Hybrydowy napęd synergiczny. W imię w pełni hybrydowej elektrowni Prius pytania zadaje tylko drugie zagraniczne słowo, podobne do naszego „gila”. To jest synergia – wspólne wysiłki. W Priusie rzeczy tak dziwaczne i różne pod każdym względem zjednoczyły się synergistycznie i ściśle współdziałają, że sam fakt ich sojuszu jest zagadkowy. W pozostałej części głównym uczuciem wieloaspektowego i sprzecznego samochodu jest oszołomienie.
Co to jest on, świadomy nabywca trzeciej „generacji P”, zarówno japońscy, jak i rosyjscy dealerzy mają dobre pojęcie: to osoba zamożna, osoba otwarta na innowacje high-tech. I nie ma znaczenia, że w Rosji ci dwaj nawet się nie znają. Jest zrozumienie - rosyjski Prius nie kupi i nie ma sensu próbować im go sprzedać. Tak więc hybryda pyszni się na oknie jako wizerunek samochodu japońskiej marki. Kompletny zestaw to maksimum, cena jest wygórowana, weź to - nie chcę.
Cześć wszystkim.
Ostatnio dużo mówi się o hybrydach, o drogiej benzynie, o sposobach oszczędzania pieniędzy, ale w tym wszystkim jest dużo prawdy. Nie jest tajemnicą, że nasi ludzie lubią o czymś dyskutować, ale prawie nie wdają się w bójkę. Niestety, w tym wszystkim jest niewiele prawdy, ponieważ wielu teoretyków i analityków jest rozwiedzionych.
Jestem doświadczonym użytkownikiem priusów, posiadam je od kilku lat, w tej chwili posiadam 2 priusy: seria 20 i 30 seria.
Postaram się zrobić serię artykułów o pojazdach hybrydowych Toyota Prius.
Modele Priusa:
10,11
1997 - 2003
20
2003 - 2009
1. Bateria nie wystarcza na długo, wymaga wymiany.
Jeden z najpopularniejszych mitów :).
Toyota używa akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych, ponieważ:
- odporne na mróz, zakres pracy ich pracy -60..+55;
- są tanie w produkcji;
- praktycznie pozbawiony efektu pamięci.
Dodatkowo pakiet baterii składa się z mniejszych bloków, które z kolei składają się z ogniw, a właściwie baterii palcowych.
Całą jednostką steruje sterownik wykorzystujący pojemność baterii w zakresie od 40 do 80%, co pozwala wielokrotnie wydłużyć żywotność. Podział na bloki i ogniwa pozwala w przypadku utraty pojemności na „pompowanie” rozładowanych akumulatorów (procedura ta jest znana osobom posiadającym tzw. inteligentne ładowarki, które w specjalnym trybie wytwarzają ładunek przywracający akumulator) a także wyłączyć uszkodzone komórki (analogicznie do HDD, gdy uszkodzone sektory są wyłączane bez poważnych strat w całkowitej objętości).
Wcześniej Toyota miała gwarancję 8 lat, teraz jest to 10 lat. Należy rozumieć, że przy korzystaniu z baterii w tak łagodnym trybie nie będzie ona w stanie od razu zawieść, a dopiero po długim okresie (10-15 lat) nieco straci swoją skuteczność, co w najgorszym przypadku wpłynie na konsumpcję, a w najlepszym razie będzie w ogóle niewidoczny.
Co mamy w praktyce: potężną baterię, która składa się z ogromnej ilości małych ogniw, inteligentny kontroler, który monitoruje stan baterii i używa jej w trybie oszczędzania, auta, które jeżdżą od ponad 10 lat ( Priusy z serii 20 były seryjnie produkowane od 2003 r.) i nie ma problemów z baterią.
Myślę, że wielu słyszało, że ktoś w Priusie miał niesprawną baterię, ale dotyczy to głównie Priusów serii 10 i 11, które były masowo produkowane od 1997 do 2002 roku, miały inny rodzaj baterii ( suche baterie ), a teraz, po 16 latach, niektórzy z nich muszą częściowo lub całkowicie wymienić baterię.
