Hybrider Synergie-Antrieb. Im Namen des Vollhybrid-Kraftwerks des Prius wirft erst das zweite Übersee-Wort, ähnlich unserem „Gimpel“, Fragen auf. Das ist Synergie – gemeinsame Anstrengungen. In Prius haben sich Dinge, die in jeder Hinsicht so bizarr und unterschiedlich sind, synergetisch vereint und interagieren eng miteinander, dass die Tatsache ihrer Allianz rätselhaft ist. Im Übrigen ist das Hauptgefühl des facettenreichen und widersprüchlichen Autos Verwirrung.
Was er ist, ein gewissenhafter Käufer der dritten „Generation P“, stellen sich sowohl der japanische als auch der russische Händler perfekt vor: Er ist ein wohlhabender Mensch, ein Mensch, der Hightech-Innovationen offen gegenübersteht. Und es spielt keine Rolle, dass sich die beiden in Russland nicht einmal kennen. Es gibt eine Einigung - die Russen werden Prius nicht kaufen, und es ist sinnlos, zu versuchen, ihn an sie zu verkaufen. So prangt der Hybrid an der Scheibe als Imagewagen der japanischen Marke. Das komplette Set ist das Maximum, der Preis ist unerschwinglich, nimm es - ich will nicht.
Hallo alle zusammen.
In letzter Zeit wurde viel über Hybride gesprochen, über teures Benzin, über Möglichkeiten, Geld zu sparen, aber in all dem steckt viel Wahres. Es ist kein Geheimnis, dass unsere Leute gerne über etwas diskutieren, aber sie geraten fast nicht in Streit. Aber leider ist an all dem wenig Wahres, denn viele Theoretiker und Analytiker sind geschieden.
Ich bin ein erfahrener Benutzer von Priusen, ich besitze sie seit mehreren Jahren, im Moment habe ich 2 Priusen: 20. Serie und 30. Serie.
Ich werde versuchen, eine Reihe von Artikeln über die Hybridautos des Toyota Prius zu machen.
Prius-Modelle:
10,11
1997 - 2003
20
2003 - 2009
1. Die Batterie hält nicht lange, muss gewechselt werden.
Einer der beliebtesten Mythen :).
Toyota verwendet Nickel-Metallhydrid-Batterien, weil sie
- frostbeständig, der Arbeitsbereich ihrer Arbeit -60 .. + 55;
- billig in der Herstellung sind;
- praktisch ohne Memory-Effekt.
Außerdem besteht der Akkupack aus kleineren Blöcken, die wiederum aus Zellen, eigentlich Fingerbatterien, bestehen.
Die gesamte Einheit wird von einem Controller gesteuert, der die Batteriekapazität im Bereich von 40 bis 80% nutzt, wodurch die Lebensdauer um ein Vielfaches verlängert werden kann. Die Aufteilung in Blöcke und Zellen ermöglicht bei einem Kapazitätsverlust das "Aufpumpen" leerer Batterien (diese Vorgehensweise ist denen bekannt, die über sogenannte Smart Charger verfügen, die in einem speziellen Modus eine Ladung zur Wiederherstellung der Batterie erzeugen) und deaktivieren Sie auch beschädigte Zellen (analog zu HDD, wenn defekte Sektoren ohne gravierende Verluste im Gesamtvolumen ausgeschaltet werden).
Früher gab Toyota eine Garantie von 8 Jahren, jetzt sind es 10 Jahre. Es ist zu beachten, dass der Akku bei einem so sanften Modus nicht sofort ausfallen kann, sondern erst nach längerer Zeit (10-15 Jahre) seine Wirksamkeit leicht verliert, was im schlimmsten Fall wird sich auf den Verbrauch auswirken, und im besten Fall wird es überhaupt nicht sichtbar sein.
Was haben wir in der Praxis: eine leistungsstarke Batterie, die aus einer Vielzahl kleiner Zellen besteht, einen intelligenten Controller, der den Zustand der Batterie überwacht und sparsam nutzt, Autos, die seit mehr als 10 Jahren gefahren werden ( die 20er Priusen werden seit 2003 in Serie produziert) und keine Batterieprobleme.
Ich glaube, viele haben gehört, dass jemand im Prius eine defekte Batterie hatte, aber dies trifft hauptsächlich auf die Prius der Serien 10 und 11 zu, die von 1997 bis 2002 in Serie produziert wurden, sie hatten einen anderen Batterietyp (Trockenbatterien) ) und jetzt, nach 16 Jahren, müssen einige von ihnen die Batterie teilweise oder vollständig ersetzen.
2. Der Prius wird mit einer Batterie betrieben.
Kompletter Quatsch :)
Natürlich können Sie den "EV" -Modus, in dem nur der Elektromotor verwendet wird, zwangsweise einschalten, aber Sie müssen verstehen, dass der Prius mit Benzin betrieben wird. Dies ist ein Benzinauto, dessen elektrische Komponente darauf ausgelegt ist, die Effizienz des gesamten Systems als Ganzes zu verbessern. Und je höher der Wirkungsgrad, desto mehr Leistung bei weniger Kraftstoffverbrauch. Und damit nicht von Dieselmotoren die Rede ist, die Effizienz des Prius hat noch niemand erreicht.
Die Prius-Batterie dient als kleiner Speicher für Energie, die bei einem normalen Auto beim Bremsen teilweise verdunstet und sich hier ansammelt, ein anderer Teil dieser Energie kommt im Leerlauf des Verbrennungsmotors (z.B. zum Aufwärmen), ein anderer ein Teil kommt vom Segeln. Die akkumulierte Energie wird beim Aufnehmen der Geschwindigkeit verwendet.
3. Prius geht nicht.
Geht, geht nicht - das ist ganz subjektiv. Jeder Subaru-Besitzer wird Ihnen die Antwort auf diese Frage sagen :).
Priusovody prahlt oft gerne damit, wie schnell und gut der Prius ist, wo man nicht hinsieht, überall gibt es einen Vergleich des 20. Prius mit dem Toyota Mark 2 (der 2 oder gar 2,2 Liter unter der Haube hat) und wo der Prius macht es im Stehen. Das ist natürlich alles falsch. Wir müssen uns mit Klassenkameraden und mit modernen Autos vergleichen.
Was die Prius-Klassenkameraden angeht, kann ich mit Sicherheit sagen, dass sie beim Beschleunigen aus dem Stand dynamischer sein wird als ihre stimmungsvollen 1,8 - 2,0-Liter-Klassenkameraden, verglichen mit modernen Autos wie Solaris oder Rio, die über ein 4-Gang verfügen Automatik, 1,6 dviglo und 122 PS, der Prius Taxi nur am Start, aber wenn man das Rennen mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h antritt, wird der 20. Prius nicht steil nach vorne kommen.
Insgesamt hat der 20. Prius einen scharfen Start, eine sanfte Geschwindigkeitseinstellung auf dem Niveau von 1,8 Litern Saugkraft.
Im 30. Modell verbesserte sich die Situation. Hier ist die Übertaktung auf hundert etwas geringer (10,3 (obwohl einige Daten - 9,8) in den 30er Jahren gegenüber 10,6 in den 20er Jahren). Der POWER-Modus ist aufgetaucht, in dem die Einstellungen für den Betrieb des Hybridsystems so geändert werden, dass das Ansprechverhalten des Gaspedals stark verbessert wird, die dynamischen Eigenschaften verbessert werden bei leichtem Nachteil für den Verbrauch. Hier gibt es keine Probleme, einen stärkeren Civic auf einer Maschine mit 144 PS zu überholen, Solaris und Rio qualmen nervös, Skoda 1.8TSI verliert nur die ersten 30-70m am Start, führt dann, ist aber verständlich, 152 PS für Skoda gegenüber 130 PS für Prius.
Der abrupte Start des Prius ist auf das Vorhandensein eines Traktions-Elektromotors zurückzuführen, der laut Toyota in der Lage ist, bei Geschwindigkeiten bis zu 22 km / h ein Drehmoment von 478 Nm zu entwickeln.
4. Hybride sind wegen der hohen Spannung gefährlich zu verwenden. (aus dem Verein genommen)
Den Ingenieuren, die Hybridautos konstruierten, ging es in erster Linie um die Sicherheit.
Die wichtigsten möglichen Gefahrenquellen:
Batterie
Die Batterie selbst wird von einem Metallgehäuse verschlossen und besteht aus Setzelementen. Unter normalen Betriebsbedingungen ist keine Wartung erforderlich. Geschützt gegen Elektrolytaustritt. Kontakte sind sicher versteckt und abgedeckt. Wenn die Maschine ausgeschaltet ist, trennen Batterieschütze sie vom Rest der Maschine. Die Parameter Temperatur, Ströme und andere Dinge werden von einem separaten Computer gesteuert.
Verdrahtung
Unter dem Boden verlaufen Hochspannungskabel zum Motorraum. Die Kabel sind sorgfältig abgeschirmt und orange gekennzeichnet. Im gewöhnlichen Leben ist es schwierig, sowohl von außen als auch von innen an sie heranzukommen.
