжної батареї було виміряно і зареєстрований.

Я відтворюю дані тут: (для 11-го кузова)

Очевидно, якщо Ви залишаєте автомобіль на деякий час, Ви повинні впевнитися, що вимикач фар і габаритних вогнів ВИМКНЕНО. Залишити вимикач в положенні "включено" і дозволити автомобілю вимкнути фари самостійно було б добре на тиждень або дві. 0,036 А витратять ємність 28 Ач в батареї за 28 / 0,036 \u003d 778 годин або 32 дня. Отже, термін менше місяця повинен бути безпечним, але не довше.

Якщо Prius ви не користуєтесь місяць і більше (наприклад, поставлений на зиму в гараж) на місяць і більше (наприклад, очікування запчастин), ось деякі методи, щоб перешкоджати розряду допоміжної батареї:

Зробити так, щоб хто-небудь включав автомобіль кожні кілька тижнів і дозволив йому зарядити допоміжну батарею,

Відключити допоміжну батарею (Ви втратите установки радіо і настройку годин),

Підключити зарядний пристрій до допоміжної батареї.

Якщо Ви не приймаєте ці заходи, найгірше, що може трапитися - розряджена батарея. Ви можете "прикурити" і запустити Prius звичайним способом від іншого автомобіля (хоча запускати інші автомобілі від Prius не рекомендується). Немає необхідності включати двигун на іншому автомобілі через низький споживання енергії. Ви можете також запуститися від іншої батареї. Легкі допоміжні проводи будуть працювати так само, як товсті кабелі пускового пристрою. Єдина річ, яку треба знати - то, що кожен раз, коли свинцево-кислотний акумулятор розряджається повністю, скорочується його життя.

Друге занепокоєння - розряд батареї високої напруги. Він не буде відбуватися так швидко, як розряд допоміжної 12-вольтової батареї, але коли це дійсно трапляється, може статися більш серйозна неприємність. Якщо рівень заряду стає нижчим від запрограмованого рівня, то автомобіль не буде заводитися. На 10-му кузові ВВБ можна підзарядити, як я вже розповідав раніше, за допомогою штатного зарядного пристрою. На 11-му і 20-му кузовах доведеться заряджати ВВБ примусово. Це досить трудомістким і вимагає певної кваліфікації при виконанні робіт. Високовольтна батарея повністю від'єднана, коли в автомобілі вимкнено "запалювання". Ніякої струм не витікає з батареї. На жаль, нікель-металогідридні (NiMH) батареї мають особливість, названу "саморазрядом", при якому вони втрачають заряд, навіть коли до батареї нічого не підключено. 2% втрати заряду в день часто вказується в характеристиках батарей NiMH (використовуваних в домашніх умовах при кімнатній температурі), але це, можливо, неправильно для батарей Prius.

Рекомендація Toyota, яка з'явилася на її Web-сайті в розділі Часті питання, полягає в тому, що треба заводити ДВС Prius кожні два місяці і дозволяти їй попрацювати протягом 30 хвилин. Звичайно, треба буде повторно підключити допоміжну батарею, якщо до цього Ви її відключали. Ви можете бути більш спокійними, наприклад, взимку, так як величина саморозряду при низьких температурах зменшується. Треба бути більш обережним при високій температурі, коли саморазряд збільшується.

Опис процедур ремонту, діагностики та обслуговування автомобіля Toyota Prius Ви можете знайти в книзі "Toyota Prius 2003-2009 рр. Випуску" за адресою:

Окремі статті з багатьох елементів гібридної установки Ви можете знайти на сайті Легіон-Автодата -

Автомобіль Toyota Prius має досить складну систему приводу.

Основні компоненти силової установки Toyota Prius:

1. Двигун внутрішнього згоряння- бензинові двигун працює по циклу Аткінсона. Основні переваги такого двигуна - мала витрата палива, високий ККД і дуже низька токсичність.
Двигун може не тільки передавати зусилля на колеса автомобіля при необхідності, але так само може крутити мотор генератор виробляючи енергію для електричної мережі автомобіля.
Електрика від генератора може запасатися в акумуляторних батареях або витрачається на клімат-контроль або інші системи автомобіля.

2. Мотор / генератор 1 -може працювати як генератор, виробляє енергію для подальшої зарядки акумуляторів або для прямої передачі енергії до мотору 2 який безпосередньо крутить колеса, в моменти коли йому не вистачає потужності батарей. Так само цей мотор допомагає запустити ДВС як стартер в звичайному автомобілі.
3. Мотор / генератор 2 - служить для передачі основного зусилля на колеса автомобіля використовуючи енергію акумуляторних батарей.

Обидва мотор / генератора зроблені на основі потужних неодімових магнітів.

постійні магніти рухаються всередині елетромагнітного статора складається з безлічі мідних обмоток виробляючи електричний струм.

На виході статора при роботі в режимі генератора ми отримуємо трифазне змінну напругу, яка за допомогою конвертера перетворюється в постійну напругу, необхідне для підзарядки акумуляторів і стабільно роботи електромережі автомобіля.

Так само в режимі мотора, якщо на обмотки електромагнітного статора подається трифазне контрольоване напруга, ротор з магнітами крутиться виробляючи необхідну кількість кінетичної енергії.

4. Планетарний роздатковий механізм - найскладніший елемент приводу автомобіля. Дозволяє комбінувати зусилля від Двигуна внутрішнього згоряння і тягового електродвигуна. Механізм може не тільки підключати в потрібні моменти ДВС, але так само може відключати його від усієї системи приводу, залишаючи його один на один з генератором.