2. Prius działa na baterii.
Czyste bzdury :)
Oczywiście możesz na siłę włączyć tryb „EV”, w którym używany będzie tylko silnik elektryczny, ale musisz zrozumieć, że Prius działa na benzynie. Jest to pojazd benzynowy, a jego element elektryczny ma na celu poprawę wydajności całego systemu jako całości. A im wyższa wydajność, tym więcej mocy przy mniejszym zużyciu paliwa. Aby nie mówić o silnikach wysokoprężnych, nikt jeszcze nie osiągnął wydajności Priusa.
Akumulator Priusa służy jako mały magazyn energii, z której część wyparowuje w normalnym samochodzie podczas hamowania i gromadzi się tutaj, inna część tej energii przychodzi, gdy silnik spalinowy jest na biegu jałowym (na przykład na rozgrzanie), inna część pochodzi z wybiegu. Zgromadzona energia jest wykorzystywana podczas zwiększania prędkości.
3. Prius nie odchodzi.
Jazda, a nie jazda – to dość subiektywne. Każdy właściciel Subaru odpowie na to pytanie :).
Priusovody często lubią się chwalić, jak szybki i dobry jest Prius, gdzie nie patrzysz, wszędzie jest porównanie 20. Priusa z Toyotą Mark 2 (która ma pod maską 2, a nawet 2,2 litra) i gdzie Prius robi to jako stojący. To oczywiście wszystko jest złe. Musimy porównywać się z kolegami z klasy i nowoczesnymi samochodami.
Jeśli chodzi o kolegów z klasy Priusa, mogę z całą pewnością powiedzieć, że przyspieszając z postoju, będzie on bardziej dynamiczny niż jego koledzy z klasy o pojemności 1,8 - 2,0 litra, jednak w porównaniu z nowoczesnymi samochodami, takimi jak Solaris czy Rio, który ma 4 biegi automatyczny, 1,6 dviglo i 122 KM , taksówka prius tylko na starcie, ale jeśli wystartujecie do wyścigu z prędkością 40 km/h, to 20. Prius nie będzie w stanie ostro wyprzedzić.
W sumie na 20. Priusie ma ostry start, płynny zestaw prędkości na poziomie 1,8 litra zasysanego powietrza.
Sytuacja poprawiła się w 30. modelu. Tutaj przetaktowanie do setki jest nieco mniejsze (10,3 (choć według niektórych danych - 9,8) w 30ka w porównaniu do 10,6 w 20ka). Pojawił się tryb POWER, w którym zmieniane są ustawienia pracy układu hybrydowego, dzięki czemu znacznie poprawia się responsywność pedału gazu, poprawia się charakterystyka dynamiczna przy niewielkim uszczerbku na spalaniu. Tu nie ma problemów z wyprzedzeniem mocniejszego Civica na maszynie o mocy 144 KM, Solaris i Rio nerwowo palą, Skoda 1.8TSI traci tylko pierwsze 30-70m na starcie, potem prowadzi, ale to zrozumiałe, 152 KM dla Skody w porównaniu do 130 KM dla Priusa.
Ostry start Priusa wynika z obecności trakcyjnego silnika elektrycznego, który według Toyoty jest w stanie rozwinąć moment obrotowy 478 Nm przy prędkościach do 22 km/h.
4. Hybrydy są niebezpieczne w użyciu ze względu na wysokie napięcie. (wzięte z głębokiego klubu)
Inżynierowie, którzy projektowali samochody hybrydowe, zajmowali się przede wszystkim bezpieczeństwem.
Główne możliwe źródła zagrożenia:
Bateria
Sam akumulator jest zamknięty metalową obudową i składa się z elementów składowych. Konserwacja nie jest wymagana w normalnych warunkach pracy. Ochrona przed wyciekiem elektrolitu. Kontakty są bezpiecznie ukryte i zakryte. Gdy maszyna jest wyłączona, styczniki akumulatorów odłączają ją od reszty maszyny. Parametry temperatury, prądów i innych rzeczy kontroluje osobny komputer.