Hybridinstallation / Wechselrichter
Der Wechselrichter befindet sich im Motorraum. Geschlossen mit einem kräftigen Metallgehäuse. Gekühlt durch ein separates Kühlsystem. Auch die ankommenden und abgehenden Stromkabel sind geschirmt und verstaut, damit sie sich nicht versehentlich verhaken.
Alle Leistungskomponenten werden ständig von elektronischen Systemen überwacht. Bei einem Unfall schaltet die Automation alle Verbraucher ab und schaltet alle Energiequellen stromlos.
Und soweit bekannt, wurden keine Fälle von Stromschlägen registriert. (Handwerker mit krummen Händen wurden auch nicht gemeldet)
5. Hybride sind in der Kabine unbequem, im Kofferraum ist aufgrund der Batterie wenig Platz
Es gibt viel Platz in der Kabine, in diesem Indikator ist der Prius fast gleich dem Camry, +/- ein paar Zentimeter.
Dies liegt daran, dass die Gesamtlänge 4370 beträgt, während das Hybridkraftwerk unter der Haube ziemlich viel Platz einnimmt.
Der Kofferraum ist sehr groß und die Batterie nimmt sehr wenig Platz ein und befindet sich fast unter der Rückbank.
Wie ich oben geschrieben habe, funktioniert der Akku bei -60 einwandfrei. Darüber hinaus sind die meisten Priusen mit elektrischen Heizelementen zum schnelleren Aufwärmen ausgestattet. Und beim 30m Prius haben sie die Option hinzugefügt, den Motor schnell vom Resonator aus aufzuwärmen.
Darüber hinaus müssen Sie verstehen, dass der Prius nicht für jeden einen vertrauten Anlasser hat, der bei kaltem Wetter Ihre üblichen Autos kaum dreht, hier ist ein leistungsstarker Motor, der den Verbrennungsmotor in einer halben Sekunde auf 1000 U / min dreht. Gleichzeitig stellt sich für normale Autofahrer immer die Frage, ob man sich aufwärmen oder nicht aufwärmen soll, hier ist alles einfacher, da bei niedrigen Geschwindigkeiten die meiste Last auf den Elektromotor fällt, der definitiv nicht aufgewärmt werden muss.
Aber heute morgen waren es -17, das volle Aufwärmen des Autos dauerte genau 5 Minuten. Volles Aufwärmen bedeutet: Schwitzen aller Fenster, die Temperatur in der Kabine beträgt +20.
7. Priuses können nirgendwo gewartet werden
Ich habe bereits über die Batterie geschrieben, sie muss nicht gewartet werden, und was den Elektromotor und den Wechselrichter betrifft, ist die Situation bei ihnen gleich - sie werden nicht gewartet. Nun, es gibt dort keine komplexen mechanischen Teile, wie zum Beispiel in einer automatischen Box, die wiederum in normalen Autos (80-100 Tausend oder mehr) ziemlich lange funktioniert, aber es gibt keine so komplexe Mechanik überhaupt, was bedeutet, dass die Lebensdauer mehr Ordnung ist.
8. Prius ist schwer zu handhaben
Sie müssen verstehen, dass der Prius wie normale Autos mit Automatikgetriebe funktioniert, aber diese unglaubliche Laufruhe, Beschleunigung und das Fehlen von Rucken beim Schalten werden Sie sicherlich begeistern :).
Nun, im Allgemeinen alles, ich warte auf Fragen und Kritik in den Kommentaren, und
Toyota Prius 10- das erste leichte kommerzielle Hybridauto. Im Aussehen unterscheidet es sich nicht viel von Toyota-Kleinwagen. Unter der Haube dieses Autos gelang es den Designern, zwei Motoren zu installieren: einen Benziner mit eineinhalb Litern 1nz-fxе mit 58 PS nach dem Atkinson-Prinzip und einem Elektromotor mit einer Leistung von 35 PS. Das gesamte Kraftwerk in Preis 10, inklusive Motor-Generatoren befindet sich unter der Haube (zum Beispiel bei Allrad-Hybridautos sind die Elektromotoren hinten).
V Preis 10 Es gibt nicht einige Teile und Mechanismen, die in anderen normalen Autos vorhanden sind, wie Generator, Anlasser, Getriebe. All diese Funktionen werden von Elektromotoren ausgeführt. Um das Auto zu starten, müssen Sie nicht "den Anlasser drehen", nur den Schlüssel in die Startposition drehen und sofort loslassen, das Auto startet nach einer halben Sekunde Wartezeit den Benzinmotor. Anstelle eines Getriebes befindet sich im Auto ein Planetengetriebe, das es dem Auto ermöglicht, sich ruck- und ruckfrei zu bewegen. Auch unter der Haube befindet sich ein Wechselrichter - ein Gerät, das Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt und umgekehrt. Der Wechselrichter ist ein ziemlich teures Gerät. Sie erschrecken dann die Leute, die ein Hybridauto kaufen wollen. Tatsächlich ist der Wechselrichter recht zuverlässig und fällt nur aufgrund einer Überhitzung des Kühlsystems aufgrund von Frostschutzmittelleckagen oder eines Ausfalls der Kühlsystempumpe aus. sie an Preis 10 zwei. Einer dient zur Kühlung des Wechselrichters, der zweite dient wie bei einem konventionellen Auto zum Kühlen des Benzinmotors und zum Aufwärmen des Autoinnenraums in der kalten Jahreszeit. Ein weiterer wichtiger und diskutierter Teil des Hybridsystems ist die Batterie (BBB). Auf toyota Preis 10 Der BBB befindet sich hinter der Rückbank des Autos und nimmt viel Platz ein. Die Hochvoltbatterie ist ebenso wie der Wechselrichter nicht weniger teuer. Aber die Batterie kann nicht wie jedes andere Teil des Autos auf einmal kaputt gehen. Vvb wird von PANASONIC hergestellt und besteht aus DC-Elementen. Es gibt unterschiedliche Anzahlen von ihnen in verschiedenen Modellen. Sie unterscheiden sich auch im Aussehen. Auf Toyota Prius 10 Die Batterie besteht aus sogenannten Bambussen. Es gibt 40 davon. Wenn eines der Elemente die erforderliche Spannung nicht mehr hält, erkennt dies die elektronische Steuereinheit und gibt ein rotes Dreieck auf der Informationstafel aus. Gleichzeitig wird der Fahrer die Änderung der Betriebseigenschaften nicht spüren. Sie müssen nur das beschädigte Element ersetzen. Wenn das defekte Batterieelement nicht ersetzt wird, beginnt es, den Rest der Batterie zu verschwenden. Der Betrieb in diesem Modus führt zum Ausfall anderer Batterien. Und wenn der Akku nicht repariert ist, dann können Sie zum kompletten Austausch des BBB fahren. Zum Beispiel kostet eine neue Batterie etwa 300 tr. Auf Preis 10 erste Generation TOYOTA gab 10 Jahre Garantie auf den Akku. In modernen Hybridfahrzeugen wird auf die WWB-Elemente eine Garantie über die gesamte Fahrzeuglebensdauer gewährt. Im Auto Preis 10 die Instrumententafel ist eher ungewöhnlich angeordnet. Es gibt keinen Drehzahlmesser (Motordrehzahlanzeige), keinen Kühlmitteltemperatursensor. In der Tat, wenn Sie ein Auto als Transportmittel behandeln, werden sie nicht benötigt. Auf der elektronischen Platine, die sich in der Mitte befindet, werden nur die wichtigsten Informationen angezeigt: Tachometer (Geschwindigkeitsanzeige), Kilometerzähler (Fahrzeugkilometeranzeige), Anzeige der verbleibenden Kraftstoffmenge im Tank, Bewegungsauswahlanzeige (PRNDB ) und die READY-Anzeige, die die Bewegungsbereitschaft anzeigt ... Ebenfalls in der Mitte der Frontplatte befindet sich ein Multidisplay, das verschiedene Informationen von der Motordiagnose bis zur Soundsystemsteuerung anzeigt. Wenn das Steuergerät Toyota Prius 10 ein Problem im Auto findet, leuchtet das entsprechende Symbol auf dem Bildschirm auf, begleitet von einem Summer, und es spielt keine Rolle, was Ihr Display macht. Der Wählhebel befindet sich links neben dem Lenkrad. Es gibt nur zwei Gänge: vorwärts und rückwärts. Außerdem gibt es den „B“-Modus, der dazu dient, eine Überhitzung der Bremsbeläge bei einer langen Abfahrt vom Berg zu verhindern. Prius 10 hat zwei Airbags. Die Prius-Klimaautomatik hat zwei Modi. Der erste wird mit Strom betrieben und erhöht bei Verwendung den Kraftstoffverbrauch nicht wie herkömmliche Autos. Der zweite muss bei sehr heißem Wetter verwendet werden, da beim Einschalten eine maximale Kühlung auftritt, der Benzinmotor jedoch nicht gleichzeitig abwürgt und den Kraftstoffverbrauch erhöht.