Основною особливістю планетарного механізму автомобіля Toyota Prius є те, що двигун внутрішнього згоряння не пов'язаний безпосередньо з колесами. ДВС може частково допомагати обертати колеса віддаючи лише частина енергії і відбувається це на оптимальних оборотах двигуна і на відповідній оптимальної швидкості автомобіля.
Як показує практика - ДВС працює оптимально на трасі при оборотах вище 2000 - особливо це стосується двигуна з циклом Аткінсона, який практично не віддає моменту на низьких оборотах.

В основному ДВС крутить генератор який виробляє електричну енергію. Якщо автомобіль рухається в пробках і пересувається повільно, його переміщує основний електродвигун за рахунок акумуляторних батарей. У разі якщо автомобілю потрібно набрати швидкість додаткова енергія виробляється генератором який розкручується за допомогою ДВС.

Основні частини планетарного механізму

1. Основне кільце - зовнішня кругова шестерня
2. Сонячна шестерня - по аналогії з сонячною системою розташована в центрі механізму
3. Планетарні шестерні - розташовані на планетарної осі яка обертається навколо сонячної шестерні і відповідно так само обертаються і планетарні шестерні.

Мотор / генератор 1 - який в більшості випадків працює як генератор або як стартер підключений безпосередньо до сонячної шестірні.
Мотор / генератор 2 - підключений до основного кільця і \u200b\u200bв свою чергу безпосередньо до коліс.
ДВС - підключений до планетарної осі з планетарними шестернями.

На стенді представлена \u200b\u200bвся система в зборі.

Основні елементи - диск зчеплення на валу планетарного механізму (ДВС), мотор / генератор 1 і Мотор / генератор 2.

Відео - принцип роботи та складові частини планетарного механізму з'єднує електродвигуни та ДВС в Тойті пріус

Приклади роботи коробки передач тойоти пріус:

1. Якщо автомобіль зупинився Мотор / генератор 2 теж зупиняється так як з'єднаний безпосередньо з колесами.
Якщо аккумлуяторние батареї недостатньо заряджені для подальшого руху їх потрібно зарядити за допомогою генератор. Для цього необхідно завести двигун.
Мотор / генератор 1 починає своє обертання і через планетарний механізм обертає і заводить двигун.
ДВС в свою чергу починає обертати Мотор / генератор 1 і той в режимі генератора виробляє необхідну енергію. Змінна напруга на виході генератора перетворюється в постійну напругу 120 Вольт для зарядки акумуляторів.
Так само двигун може запускатися і зупинятися в такому режимі при необхідності для зарядки акумуляторів або для підживлення споживачів бортової мережі автомобіля (клімат-контроль, магнітола, світло).

2. Якщо нам необходмо почати рух і двигун внутрішнього згоряння зупинений, енергія спрямовується на Мотор / генератор 2 який починає обертати колеса і одночасно через планетарний механізм обертає Мотор / генератор 1. На цьому етапі відбувається зворотне перетворення з постійної напруги 120 Вольт в трифазне змінне для обертання електромотора.

При великому розгоні автомобіля, ми можемо досягти такої швидкості на колесах автомобіля а значить і на осі Мотор / генератор 2 яка буде більше допустимої швидкості Мотор / генератор 1. Зазвичай це швидкість близько 40 миль в годину при якій обороти на Двигунові 1 досягають максимальних 6000.

Мотор 2 приводить в рух Мотор 1 через шестерні з співвідношенням 2,6. Тобто при обертанні Мотор 2 на максимальних обертах, Мотор 1 буде робити в 2,6 рази більше оборотів.

3. Запуск двигуна на ходу відбувається при зупинці Мотор / генератор 1 за допомогою електромагнітного поля подається як противагу - проти обертання ротора. При такій комбінації зусиль, сила обертання колеса передається на вал ДВС. Двигун прокручується і заводиться.

ДВС починає обертатися і захоплює за собою Мотор / генератор 1. Тепер все мотори обертаються в одному напрямку і всі сили рівномірно витрачаються на рухи коліс. Правило дотримується тільки якщо швидкості всіх моторів однакові.

Якщо ДВС починає крутиться швидше прікода коліс (Мотор / генератора 2), він починає швидше обертати генератор 1 виробляти більше енергії для зарядки акумуляторів і подальшого руху.

на даному прикладі ми можемо чітко простежити що Двигун внутрішнього згоряння не пов'язаний безпосередньо з приводом авто. Він обертається вільно - може обертатися швидше або повільніше основного приводу (Мотор / генератора 2). ДВС може тільки допомагати обертатися колесам при збігу обертів коліс і осі двигуна - в інших випадках він працює тільки на генератор додаючи необхідну енергію в систему в потрібні моменти.

4. Задній хід реалізований за допомогою Мотор / генератора 1, який як ви пам'ятаєте за описом вище використовувався тільки як генератор або стартер.
У разі якщо ДВС заглушений і автомобіль необхідно зрушити назад - Мотор / генератора 1 підключається в режимі мотора і обертається в напрямку протилежному обертанню Мотор / генератора 2. При зупиненому ДВС планетарна вісь зупинена на місці і зусилля з Мотора 1 передається через планетарні шестерні безпосередньо на Мотор 2.
Мотор 2 обертається в назад напрямку і автомобіль рухається назад.

Якщо в момент запуску заднього ходу працює ДВС, необхідно просто обертати Мотор / генератора 1 швидше ніж обертається ДВС, тим самим додаткове зусилля (обертання з перевищує швидкістю) буде передаватися на Мотор / генератора 2 у вигляді зворотного обертання - заднього ходу.

Таким чином складний і в той же час простий планетарний механізм дозволяє з'єднати три двигуни в будь-яких комбінаціях необхідних для повноцінної роботи автомобіля Toyota Prius.