Okablowanie
Kable wysokiego napięcia biegną do komory silnika pod podłogą. Kable są starannie ekranowane i oznaczone kolorem pomarańczowym. W zwykłym życiu trudno jest do nich dotrzeć zarówno z zewnątrz, jak i od wewnątrz.
Instalacja hybrydowa / falownik
Falownik znajduje się w komorze silnika. Zamykany mocną metalową obudową. Chłodzony przez oddzielny system chłodzenia. Kable zasilające i wychodzące są również ekranowane i schowane, aby nie zaczepiały się przypadkowo.
Wszystkie elementy zasilania są stale monitorowane przez systemy elektroniczne. W razie wypadku automatyka odcina wszystkich odbiorców i wyłącza wszystkie źródła energii.
I, o ile nam wiadomo, nie odnotowano przypadków porażenia prądem. (nie zgłoszono również rzemieślników z krzywymi rękami)
5. Hybrydy są niewygodne w kabinie, w bagażniku jest mało miejsca ze względu na akumulator
W kabinie jest dużo miejsca, w tym wskaźniku Prius jest prawie równy Camry, +/- kilka centymetrów.
Wynika to z faktu, że całkowita długość 4370, natomiast hybrydowa elektrownia zajmuje sporo miejsca pod maską.
Jeśli chodzi o bagażnik to jest on bardzo duży, a akumulator zajmuje bardzo mało miejsca i znajduje się prawie pod tylną kanapą.
Jak napisałem powyżej bateria działa dobrze przy -60. Ponadto większość priuses jest wyposażona w elektryczne elementy grzejne, które przyspieszają rozgrzewanie. A w 30-metrowym Priusie dodali opcję szybkiego rozgrzania silnika z rezonatora.
Ponadto musisz zrozumieć, że Prius nie ma znanego rozrusznika dla wszystkich, który w zimne dni ledwo kręci zwykłymi samochodami, oto potężny silnik, który rozkręca silnik spalinowy do 1000 obr./min w pół sekundy. Jednocześnie dla zwykłych kierowców zawsze pojawia się pytanie o rozgrzanie lub nie rozgrzewanie, tutaj wszystko jest prostsze, ponieważ przy niskich prędkościach większość obciążenia spada na silnik elektryczny, który zdecydowanie nie wymaga rozgrzewania.
Ale dziś rano było -17, pełne rozgrzanie samochodu trwało dokładnie 5 minut. Pełne rozgrzanie oznacza: pocenie się wszystkich okien, temperatura w kabinie +20.
7. Priusi nie mają gdzie służyć
O akumulatorze już pisałem, nie trzeba go serwisować, a jeśli chodzi o silnik elektryczny i falownik to z nimi jest tak samo - nie są serwisowane. Cóż, nie ma tam skomplikowanych części mechanicznych, jak na przykład w jakiejś automatycznej skrzyni, która z kolei dość długo pracuje w zwykłych samochodach (80-100 tysięcy i więcej), ale nie ma tak złożonej mechaniki w ogóle, co oznacza, że żywotność jest większa.
8. Prius jest trudny w zarządzaniu
Musisz zrozumieć, że Prius działa jak zwykłe samochody z automatyczną skrzynią biegów, ale ta niesamowita płynność, przyspieszenie, brak szarpnięć przy zmianie prędkości na pewno Ci się spodoba :).
No generalnie wszystko czekam na pytania i krytykę w komentarzach i
Toyota Prius 10- pierwszy lekki samochód hybrydowy produkowany seryjnie. Z wyglądu nie różni się zbytnio od małych samochodów Toyoty. Pod maską tego samochodu konstruktorom udało się zainstalować dwa silniki: benzynowy półtora litra 1nz-fxе produkujący 58 koni mechanicznych w oparciu o zasadę Atkinsona i silnik elektryczny o mocy 35 koni. Cała elektrownia w prius 10, w tym generatory silnikowe znajdują się pod maską (na przykład w samochodach hybrydowych z napędem na wszystkie koła silniki elektryczne znajdują się z tyłu).