Salon
Das neue Auto zeichnete sich für seine Klasse durch eine hervorragende Aerodynamik aus, die einen Koeffizienten von 0,3 aufwies. Das außergewöhnliche Erscheinungsbild wurde durch eine nicht minder originelle Innenausstattung ergänzt.
Innenraum des Toyota Prius der ersten Generation
Ein Merkmal der Sitze war ihre hohe Lage (im Vergleich zu anderen Limousinen). Dank dieser Innovation hat sich die Sicht verbessert, das Ein- und Aussteigen für Fahrer und Passagiere ist einfacher geworden.
Neben den Fahrer- und Beifahrerairbags schützten Sicherheitsgurte mit Gurtstraffern und Kraftbegrenzern sowie Kopfstützen, die bei einem Heckaufprall vor Nackenverletzungen schützen, bei einem Unfall. Bei der Erstellung einer Stahlkarosserie wurden die neuesten Errungenschaften im Bereich der passiven Sicherheit berücksichtigt.
Das Armaturenbrett in der Kabine 10 befand sich direkt unter der Windschutzscheibe, wodurch der Fahrer das Auto konzentrierter steuern und sowohl die Leistung als auch die Straßensituation überwachen konnte. Die Mittelkonsole war mit einem Touchscreen ausgestattet, auf dem neben dem Zustand der Musikanlage auch das Fahrbedienungsschema sichtbar war.
Der imposante Automatikgetriebehebel befand sich an der Lenksäule und war nicht direkt mit dem Getriebe verbunden. Seine Aufgabe bestand darin, Signale an das Steuergerät zu senden, das für den Betrieb des Antriebsstrangsystems zuständig war. Neben den Standardstellungen des Hebels (P, N, D, R) gab es einen speziellen Bremsmodus B (Brake), bei dem der Elektromotor zum Einsatz kam.
Ausrüstung
Die zugänglichste Version 10 hatte bereits:
- Glas mit UV-Schutz;
- Fernbedienung des Schlosses;
- 2. Airbags;
- Klimaanlage.
In der teuersten Version erhielt der Käufer außerdem eine Lederausstattung, einen CD-Player und eine Navigation.
Triebwerk
Das Kraftwerk des Prius 10 wurde durch Benzin repräsentiert, dessen Arbeit nach dem Atkison-Zyklus (hoher Wirkungsgrad in einem relativ kleinen Drehzahlbereich) verrichtet wurde. Die Schubkraft konnte mit einem 30 kW Synchron-Elektromotor erhöht werden. Zusammen mit Generator und Stromwandler befanden sich diese Elemente unter der Haube des Toyota-Hybrids.
Die Batterie, hergestellt von Panasonic, befand sich ursprünglich hinter den Rücksitzen (aufrecht). Die Aufgabe des Wechselrichters bestand darin, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln (und umgekehrt) sowie die Spannung auf die für Autoelektrogeräte erforderlichen 13,8 V abzusenken.
Das Planetengetriebe war der zentrale Teil des Antriebs und vereinte die wesentlichen Elemente der Hybridanlage. Beim Prius 10 gab es überhaupt keinen Anlasser, da der Generator seine Rolle übernahm.
Der Benzintank befand sich unter dem Rücksitz und war ein elastischer Behälter, der sich beim Befüllen mit Kraftstoff aufblähte. Minimaler Kontakt des Benzins mit der Umwelt, fast völlig fehlende Verdunstung gehörten zum Konzept der Umweltfreundlichkeit, das die Grundlage des ersten Serienhybrids von Toyota bildete.
Technische Eigenschaften
Der XW10 hatte gute technische Eigenschaften und stieß beim ersten Test (nur beim ersten!) auf begeisterte Resonanz bei Experten und Journalisten.
Abmessungen (Bearbeiten)
Der Prius 10 hatte die folgenden Eigenschaften:
- Körpermaße (mm) - Länge (4275), Breite (1695) und Höhe (1490);
- Abmessungen einer fünfsitzigen Kabine mit zwei Sitzreihen - Länge (1850), Breite (1400) und Höhe (1250);
- Abstand - 140 mm;
- Radstand - 2550 mm;
- Wenderadius (Minimum) - 4,7 m;
- Tankvolumen - 50 l (gefüllt).
Parameter des Hybridantriebsstrangs
Das Kraftwerk des XW10 Hybrid hatte folgende Parameter:
- Hubraum des Markenmotors 1NX-FXE - 1497 ccm (1,5 l);
- Drehmoment - 102 N * m (10 kg * m) bei 4000 U / min;
- Leistung - 58 PS (43 kW) bei 4000 U/min;
- Verbrauch - 3,6 Liter pro 100 km;
- das Drehmoment des Elektromotors beträgt 305 Nm.
Die gemeinsame Arbeit von Verbrennungsmotor und Elektromotor, verbunden mit einer guten Aerodynamik der Karosserie, bewies souveräne Beschleunigung. Für eine längere Beschleunigung reichte die Batterieladung jedoch nicht aus - auf dem Armaturenbrett erschien eine Schildkröte, die auf die Notwendigkeit hinwies, die Geschwindigkeit zu reduzieren.
Neugestaltung
Der XW10 ist das erste Hybridautomodell. Anschließend wurde es erfolgreich aktualisiert.
Nach der Neugestaltung im Jahr 2000 wurde der Prius XW10 in Europa und den USA verkauft.
Bei Toyota Prius Hybriden, die im Jahr 2000 produziert wurden, erschienen neben dem äußeren Karosserie-Update (neue Stoßfänger und Beleuchtung sowie ein am Kofferraum montierter Heckflügel) auch in die Rücksitze eingebaute Luken. Dank ihnen ist es einfacher geworden, sperrige Gegenstände zu transportieren.
Auch der Toyota Prius 11 wurde leistungsstärker, der Benziner leistete 72 PS und die Leistung des Elektromotors betrug 33 kW. Die entscheidende Rolle spielten auch kompakte Batterien (sie nahmen um 40% ab), die horizontal angeordnet wurden.
Für die Umwelt sorgen
Die Umweltfreundlichkeit des japanischen Prius 10 Hybrids wurde durch die Reduzierung von Emissionen durch den Einsatz von Leichtpolymeren im Hinblick auf das Recycling sichergestellt, die die Entsorgung von Altautos vereinfachen. Die Karosserien der Gebrauchtwagen wurden restauriert oder entsorgt. Toyota führte sogar ein Sammel- und Recyclingprogramm für Batterien durch.
In Bezug auf die Emissionen betrug ihr Niveau nur 10% der von der japanischen Gesetzgebung festgelegten Werte. Für Australiens Umweltvorschriften lagen die Werte noch niedriger. Auch der niedrige Kraftstoffverbrauch trug zur Reduzierung der CO2-Emissionen (Kohlendioxid) bei.
Toyota Prius Fahrzeugbetrieb in verschiedenen Fahrmodi
Vergleichsdaten von Prius Autos verschiedener Modelljahre
Verbrennungsmotor Toyota Prius
Toyota Prius hat einen für ein Auto mit 1300 kg ungewöhnlich kleinen Verbrennungsmotor (ICE) mit einem Volumen von 1497 cm ". Dies wird durch das Vorhandensein von Elektromotoren und einer Batterie ermöglicht, die dem ICE helfen, wenn mehr Leistung benötigt wird an einem steilen Hang, daher arbeitet es fast immer mit niedriger Effizienz (Effizienz). Bei der 30. Karosserie wird ein anderer Motor verwendet, 2ZR-FXE, mit einem Volumen von 1,8 Litern. Da das Auto nicht an das Stadtnetz angeschlossen werden kann (was von japanischen Ingenieuren in naher Zukunft geplant ist), gibt es keine andere langfristige Energiequelle und dieser Motor muss Energie liefern, um die Batterie aufzuladen, das Auto zu bewegen und zusätzliche Verbraucher wie Klimaanlage, elektrische Heizung, Audio usw. .d. Toyota-Bezeichnung für Motor Prius - 1NZ-FXE. Der Prototyp dieses Motors ist der 1NZ-FE-Motor, der in Yaris, Bb, Fun Cargo ", Platz Autos eingebaut wurde. Das Design vieler Teile der 1NZ-FE- und 1NZ-FXE-Motoren ist gleich. Zum Beispiel die Zylinderblöcke von Bb, Fun Cargo, Platz und Prius 11 Der 1NZ-FXE-Motor verwendet jedoch ein anderes Gemischbildungsschema und dementsprechend gibt es konstruktive Unterschiede: Der 1NZ-FXE-Motor implementiert den Atkinson-Zyklus, während der 1NZ-FE-Motor verwendet den herkömmlichen Otto-Zyklus.
Bei einem Ottomotor tritt während des Ansaugvorgangs das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylinder ein. Allerdings ist der Druck im Ansaugkrümmer niedriger als im Zylinder (da der Durchfluss durch die Drosselklappe gesteuert wird), und daher übernimmt der Kolben die zusätzliche Arbeit des Ansaugens des Luft-Kraftstoff-Gemischs und fungiert als Kompressor. Das Einlassventil schließt nahe dem unteren Totpunkt. Das Gemisch im Zylinder wird komprimiert und gezündet, sobald der Funke angelegt wird. Im Gegensatz dazu schließt der Atkinson-Zyklus das Einlassventil nicht am unteren Totpunkt, sondern lässt es offen, wenn der Kolben zu steigen beginnt. Ein Teil des Luft-Kraftstoff-Gemischs wird in den Ansaugkrümmer gedrückt und in einem anderen Zylinder verwendet. Dadurch werden Pumpverluste gegenüber dem Otto-Zyklus reduziert. Da das Volumen des verdichteten und verbrannten Gemisches verringert wird, sinkt auch der Druck bei der Verdichtung mit einem solchen Gemischbildungsschema, was es ermöglicht, das Verdichtungsverhältnis ohne Klopfgefahr auf 13 zu erhöhen. Eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses erhöht die thermische Effizienz. All diese Maßnahmen tragen zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und Umweltfreundlichkeit des Motors bei. Die Kosten sind eine Verringerung der Motorleistung. Der 1NZ-FE-Motor hat also eine Leistung von 109 PS und der 1NZ-FXE-Motor hat 77 PS.
Motor / Generatoren Toyota Prius
Toyota Prius hat zwei Elektromotoren / Generatoren. Sie sind im Design sehr ähnlich, unterscheiden sich jedoch in der Größe. Beide sind dreiphasige Permanentmagnet-Synchronmotoren. Der Name ist komplizierter als das Design selbst. Der Rotor (der sich drehende Teil) ist ein großer, starker Magnet und hat keine elektrischen Anschlüsse. Der Stator (der stationäre Teil, der an der Karosserie des Autos befestigt ist) enthält drei Wicklungssätze. Wenn Strom in einer bestimmten Richtung durch einen Wicklungssatz fließt, interagiert der Rotor (Magnet) mit dem Magnetfeld der Wicklung und wird in eine bestimmte Position gebracht. Indem Sie nacheinander Strom durch jeden Wicklungssatz leiten, zuerst in eine Richtung und dann in eine andere, können Sie den Rotor von einer Position zur nächsten bewegen und ihn so drehen lassen. Dies ist natürlich eine vereinfachte Erklärung, aber es zeigt das Wesen dieses Motortyps. Wird der Rotor durch eine äußere Kraft gedreht, fließt nacheinander elektrischer Strom in jedem Wicklungssatz und kann zum Laden einer Batterie oder zum Antrieb eines anderen Motors verwendet werden. Somit kann eine Vorrichtung ein Motor oder ein Generator sein, abhängig davon, ob Strom durch die Wicklungen geleitet wird, um die Rotormagnete anzuziehen, oder Strom freigesetzt wird, wenn eine äußere Kraft den Rotor dreht. Dies ist noch einfacher, dient aber der Tiefe der Erklärung.
Motor / Generator 1 (MG1) ist mit dem Sonnenrad der Leistungsverteilungsvorrichtung (PSD) verbunden. Er ist der kleinere der beiden und hat eine maximale Leistung von ca. 18 kW. Üblicherweise startet er den Verbrennungsmotor und regelt die Drehzahl des Verbrennungsmotors durch Änderung der erzeugten Strommenge. Motor/Generator 2 (MG2) ist mit dem Hohlrad des Planetengetriebes (Kraftverteilungseinrichtung) und dann über ein Getriebe mit den Rädern verbunden. Daher fährt er das Auto direkt. Er ist der größere der beiden Motorgeneratoren und hat eine maximale Leistung von 33 kW (50 kW beim Prius NHW-20). MG2 wird manchmal als "Traktionsmotor" bezeichnet und seine übliche Rolle besteht darin, ein Fahrzeug als Motor anzutreiben oder Bremsenergie als Generator zurückzugeben. Beide Motoren/Generatoren werden mit Frostschutzmittel gekühlt.
Wechselrichter Toyota Prius
Da die Motoren/Generatoren mit dreiphasigem Wechselstrom betrieben werden und die Batterie wie alle Batterien Gleichstrom erzeugt, wird eine Art Gerät benötigt, um eine Stromart in eine andere umzuwandeln. Jeder MG hat einen "Wechselrichter", der diese Funktion ausführt. Der Umrichter lernt die Rotorposition von einem Sensor an der MG-Welle und steuert den Strom in den Motorwicklungen, um den Motor mit der erforderlichen Drehzahl und dem erforderlichen Drehmoment zu halten. Der Wechselrichter ändert den Strom in der Wicklung, wenn der Magnetpol des Rotors diese Wicklung passiert und zur nächsten übergeht. Außerdem legt der Wechselrichter die Batteriespannung an die Wicklungen an und schaltet diese dann sehr schnell (mit hoher Frequenz) wieder ab, um den mittleren Strom und damit das Drehmoment zu verändern. Durch die Nutzung der "Selbstinduktivität" der Motorwicklungen (eine Eigenschaft elektrischer Spulen, die Stromänderungen widerstehen) kann der Wechselrichter tatsächlich mehr Strom durch die Wicklung leiten, als er aus der Batterie zieht. Es funktioniert nur, wenn die Spannung an den Wicklungen geringer ist als die Batteriespannung, daher wird Energie gespart. Da jedoch der Wert des Stroms durch die Wicklung das Drehmoment bestimmt, kann mit diesem Strom bei niedrigen Drehzahlen ein sehr hohes Drehmoment erreicht werden. Bis ca. 11 km/h ist der MG2 in der Lage 350 Nm Drehmoment (400 Im beim Prius NHW-20) am Getriebe zu erzeugen. Aus diesem Grund kann das Auto ohne Verwendung des Getriebes, das normalerweise das Drehmoment des Verbrennungsmotors erhöht, mit einer akzeptablen Beschleunigung starten. Bei Kurzschluss oder Überhitzung schaltet der Wechselrichter den Hochspannungsteil der Maschine ab. Im gleichen Block mit dem Wechselrichter befindet sich auch ein Wandler, der die Umwandlung von Wechselspannung in direkte -13,8 Volt umkehren soll. Um ein wenig von der Theorie abzuweichen, ein wenig Praxis: Der Wechselrichter wird wie Motorgeneratoren von einem unabhängigen Kühlsystem gekühlt. Dieses Kühlsystem wird von einer elektrischen Pumpe angetrieben. Wenn sich diese Pumpe am 10. Körper einschaltet, wenn die Temperatur im Hybridkühlkreislauf etwa 48 ° C erreicht, wird auf dem 11. und 20. Körper ein anderer Algorithmus für den Betrieb dieser Pumpe angewendet: Seien Sie mindestens -40 ° C "über Bord". Grad, die Pumpe beginnt ihre Arbeit bereits beim Einschalten der Zündung. Dementsprechend sind die Ressourcen dieser Pumpen sehr, sehr begrenzt. Was passiert, wenn die Pumpe blockiert oder durchbrennt: Frostschutzmittel steigt nach den Gesetzen der Physik unter Erwärmung von MG (insbesondere MG2) in den Wechselrichter auf. Und im Wechselrichter muss es die Leistungstransistoren kühlen, die sich unter Last stark erwärmen. Das Ergebnis ist ihr Scheitern, d.h. Der häufigste Fehler an der 11er Karosserie: P3125 - Störung des Wechselrichters aufgrund einer durchgebrannten Pumpe. Wenn in diesem Fall die Leistungstransistoren einem solchen Test standhalten, brennt die MG2-Wicklung durch. Dies ist ein weiterer häufiger Fehler bei Körper 11: P3109. Beim 20er Gehäuse haben japanische Ingenieure die Pumpe verbessert: Jetzt dreht sich der Rotor (Laufrad) nicht in der horizontalen Ebene, wo die gesamte Last auf ein Stützlager geht, sondern in der vertikalen, wo die Last gleichmäßig auf 2 Lager verteilt wird . Leider fügte dies wenig Zuverlässigkeit hinzu. Allein im April-Mai 2009 wurden in unserer Werkstatt 6 Pumpen an 20 Aufbauten ausgetauscht. Praktische Ratschläge für Besitzer von 11 und 20 Prius: Machen Sie es zur Regel, die Motorhaube mindestens alle 2-3 Tage für 15-20 Sekunden zu öffnen, wenn die Zündung eingeschaltet ist oder das Auto läuft. Sie sehen sofort die Bewegung des Frostschutzmittels im Ausgleichsbehälter des Hybridsystems. Danach können Sie sicher fahren. Wenn die Bewegung des Frostschutzmittels nicht vorhanden ist, können Sie nicht mit dem Auto fahren!