V prius 10 nie ma żadnych części i mechanizmów, które są obecne w innych zwykłych samochodach, takich jak prądnica, rozrusznik, skrzynia biegów. Wszystkie te funkcje spełniają silniki elektryczne. Aby odpalić samochód nie trzeba „przekręcać rozrusznika” wystarczy przekręcić kluczyk do pozycji startowej i natychmiast go zwolnić, samochód po odczekaniu pół sekundy uruchomi silnik benzynowy. Zamiast skrzyni biegów w samochodzie znajduje się przekładnia planetarna, która pozwala na jazdę bez szarpnięć i szarpnięć. Również pod maską znajduje się falownik - urządzenie, które zamienia prąd stały na prąd przemienny i odwrotnie. Falownik to dość drogie urządzenie. Następnie straszą osoby, które chcą kupić samochód hybrydowy. W rzeczywistości falownik jest dość niezawodny i ulega awarii tylko z powodu przegrzania układu chłodzenia z powodu wycieku płynu niezamarzającego lub awarii pompy układu chłodzenia. Oni na prius 10 dwa. Jeden do chłodzenia falownika, drugi, podobnie jak w zwykłym samochodzie, służy do chłodzenia silnika benzynowego i dogrzewania wnętrza samochodu w zimnych porach roku. Inną dość ważną i dyskutowaną częścią systemu hybrydowego jest akumulator (BBB). na toyota prius 10 BBB znajduje się za tylnym siedzeniem samochodu i zajmuje dużo miejsca. Akumulator wysokonapięciowy, podobnie jak falownik, jest nie mniej kosztowny. Ale bateria nie może się zepsuć od razu, jak każda inna część samochodu. Vvb jest produkowany przez firmę PANASONIC i składa się z elementów DC. W różnych modelach jest ich różna liczba. Różnią się również wyglądem. Na Toyota Prius 10 bateria składa się z tak zwanych bambusów. Jest ich 40. Jeżeli jeden z elementów przestaje utrzymywać wymagane napięcie, elektroniczna jednostka sterująca wykrywa to i wyświetla na tablicy informacyjnej czerwony trójkąt. Jednocześnie kierowca nie odczuje zmiany charakterystyki eksploatacyjnej. Wystarczy wymienić uszkodzony element. Jeśli uszkodzony element baterii nie zostanie wymieniony, zacznie marnować resztę baterii. Praca w tym trybie prowadzi do awarii innych akumulatorów. A jeśli bateria nie zostanie naprawiona, możesz jechać do całkowitej wymiany BBB. Na przykład nowa bateria kosztuje około 300 tr. Na prius 10 pierwsza generacja TOYOTY udzielił 10-letniej gwarancji na akumulator. W nowoczesnych pojazdach hybrydowych elementy WWB objęte są gwarancją na cały okres eksploatacji pojazdu. Wewnątrz samochodu prius 10 deska rozdzielcza jest umieszczona w dość nietypowy sposób. Brak obrotomierza (wskaźnik prędkości silnika), brak czujnika temperatury płynu chłodzącego. W rzeczywistości, jeśli traktujesz samochód jako środek transportu, nie są one potrzebne. Na tablicy elektronicznej, która znajduje się pośrodku, tylko najpotrzebniejsze informacje: prędkościomierz (wskaźnik prędkości), licznik kilometrów (wskaźnik przebiegu pojazdu), wskaźnik ilości pozostałego paliwa w zbiorniku, wskaźnik wyboru ruchu (PRNDB ) oraz wskaźnik READY, który wskazuje gotowość do ruchu... Również na środku przedniego panelu znajduje się multiwyświetlacz, na którym wyświetlane są różnego rodzaju informacje, od diagnostyki silnika po sterowanie systemem dźwiękowym. Jeśli jednostka sterująca Toyota Prius 10 wykryje jakiś problem w samochodzie, odpowiednia ikona zapali się na ekranie wraz z brzęczykiem i nie ma żadnego znaczenia, co robi twój wyświetlacz. Dźwignia zmiany biegów znajduje się po lewej stronie kierownicy. Są tylko dwa biegi: do przodu i do tyłu. Dostępny jest również tryb „B”, który służy do zapobiegania przegrzewaniu się klocków hamulcowych podczas długiego zjazdu z góry. Prius 10 posiada dwie poduszki powietrzne. Klimatyzacja Prius ma dwa tryby. Pierwszy jest zasilany energią elektryczną i po użyciu nie zwiększa zużycia paliwa, jak w przypadku konwencjonalnych samochodów. Drugi musi być używany w bardzo upalne dni, ponieważ po włączeniu następuje maksymalne chłodzenie, ale silnik benzynowy nie gaśnie w tym samym czasie i zwiększa zużycie paliwa.