Toyota Prius Hochvoltbatterie
Hochspannungsbatterie(abgekürzt VVB Toyota Prius Das Gehäuse des Prius 10 besteht aus 240 Zellen mit einer Nennspannung von 1,2 V, sehr ähnlich einem Taschenlampen-Akku der Größe D, in 6 Stück zusammengefasst, in den sogenannten "Bambus" (es gibt eine leichte Ähnlichkeit im Aussehen). "Bambus" sind in 20 Stück in 2 Kisten verbaut. Die Gesamtnennspannung der VVB beträgt 288 V. Die Betriebsspannung schwankt im Leerlauf von 320 auf 340 V. Sinkt die Spannung in der VVB auf 288 V, wird der ICE-Start unmöglich. Auf dem Display leuchtet das Batteriesymbol mit dem Symbol "288" auf. Zum Starten des Verbrennungsmotors nutzten die Japaner in der 10. Karosserie einen serienmäßigen Lader, der vom Kofferraum aus zugänglich ist. Häufig gestellte Fragen, wie man es benutzt? Die Antwort lautet: Zunächst wiederhole ich, dass es nur verwendet werden kann, wenn das Symbol "288" auf dem Display leuchtet. Andernfalls hören Sie beim Drücken der Taste "START" nur ein unangenehmes Quietschen und die rote "Fehler"-Leuchte leuchtet auf. Zweitens: Sie müssen einen "Spender" an die Pole einer kleinen Batterie anschließen, dh. entweder ein Ladegerät oder eine gut geladene leistungsstarke Batterie (aber keinesfalls ein Starter!). Danach bei ausgeschalteter Zündung die Taste „START“ für mindestens 3 Sekunden drücken. Wenn das grüne Licht aufleuchtet, beginnt der VVB mit dem Aufladen. Es wird automatisch in 1-5 Minuten beendet. Diese Ladung reicht völlig für 2-3 Starts des Verbrennungsmotors, danach wird die VVB vom Konverter geladen. Wenn 2-3 Starts nicht zum Start des Verbrennungsmotors führten (und gleichzeitig sollte "READY" auf dem Display nicht blinken, sondern stetig brennen), dann ist es notwendig, nutzlose Starts zu stoppen und nach der Ursache zu suchen der Fehlfunktion. Im 11. Körper besteht die VVB aus 228 Elementen je 1,2 V, zusammengefasst in 38 Baugruppen zu 6 Elementen, mit einer Gesamtnennspannung von 273,6 V.
Die gesamte Batterie ist hinter der Rückbank verbaut. Gleichzeitig sind die Elemente nicht mehr orange „Bambus“, sondern flache Module in grauen Kunststoffgehäusen. Der maximale Batteriestrom beträgt 80 A beim Entladen und 50 A beim Laden. Die Nennkapazität der Batterie beträgt 6,5 Ah, die Fahrzeugelektronik lässt jedoch nur 40% dieser Kapazität zur Verlängerung der Batterielebensdauer zu. Der Ladezustand kann sich nur zwischen 35 % und 90 % der vollen Nennladung ändern. Wenn wir die Spannung der Batterie und ihre Kapazität multiplizieren, erhalten wir die nominale Energiereserve - 6,4 MJ (Megajoule) und die verbrauchte Reserve - 2,56 MJ. Diese Energie reicht aus, um Auto, Fahrer und Beifahrer viermal auf bis zu 108 km/h (ohne Hilfe des Verbrennungsmotors) zu beschleunigen. Um diese Energiemenge zu erzeugen, würde ein Verbrennungsmotor etwa 230 Milliliter Benzin benötigen. (Diese Zahlen dienen nur als Orientierung für die gespeicherte Energie in der Batterie.) Das Auto kann nicht ohne Kraftstoff gefahren werden, selbst wenn es bei einer langen Abfahrt mit 90% voller Nennladung beginnt. Die meiste Zeit haben Sie etwa 1 MJ nutzbare Batterieleistung. Viele VVB werden repariert, sobald dem Besitzer das Benzin ausgeht (das Symbol "Check Engine" und ein Dreieck mit einem Ausrufezeichen leuchten auf dem Display), aber der Besitzer versucht, bis zum Tanken "durchzuhalten". Nach dem Spannungsabfall an den Elementen unter 3 V "sterben sie". Bei der 20er-Karosserie gingen japanische Ingenieure den anderen Weg, um die Leistung zu steigern: Sie reduzierten die Anzahl der Elemente auf 168, d.h. 28 Module übrig. Für den Einsatz im Wechselrichter wird die Batteriespannung jedoch mit einem speziellen -Booster-Gerät auf 500V angehoben. Eine Erhöhung der MG2-Nennspannung im Gehäuse des NHW-20 ermöglichte eine Leistungssteigerung auf bis zu 50 kW, ohne die Abmessungen zu ändern.
Der Prius hat auch eine Hilfsbatterie. Dies ist eine 12-Volt-Blei-Säure-Batterie mit 28 Amperestunden, die sich auf der linken Seite des Kofferraums befindet (in der 20er-Box - rechts). Sein Zweck besteht darin, die Elektronik und das Zubehör mit Strom zu versorgen, wenn das Hybridsystem ausgeschaltet ist und das Hauptrelais der Hochspannungsbatterie ausgeschaltet ist. Im Betrieb des Hybridsystems ist die 12-Volt-Quelle ein DC/DC-Wandler vom Hochvoltsystem auf 12V DC, der bei Bedarf auch die Zusatzbatterie nachlädt. Die Hauptsteuergeräte kommunizieren über den internen CAN-Bus. Die übrigen Systeme kommunizieren über das interne Body Electronics Area Network. Der VVB verfügt auch über eine eigene Steuereinheit, die die Temperatur der Elemente, die Spannung an ihnen, den Innenwiderstand überwacht und auch den im VVB eingebauten Lüfter steuert. Auf dem 10. Körper befinden sich 8 Temperatursensoren, bei denen es sich um Thermistoren handelt, auf den "Bambus" selbst und 1 - ein allgemeiner Sensor zur Steuerung der Lufttemperatur des VVB. Auf dem 11. Körper -4 +1 und auf dem 20-m-3 + 1.
Stromverteilungsgerät Toyota Prius
Das Drehmoment und die Energie des Verbrennungsmotors und der Motoren/Generatoren werden durch ein Planetengetriebe, das von Toyota als Power Split Device (PSD) bezeichnet wird, kombiniert und verteilt. Obwohl es nicht schwer herzustellen ist, ist dieses Gerät ziemlich schwer zu verstehen und noch schwieriger, alle Betriebsmodi des Antriebs im vollständigen Kontext zu betrachten. Daher werden wir der Diskussion des Stromverteilungsgeräts mehrere andere Themen widmen. Kurz gesagt, es ermöglicht dem Prius, gleichzeitig sowohl im sequentiellen als auch im parallelen Hybridbetriebsmodus zu arbeiten und einige der Vorteile jedes Modus zu nutzen. Der ICE kann die Räder direkt (mechanisch) über den PSD drehen. Gleichzeitig kann dem Verbrennungsmotor eine variable Energiemenge entnommen und in Strom umgewandelt werden. Es kann eine Batterie laden oder auf einen der Motoren / Generatoren übertragen werden, um die Räder zu drehen. Die Flexibilität dieser mechanisch-elektrischen Leistungsverteilung ermöglicht es dem Prius, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern und die Emissionen während der Fahrt zu kontrollieren, was mit der engen mechanischen Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor und den Rädern wie bei einem Parallelhybrid nicht möglich ist, jedoch ohne die Verluste elektrischer Energie, wie bei einem Reihenhybrid. Dem Prius wird oft nachgesagt, dass er ein CVT (Continue Variable Transmission) hat, ein stufenloses oder "kontinuierlich variables" Getriebe, das die PSD-Leistungsverteilungsvorrichtung ist. Ein konventionelles stufenloses Getriebe funktioniert jedoch genauso wie ein normales Getriebe, außer dass die Übersetzung stufenlos (weich) und nicht in einem kleinen Bereich von Stufen (erster Gang, zweiter Gang usw.) geändert werden kann. Etwas später werden wir uns ansehen, wie sich PSD von einem herkömmlichen stufenlosen Getriebe unterscheidet, d.h. Variator.
Normalerweise die am häufigsten gestellte Frage zur "Box" eines Prius: Welche Art von Öl wird dort eingefüllt, wie viel Volumen und wie oft muss es gewechselt werden. Sehr oft herrscht unter Autoservice-Mitarbeitern ein solches Missverständnis: Da kein Ölmessstab in der Kruste ist, muss das Öl dort überhaupt nicht gewechselt werden. Dieses Missverständnis hat zum Tod von mehr als einer Kiste geführt.
10 Körper: Arbeitsflüssigkeit T-4 - 3,8 Liter.
11 Körper: Arbeitsflüssigkeit T-4 - 4,6 Liter.
20 Körper: Arbeitsflüssigkeit ATF WS - 3,8 Liter. Austauschzeitraum: nach 40.000 km. Nach japanischen Begriffen wird das Öl alle 80.000 km gewechselt, aber bei besonders schwierigen Betriebsbedingungen (und die Japaner führen den Betrieb von Autos in Russland auf diese besonders schwierigen Bedingungen zurück - und wir sind mit ihnen solidarisch) sollte das Öl gewechselt werden 2 mal öfter.
Ich erzähle Ihnen von den wichtigsten Unterschieden in der Pflege von Boxen, d.h. über den Ölwechsel. Wenn Sie beim 20. Körper zum Ölwechsel nur die Ablassschraube herausschrauben und nach dem Ablassen des alten Öls neues Öl einfüllen müssen, ist dies beim 10. und 11. Körper nicht so einfach. Die Ölwanne dieser Maschinen ist so konstruiert, dass beim Herausdrehen der Ablassschraube nur ein Teil des Öls abläuft und nicht der schmutzigste. Und 300-400 Gramm des schmutzigsten Öls mit anderen Ablagerungen (Dichtungsstücke, Verschleißprodukte) bleiben in der Pfanne. Um das Öl zu wechseln, ist es daher erforderlich, die Kastenwanne zu entfernen und nach dem Ausgießen des Schmutzes und der Reinigung wieder einzusetzen. Beim Entfernen der Palette erhalten wir einen weiteren zusätzlichen Bonus - wir können den Zustand der Kiste anhand der Verschleißprodukte in der Palette diagnostizieren. Das Schlimmste für den Besitzer ist, wenn er am Boden der Palette gelbe (bronze) Späne sieht. Eine solche Kiste hat nicht lange zu leben. Die Pfannendichtung ist aus Kork, und wenn die Löcher keine ovale Form angenommen haben, kann sie ohne Dichtungsmittel wiederverwendet werden! Die Hauptsache bei der Installation der Palette ist, die Schrauben nicht zu fest anzuziehen, um die Dichtung nicht mit der Palette zu schneiden. Was sonst noch am Getriebe interessant ist: Der Einsatz eines Kettenantriebs ist eher ungewöhnlich, aber alle gewöhnlichen Autos haben Untersetzungsgetriebe zwischen Motor und Achsen. Ihr Zweck besteht darin, den Motor schneller drehen zu lassen als die Räder und auch das vom Motor erzeugte Drehmoment auf mehr Drehmoment an den Rädern zu erhöhen. Die Verhältnisse, mit denen die Drehzahl reduziert und das Drehmoment erhöht wird, sind aufgrund des Energieerhaltungssatzes zwangsläufig gleich (Reibungsvernachlässigung). Die Übersetzung wird als "Gesamtübersetzungsverhältnis" bezeichnet. Die Gesamtübersetzung des 11. Prius beträgt 3,905. Es stellt sich so heraus:
Ein Ritzel mit 39 Zähnen auf der PSD-Abtriebswelle treibt ein Ritzel mit 36 Zähnen auf der ersten Vorgelegewelle über eine geräuscharme Kette (sogenannte Morsekette) an.
Das 30er Zahnrad der ersten Vorgelegewelle ist gekoppelt und treibt das 44er Zahnrad der zweiten Vorgelegewelle an.
Ein 26-Zahn-Zahnrad auf der zweiten Vorgelegewelle ist gekoppelt und treibt ein 75-Zahn-Zahnrad am Differenzialeingang an.
Der Wert des Differenzialausgangs zu den beiden Rädern ist der gleiche wie der Differenzialeingang (sie sind tatsächlich identisch, außer bei Kurvenfahrt).
Wenn wir eine einfache arithmetische Operation durchführen: (36/39) * (44/30) * (75/26) erhalten wir (auf vier signifikante Stellen) eine Gesamtübersetzung von 3,905.
Warum wird ein Kettenantrieb verwendet? Denn es vermeidet die Axialkraft (entlang der Achse der Welle gerichtete Kraft), die bei herkömmlichen Schrägverzahnungen in Kraftfahrzeuggetrieben auftreten würde. Dies könnte auch durch den Einsatz von Stirnrädern vermieden werden, die jedoch Geräusche erzeugen. Axialschub ist bei Vorgelegewellen kein Problem und kann durch Kegelrollenlager ausgeglichen werden. Dies ist bei der PSD-Abtriebswelle jedoch nicht so einfach. Am Prius-Differential, den Achsen und den Rädern ist nichts Ungewöhnliches. Wie bei einem normalen Auto ermöglicht das Differenzial, dass sich die inneren und äußeren Räder bei Kurvenfahrten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Die Achsen übertragen das Drehmoment vom Differential auf die Radnabe und greifen in ein Gelenk ein, das es den Rädern ermöglicht, sich der Federung nach oben und unten zu bewegen. Die Räder bestehen aus einer leichten Aluminiumlegierung und sind mit Hochdruckreifen mit geringem Rollwiderstand ausgestattet. Die Reifen haben einen Abrollradius von ca. 11,1 Zoll, was bedeutet, dass das Auto pro Radumdrehung 1,77 m zurücklegt.Die einzige ungewöhnliche Größe ist die Serienbereifung der Karosserien 10 und 11: 165/65-15. Dies ist eine in Russland eher seltene Größe von Gummi. Viele Verkäufer, sogar in Fachgeschäften, sind ernsthaft davon überzeugt, dass solche Kautschuke in der Natur nicht vorkommen. Meine Empfehlungen: Für russische Verhältnisse ist die am besten geeignete Größe 185/60-15. Beim 20 Prius ist der Gummi überdimensioniert, was sich positiv auf die Haltbarkeit auswirkt. Jetzt noch interessanter: Was fehlt im Prius, was steckt in jedem anderen Auto?
Es gibt kein manuelles Getriebe, kein manuelles Getriebe, keine Automatik – der Prius verwendet keine Stufengetriebe;
Es gibt keine Kupplung oder keinen Transformator - die Räder sind immer starr mit dem Verbrennungsmotor und den Motoren / Generatoren verbunden;
Es gibt keinen Anlasser - der Verbrennungsmotor wird von MG1 über die Gänge in der Kraftverteilungsvorrichtung gestartet;
Es gibt keine Lichtmaschine - Strom wird bei Bedarf von Motoren / Generatoren erzeugt.
Daher ist die konstruktive Komplexität des Prius-Hybridantriebs tatsächlich nicht viel größer als die eines konventionellen Autos. Darüber hinaus weisen neue und unbekannte Teile wie Motoren / Generatoren und PSDs eine höhere Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer auf als einige der Teile, die aus dem Design entfernt wurden.
Fahrzeugbetrieb unter verschiedenen Fahrbedingungen
Toyota Prius Motorstart
Um den Motor zu starten, dreht sich MG1 (mit dem Sonnenrad verbunden) vorwärts mit Strom aus der Hochspannungsbatterie. Steht das Fahrzeug, bleibt auch das Planeten-Hohlrad stehen. Die Drehung des Sonnenrades zwingt daher den Planetenträger zu einer Drehung. Es ist mit dem Verbrennungsmotor (ICE) verbunden und dreht diesen mit 1 / 3,6 der Drehzahl von MG1. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Auto, das den Verbrennungsmotor mit Kraftstoff und Zündung versorgt, wartet der Prius, sobald der Anlasser anfängt, ihn zu drehen, bis der MG1 den Verbrennungsmotor auf etwa 1000 U/min antreibt. Dies geschieht in weniger als einer Sekunde. MG1 ist deutlich leistungsstärker als ein herkömmlicher Anlasser. Um den Verbrennungsmotor mit dieser Drehzahl zu drehen, muss er selbst mit einer Drehzahl von 3600 U/min rotieren. Das Starten des Verbrennungsmotors bei 1000 U/min verursacht für ihn fast keinen Stress, denn das ist die Geschwindigkeit, mit der der Verbrennungsmotor gerne aus eigener Energie fährt. Außerdem zündet der Prius nur ein paar Zylinder. Das Ergebnis ist ein sehr sanfter, geräusch- und ruckfreier Start, der den mit dem Starten herkömmlicher Fahrzeuge verbundenen Verschleiß eliminiert. Gleichzeitig werde ich sofort auf einen häufigen Fehler von Mechanikern und Besitzern aufmerksam machen: Sie rufen mich oft an und fragen, was den Verbrennungsmotor daran hindert, weiter zu arbeiten, warum er 40 Sekunden lang anspringt und dann stehen bleibt. Während das READY-Feld blinkt, funktioniert das ICE NICHT! Es ist MG1, das ihn dreht! Obwohl optisch - das volle Gefühl, den Verbrennungsmotor zu starten, d.h. Der Verbrennungsmotor macht Geräusche, Rauch kommt aus dem Auspuff.