Salon
Nowy samochód wyróżniał się doskonałą jak na swoją klasę aerodynamiką, wykazując współczynnik 0,3. Niezwykłego wyglądu dopełniło nie mniej oryginalne wyposażenie wnętrza.
Wnętrze Toyoty Prius pierwszej generacji
Cechą siedzeń było ich wysokie położenie (w porównaniu do innych sedanów). Dzięki tej innowacji poprawiła się widoczność, a wsiadanie i wysiadanie z kierowcy i pasażerów stało się łatwiejsze.
Oprócz poduszek powietrznych kierowcy i pasażera, ochronę w razie wypadku zapewniały pasy bezpieczeństwa wyposażone w napinacze i ograniczniki siły, a także zagłówki chroniące przed urazami szyi w przypadku zderzenia tylnego. Przy tworzeniu stalowego nadwozia uwzględniono najnowsze osiągnięcia w dziedzinie bezpieczeństwa biernego.
Deska rozdzielcza w kabinie 10 znajdowała się bezpośrednio pod przednią szybą, co pozwalało kierowcy na bardziej skoncentrowaną jazdę, monitorując zarówno osiągi, jak i sytuację na drodze. Konsola środkowa została wyposażona w ekran dotykowy, na którym oprócz stanu systemu muzycznego widoczny był schemat działania napędu.
Imponująca dźwignia automatycznej skrzyni biegów znajdowała się na kolumnie kierownicy i nie była bezpośrednio połączona ze skrzynią biegów. Jego zadaniem było przesyłanie sygnałów do jednostki sterującej, która odpowiadała za pracę układu napędowego. Oprócz standardowych położeń dźwigni (P, N, D, R) istniał specjalny tryb hamowania B (Brake), w którym zadziałał silnik elektryczny.
Ekwipunek
Najbardziej dostępna wersja 10 miała już:
- szkło z ochroną UV;
- zdalne sterowanie zamkiem;
- 2. poduszki powietrzne;
- klimatyzator.
W najdroższej wersji kupujący otrzymał również skórzaną tapicerkę, odtwarzacz CD oraz nawigację.
Jednostka mocy
Elektrownia Priusa 10 była reprezentowana przez benzynę, której pracę prowadzono zgodnie z cyklem Atkisona (wysoka wydajność w stosunkowo małym zakresie obrotów). Możliwe było zwiększenie ciągu za pomocą synchronicznego silnika elektrycznego o mocy 30 kW. Wraz z generatorem i przetwornikiem prądu elementy te znajdowały się pod maską hybrydy Toyoty.
Akumulator wyprodukowany przez firmę Panasonic znajdował się pierwotnie za tylnymi siedzeniami (w pozycji pionowej). Zadaniem falownika była zamiana prądu stałego na prąd przemienny (i odwrotnie), a także obniżenie napięcia do standardowego 13,8 V wymaganego w urządzeniach elektrycznych.
Przekładnia planetarna była centralną częścią napędu i łączyła główne elementy instalacji hybrydowej. W Priusie 10 w ogóle nie było rozrusznika, ponieważ generator przejął jego rolę.
Zbiornik gazu znajdował się pod tylnym siedzeniem i był elastycznym pojemnikiem, który napełniał się paliwem. Minimalny kontakt benzyny ze środowiskiem, prawie całkowity brak parowania były częścią koncepcji przyjazności dla środowiska, która stanowiła podstawę pierwszej hybrydy produkcyjnej Toyoty.
Specyfikacje
XW10 miał dobre parametry techniczne i podczas pierwszego testu (tylko podczas pierwszego!) wzbudził entuzjastyczne reakcje ekspertów i dziennikarzy.