Sobald der ICE begonnen hat, aus eigener Kraft zu laufen, steuert der Computer die Drosselklappenöffnung, um während des Aufwärmens eine geeignete Leerlaufdrehzahl zu erreichen. MG1 wird nicht mehr mit Strom versorgt, und tatsächlich kann MG1 Strom erzeugen und die Batterie aufladen, wenn die Batterie schwach ist. Der Computer formt MG1 einfach als Generator anstelle eines Motors, öffnet die Drosselklappe des Verbrennungsmotors etwas mehr (bis ca. 1200 U/min) und erhält Strom.
Toyota Prius Kaltstart
Wenn Sie einen Prius mit kaltem Motor starten, hat das Aufwärmen von Motor und Katalysator oberste Priorität, um das Abgasmanagementsystem zum Laufen zu bringen. Der Motor läuft einige Minuten, bis dies geschieht (wie lange hängt von den tatsächlichen Motor- und Katalysatortemperaturen ab). Während dieser Zeit werden spezielle Maßnahmen ergriffen, um die Abgase während des Warmlaufs zu kontrollieren, einschließlich der Bewahrung der Abgaskohlenwasserstoffe in einem später gereinigten Absorber und des Betreibens des Motors in einem speziellen Modus.
Warmstart Toyota Priu S
Wenn Sie den Prius mit warmem Motor starten, läuft er kurz und stoppt dann. Die Leerlaufdrehzahl liegt im Bereich von 1000 U/min.
Leider lässt sich das Starten des ICE beim Einschalten nicht verhindern, selbst wenn Sie nur zu einem nahegelegenen Lift fahren möchten. Dies gilt nur für die Organe 10 und 11. Auf Karosserie 20 wird ein anderer Startalgorithmus angewendet: Bremse betätigen und Taste „START“ drücken. Wenn die VVB genügend Energie hat und Sie die Heizung nicht einschalten, um den Fahrgastraum oder die Glasscheibe zu beheizen, startet der Verbrennungsmotor nicht. Lediglich die Aufschrift "READY" (Totob) leuchtet auf, dh das Auto ist VOLLSTÄNDIG fahrbereit. Es genügt, den Joystick (und die Wahl der Modi am 20er Körper erfolgt über den Joystick) auf D oder R . zu schalten Position und löse die Bremse, los geht's!
Der Prius ist immer im direkten Gang. Dies bedeutet, dass der Motor allein nicht das gesamte Drehmoment bereitstellen kann, um das Auto kraftvoll anzutreiben. Das Drehmoment für die anfängliche Beschleunigung wird vom Motor MG2 hinzugefügt, der direkt das Hohlrad des Planetengetriebes dreht, das mit dem Eingang des Getriebes verbunden ist, dessen Ausgang mit den Rädern verbunden ist. Elektromotoren liefern das beste Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und sind damit ideal zum Starten eines Fahrzeugs.
Stellen Sie sich vor, der ICE läuft und das Auto steht, was bedeutet, dass sich MG1 vorwärts dreht. Die Steuerelektronik beginnt, Energie von MG1 zu entnehmen und an MG2 zu übertragen. Wenn Sie nun Energie vom Generator beziehen, muss diese Energie von irgendwoher kommen. Es tritt eine gewisse Kraft auf, die die Drehung der Welle verlangsamt, und etwas, das die Welle dreht, muss dieser Kraft widerstehen, um die Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Um dieser "Generatorlast" zu widerstehen, fährt der Computer den Motor hoch, um zusätzliche Energie hinzuzufügen. So dreht der Verbrennungsmotor den Planetenträger der Planetenräder stärker und der MG1-Generator versucht, die Rotation des Sonnenrades zu verlangsamen. Das Ergebnis ist eine Kraft auf das Hohlrad, die dazu führt, dass es sich dreht und das Auto in Bewegung setzt.
Denken Sie daran, dass in einem Planetengetriebe das ICE-Drehmoment zwischen 72% und 28% zwischen Korona und Sonne aufgeteilt wird. Bis wir das Gaspedal gedrückt haben, hat der ICE nur herumgespielt und kein Drehmoment erzeugt. Jetzt aber ist die Drehzahl gestiegen und 28% des Drehmoments drehen MG1 als Generator. Die anderen 72 % des Drehmoments werden mechanisch auf das Hohlrad und damit auf die Räder übertragen. Während der größte Teil des Drehmoments vom MG2 stammt, überträgt der ICE auf diese Weise tatsächlich Drehmoment auf die Räder.
Jetzt gilt es herauszufinden, wie 28 % des Verbrennungsmotor-Drehmoments, das an MG1 übertragen wird, den Start des Autos so weit wie möglich ankurbeln kann – mit Hilfe von MG2. Dazu müssen wir klar zwischen Drehmoment und Energie unterscheiden. Drehmoment ist eine Rotationskraft, und genau wie bei der geraden Kraft muss keine Energie aufgewendet werden, um die Kraft aufrechtzuerhalten. Angenommen, Sie ziehen mit einer Winde einen Eimer Wasser. Es braucht Energie. Wird die Winde von einem Elektromotor angetrieben, müssten Sie diese mit Strom versorgen. Aber wenn Sie den Eimer angehoben haben, können Sie ihn mit einem Haken oder einer Stange oder etwas anderem einhaken, um ihn aufrecht zu erhalten. Die auf das Seil ausgeübte Kraft (Schaufelgewicht) und das vom Seil auf die Windentrommel übertragene Drehmoment verschwanden nicht. Da sich die Kraft jedoch nicht bewegt, findet keine Energieübertragung statt und die Situation ist ohne Energie stabil. Auch wenn das Fahrzeug steht, obwohl 72 % des Drehmoments des Verbrennungsmotors auf die Räder übertragen werden, gibt es keinen Energiefluss in diese Richtung, da sich das Hohlrad nicht dreht. Das Sonnenrad hingegen dreht sich schnell und erhält zwar nur 28 % des Drehmoments, erzeugt aber viel Strom. Diese Argumentation zeigt, dass die Aufgabe des MG2 darin besteht, Drehmoment auf den Eingang eines mechanischen Getriebes aufzubringen, das nicht viel Leistung benötigt. Durch die Motorwicklungen muss viel Strom fließen, um den elektrischen Widerstand zu überwinden, und diese Energie geht als Wärme verloren. Aber wenn das Auto langsam fährt, kommt diese Energie vom MG1. Wenn sich das Auto in Bewegung setzt und Geschwindigkeit aufnimmt, dreht sich MG1 langsamer und produziert weniger Leistung. Allerdings kann der Computer den Verbrennungsmotor ein wenig beschleunigen. Jetzt kommt mehr Drehmoment aus dem Verbrennungsmotor und da mehr Drehmoment auch durch das Sonnenrad MG1 passieren muss kann MG1 die Stromerzeugung hoch halten. Die reduzierte Drehzahl wird durch eine Drehmomenterhöhung ausgeglichen.
Wir haben es vermieden, die Batterie bis jetzt zu erwähnen, um zu verdeutlichen, wie unnötig es ist, das Auto in Bewegung zu setzen. Die meisten Starts sind jedoch das Ergebnis der Aktionen des Computers, der Strom von der Batterie direkt zum MG2 überträgt.
Bei langsamer Fahrt gibt es Geschwindigkeitsbegrenzungen für den Verbrennungsmotor. Dies liegt an der Notwendigkeit, Schäden am MG1 zu verhindern, das sich sehr schnell drehen muss. Dies begrenzt die vom ICE erzeugte Energiemenge. Außerdem wäre es für den Fahrer unangenehm zu hören, dass der Verbrennungsmotor für einen sanften Start zu hochdreht. Je stärker Sie das Gaspedal durchtreten, desto mehr dreht der Verbrennungsmotor auf, aber auch mehr Energie wird der Batterie entzogen. Wird das Pedal bis zum Boden abgesenkt, kommen bei einer Geschwindigkeit von ca. 40 km/h ca. 40 % der Energie aus der Batterie und 60 % aus dem Verbrennungsmotor. Wenn das Auto beschleunigt und gleichzeitig die Motordrehzahl ansteigt, liefert es die meiste Energie und erreicht bei 96 km / h etwa 75%, wenn Sie das Pedal noch bis zum Boden drücken. Zur Energie des Verbrennungsmotors gehört bekanntlich auch das, was vom Generator MG1 entnommen und in Form von Elektrizität an den Motor MG2 übertragen wird. Bei 96 km/h bringt der MG2 tatsächlich mehr Drehmoment und damit mehr Kraft an die Räder, als über das Planetengetriebe vom ICE geliefert wird. Der meiste Strom kommt aber vom MG1 und damit indirekt vom Verbrennungsmotor und nicht von der Batterie.
Beschleunigung und bergauf Toyota Prius
Wenn mehr Leistung benötigt wird, erzeugen ICE und MG2 gemeinsam ein Drehmoment, um das Fahrzeug ähnlich wie oben für den Fahrstart beschrieben anzutreiben. Mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit wird das Drehmoment, das der MG2 liefern kann, reduziert, da er an seiner 33-kW-Grenze zu arbeiten beginnt. Je schneller es sich dreht, desto weniger Drehmoment kann es bei dieser Leistung liefern. Glücklicherweise entspricht dies den Erwartungen des Fahrers. Beim Beschleunigen eines normalen Autos schaltet das Stufengetriebe in einen höheren Gang und das Drehmoment an der Achse wird reduziert, damit der Motor seine Drehzahl auf einen sicheren Wert reduzieren kann. Obwohl es mit völlig anderen Mechanismen geschieht, hat der Prius das gleiche Gesamtgefühl wie beim Beschleunigen in einem herkömmlichen Auto. Der Hauptunterschied ist das völlige Fehlen von "Ruckeln" beim Gangwechsel, da es einfach kein Getriebe gibt.
Der Verbrennungsmotor dreht also den Planetenträger der Planetenräder.
72 % seines Drehmoments werden mechanisch über das Hohlrad an die Räder geleitet.
28% seines Drehmoments gehen über das Sonnenrad an den MG1, wo es in Strom umgewandelt wird. Diese elektrische Energie treibt den MG2 an, der dem Hohlrad ein zusätzliches Drehmoment verleiht. Je mehr Sie das Gaspedal drücken, desto mehr Drehmoment produziert der ICE. Es erhöht sowohl das mechanische Drehmoment durch die Krone als auch die von MG1 für MG2 erzeugte Strommenge, die verwendet wird, um noch mehr Drehmoment hinzuzufügen. Abhängig von verschiedenen Faktoren, wie dem Ladezustand des Akkus, der Steigung der Straße und vor allem, wie stark Sie das Pedal durchtreten, kann der Computer zusätzliche Leistung vom Akku zum MG2 leiten, um seinen Beitrag zu erhöhen. Auf diese Weise wird eine Beschleunigung erreicht, die für das Fahren auf der Autobahn ausreicht, ein so großes Auto mit einem Verbrennungsmotor mit einer Leistung von nur 78 PS. mit
Ist die benötigte Leistung hingegen nicht so hoch, kann iu ein Teil der vom MG1 erzeugten Leistung auch beim Beschleunigen zum Laden des Akkus verwendet werden! Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Verbrennungsmotor sowohl die Räder mechanisch dreht als auch den MG1-Generator dreht, wodurch er gezwungen wird, Strom zu erzeugen. Was mit diesem Strom passiert und ob mehr Strom aus der Batterie zugeführt wird, hängt von einer Reihe von Gründen ab, die wir nicht alle berücksichtigen können. Dies erfolgt durch die Hybridsystemsteuerung des Fahrzeugs.
Sobald Sie auf ebener Straße eine gleichmäßige Geschwindigkeit erreicht haben, wird die vom Motor aufzubringende Kraft zur Überwindung von Luftwiderstand und Rollreibung aufgewendet. Das ist viel weniger als die Kraft, die benötigt wird, um bergauf zu fahren oder ein Auto zu beschleunigen. Um bei geringer Leistung effizient zu arbeiten (und auch nicht viel Lärm zu machen), läuft der ICE mit niedriger Drehzahl. Die folgende Tabelle zeigt, wie viel Kraft erforderlich ist, um das Fahrzeug mit verschiedenen Geschwindigkeiten auf ebener Straße zu bewegen, und die ungefähre Drehzahl.
Beachten Sie, dass eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit und niedrige Motordrehzahl die Kraftverteilungsvorrichtung in eine interessante Position bringen: MG1 sollte sich jetzt wie in der Tabelle gezeigt rückwärts drehen. Durch die Rückwärtsdrehung werden die Satelliten vorwärts gedreht. Die Rotation der Satelliten addiert sich mit der Rotation des Trägers (vom Verbrennungsmotor) und lässt das Hohlrad viel schneller rotieren. Ich stelle noch einmal fest, dass der Unterschied darin besteht, dass wir im früheren Fall froh waren, mit Hilfe der hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors mehr Leistung zu bekommen, auch bei niedrigerer Geschwindigkeit. Im neuen Fall wollen wir, dass der ICE trotz ordentlicher Beschleunigung auf niedrigen Drehzahlen bleibt, um einen geringeren Stromverbrauch bei hoher Effizienz einzustellen. Aus dem Abschnitt Leistungsverteiler wissen wir, dass MG1 das Drehmoment zum Sonnenrad umkehren muss. Es ist sozusagen der Drehpunkt des Hebels, mit dem der Verbrennungsmotor das Hohlrad (und damit die Räder) dreht. Ohne den Widerstand von MG1 würde der ICE einfach MG1 drehen, anstatt das Auto zu fahren. Als sich der MG1 vorwärts drehte, war leicht zu erkennen, dass dieses Rückwärtsdrehmoment durch die regenerative Last erzeugt werden konnte. Folglich musste die Elektronik des Wechselrichters Leistung von MG1 aufnehmen und dann trat das umgekehrte Drehmoment auf. Aber jetzt dreht sich MG1 rückwärts, also wie bekommen wir es, dieses Rückwärtsdrehmoment zu erzeugen? Okay, wie würden wir MG1 dazu bringen, sich vorwärts zu drehen und ein direktes Drehmoment zu erzeugen? Wenn es wie ein Motor funktioniert! Das Gegenteil ist der Fall: Wenn MG1 rückwärts dreht und wir ein Drehmoment in die gleiche Richtung erhalten möchten, muss MG1 ein Motor sein und sich mit dem vom Wechselrichter gelieferten Strom drehen. Das sieht langsam exotisch aus. Der ICE drängt, MG1 drängt, MG2 drängt auch? Es gibt keinen mechanischen Grund, warum dies nicht passieren kann. Es mag auf den ersten Blick attraktiv aussehen. Die beiden Motoren und der Verbrennungsmotor tragen alle gleichzeitig zur Bewegungserzeugung bei. Wir müssen Sie jedoch daran erinnern, dass wir in diese Situation geraten sind und die Drehzahl des Verbrennungsmotors aus Effizienzgründen reduziert haben. Dies wäre kein effizienter Weg, um mehr Leistung auf die Räder zu bringen; Dazu müssen wir die Motordrehzahl erhöhen und zu der früheren Situation zurückkehren, in der MG1 im Generatormodus vorwärts dreht. Es gibt noch ein weiteres Problem: Wir müssen herausfinden, woher wir die Energie nehmen, um MG1 im Motormodus zu drehen? Batterie? Wir können dies für eine Weile tun, aber bald müssen wir diesen Modus verlassen und ohne Akkuladung gehen, um zu beschleunigen oder einen Berg zu erklimmen. Nein, wir müssen diese Energie kontinuierlich erhalten, ohne dass die Batterie leer wird. Somit sind wir zu dem Schluss gekommen, dass der Strom von MG2 kommen muss, das als Generator fungieren muss. Erzeugt MG2 Strom für MG1? Da sowohl der ICE als auch der MG1 Leistung beitragen, die durch das Planetengetriebe kombiniert wird, wurde der Name "Leistungskombinationsmodus" vorgeschlagen. Die Idee, dass MG2 Strom für den MG1-Motor erzeugt, stand jedoch in einem solchen Widerspruch zu den Wahrnehmungen der Menschen über den Betrieb des Systems, dass ein Name auftauchte, der allgemein akzeptiert wurde - "Häretischer Modus". Gehen wir es noch einmal durch und ändern unsere Sichtweise. Der Verbrennungsmotor dreht den Planetenträger mit niedriger Drehzahl. MG1 dreht das Sonnenrad rückwärts. Dies bewirkt, dass sich die Satelliten vorwärts drehen und dem Hohlrad mehr Drehung hinzufügen. Das Hohlrad erhält immer noch nur 72 % des ICE-Drehmoments, aber die Drehzahl, mit der sich der Ring dreht, wird durch die Rückwärtsbewegung von MG1 erhöht. Durch schnelleres Drehen der Krone kann das Auto bei niedrigen Motordrehzahlen schneller fahren. MG2 widersteht unglaublicherweise der Bewegung des Autos wie ein Generator und produziert Strom, der MG1 antreibt. Das Fahrzeug wird durch das verbleibende mechanische Drehmoment des Verbrennungsmotors vorangetrieben.
Dass Sie in diesem Modus fahren, erkennen Sie daran, dass Sie die Drehzahl des Verbrennungsmotors gut hören. Sie fahren mit ordentlicher Geschwindigkeit vorwärts und können den Motor kaum hören. Es kann vollständig durch Straßenlärm maskiert werden. Das Display des Energiemonitors zeigt die Energiezufuhr vom Verbrennungsmotor zu den Rädern und zum Motor / Generator zum Laden der Batterie. Das Bild kann sich ändern - die Prozesse des Ladens und Entladens der Batterie zum Motor wechseln sich ab, um die Räder zu drehen. Ich interpretiere diesen Wechsel als regenerative Laststeuerung des MG2, um eine konstante Antriebsenergie aufrechtzuerhalten.