Wymiary (edytuj)
Prius 10 miał następujące cechy:
- wymiary nadwozia (mm) - długość (4275), szerokość (1695) i wysokość (1490);
- wymiary kabiny pięcioosobowej z dwoma rzędami siedzeń - długość (1850), szerokość (1400) i wysokość (1250);
- prześwit - 140 mm;
- rozstaw osi - 2550 mm;
- promień skrętu (minimalny) - 4,7 m;
- pojemność zbiornika - 50 litrów (napełniony).
Parametry hybrydowego układu napędowego
Elektrownia hybrydy XW10 miała następujące parametry:
- pojemność skokowa silnika marki 1NX-FXE - 1497 cm3 (1,5 l);
- moment obrotowy - 102 N * m (10 kg * m) przy 4000 obr./min;
- moc - 58 KM (43 kW) przy 4000 obr/min;
- zużycie - 3,6 litra na 100 km;
- moment obrotowy silnika elektrycznego wynosi 305 Nm.
Wspólna praca silnika spalinowego i elektrycznego, w połączeniu z dobrą aerodynamiką nadwozia, zademonstrowała pewne przyspieszenie. Jednak ładowanie akumulatora nie wystarczało do przedłużonego przyspieszania - na desce rozdzielczej pojawił się żółw, sygnalizując konieczność zmniejszenia prędkości.
Zmiana stylizacji
XW10 to pierwszy hybrydowy model samochodu. Następnie został pomyślnie zaktualizowany.
Po zmianie stylizacji w 2000 roku Prius XW10 był sprzedawany w Europie i Stanach Zjednoczonych.
W hybrydach Toyoty Prius wyprodukowanych w 2000 roku, oprócz aktualizacji nadwozia (nowe zderzaki i oświetlenie, a także tylne skrzydło montowane na bagażniku), pojawiły się również włazy wbudowane w tylne siedzenia. Dzięki nim łatwiej jest przewozić przedmioty wielkogabarytowe.
Toyota Prius 11 również stała się mocniejsza, benzyna zaczęła wytwarzać 72 KM, a moc silnika elektrycznego wynosiła 33 kW. Decydującą rolę odegrały także akumulatory kompaktowe (spadły o 40%), które zaczęto układać poziomo.
Troska o środowisko
Przyjazność dla środowiska japońskich hybryd Prius 10 została zapewniona dzięki obniżeniu emisji, przy użyciu lekkich polimerów w zakresie recyklingu, co ułatwia utylizację starych samochodów. Karoserie używanych samochodów zostały odrestaurowane lub zutylizowane. Toyota prowadziła nawet program zbiórki i recyklingu akumulatorów.
Pod względem emisji ich poziom wyniósł zaledwie 10% wartości ustalonych przez japońskie prawodawstwo. W przypadku australijskich przepisów środowiskowych wartości były jeszcze niższe. Niskie zużycie paliwa przyczyniło się również do zmniejszenia emisji CO2 (dwutlenku węgla).
Toyota Prius Eksploatacja pojazdu w różnych trybach jazdy
Dane porównawcze samochodów Prius z różnych lat modelowych
Silnik spalinowy Toyota Prius
Toyota Prius posiada silnik spalinowy (ICE), niezwykle mały jak na samochód ważący 1300 kg, o objętości 1497 cm”. Było to możliwe dzięki obecności silników elektrycznych i akumulatora, który pomaga ICE, gdy potrzebna jest większa moc. na stromym wzniesieniu, więc prawie zawsze działa z niską wydajnością (sprawność).Na 30. nadwoziu zastosowano inny silnik, 2ZR-FXE, o pojemności 1,8 l. Ponieważ samochód nie może być podłączony do sieci miejskiej (co planują japońscy inżynierowie w niedalekiej przyszłości), nie ma innego długoterminowego źródła energii i ten silnik musi dostarczać energię do ładowania akumulatora, a także do przemieszczania samochodu i zasilania dodatkowych odbiorników, takich jak klimatyzacja, grzejnik elektryczny, audio itp. d. Oznaczenie Toyoty dla silnik Prius - 1NZ-FXE. Prototypem tego silnika jest silnik 1NZ-FE, który był montowany w samochodach Yaris, Bb, Fun Cargo”, Platz. Konstrukcja wielu części silników 1NZ-FE i 1NZ-FXE jest taka sama. bloki cylindrów Bb, Fun Cargo, Platz i Prius 11 Jednak w silniku 1NZ-FXE zastosowano inny schemat tworzenia mieszanki i w związku z tym występują różnice konstrukcyjne.Silnik 1NZ-FXE realizuje cykl Atkinsona, podczas gdy silnik 1NZ-FE wykorzystuje normalny cykl Otto.
W silniku z cyklem Otto podczas procesu zasysania mieszanka paliwowo-powietrzna wchodzi do cylindra. Jednak ciśnienie w kolektorze ssącym jest niższe niż w cylindrze (ponieważ przepływ jest sterowany przez przepustnicę), dlatego tłok wykonuje dodatkową pracę zasysania mieszanki paliwowo-powietrznej, działając jako sprężarka. Zawór wlotowy zamyka się w pobliżu dolnego martwego punktu. Mieszanina w cylindrze jest sprężana i zapalana w momencie przyłożenia iskry. W przeciwieństwie do tego cykl Atkinsona nie zamyka zaworu wlotowego w dolnym martwym punkcie, ale pozostawia go otwarty, gdy tłok zaczyna się podnosić. Część mieszanki paliwowo-powietrznej jest wypychana do kolektora dolotowego i wykorzystywana w innym cylindrze. W ten sposób straty pompowania są zmniejszone w porównaniu z cyklem Otto. Ponieważ objętość mieszanki, która jest ściskana i spalana, zmniejsza się, ciśnienie podczas sprężania przy takim schemacie tworzenia mieszanki również maleje, co umożliwia zwiększenie stopnia sprężania do 13, bez ryzyka stukania. Zwiększenie stopnia sprężania zwiększa sprawność cieplną. Wszystkie te środki przyczyniają się do poprawy efektywności paliwowej i przyjazności silnika dla środowiska. Kosztem jest zmniejszenie mocy silnika. Tak więc silnik 1NZ-FE ma moc 109 KM, a silnik 1NZ-FXE ma 77 KM.
Silnik / Alternatory Toyota Prius
Toyota Prius posiada dwa silniki elektryczne/generatory. Są bardzo podobne w konstrukcji, ale różnią się wielkością. Oba są trójfazowymi silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi. Nazwa jest bardziej skomplikowana niż sam projekt. Wirnik (część, która się obraca) jest dużym, silnym magnesem i nie ma żadnych połączeń elektrycznych. Stojan (część nieruchoma przymocowana do nadwozia samochodu) zawiera trzy komplety uzwojeń. Gdy prąd płynie w określonym kierunku przez jeden zestaw uzwojeń, wirnik (magnes) oddziałuje z polem magnetycznym uzwojenia i jest ustawiony w określonej pozycji. Przepuszczając prąd sekwencyjnie przez każdy zestaw uzwojeń, najpierw w jednym kierunku, a potem w drugim, możesz przesunąć wirnik z jednej pozycji do drugiej i w ten sposób wprawić go w obrót. Oczywiście jest to uproszczone wyjaśnienie, ale pokazuje istotę tego typu silnika. Jeśli wirnik jest obracany przez siłę zewnętrzną, prąd elektryczny przepływa po kolei przez każdy zestaw uzwojeń i może być wykorzystany do ładowania akumulatora lub do zasilania innego silnika. Tak więc jednym urządzeniem może być silnik lub generator, w zależności od tego, czy w uzwojeniach przepływa prąd, aby przyciągnąć magnesy wirnika, czy też prąd jest uwalniany, gdy jakaś siła zewnętrzna obraca wirnik. Jest to jeszcze bardziej uproszczone, ale posłuży jako dogłębne wyjaśnienie.
Silnik / generator 1 (MG1) jest podłączony do koła słonecznego urządzenia dystrybucji mocy (PSD). Jest mniejszy i ma maksymalną moc około 18 kW. Zwykle uruchamia silnik spalinowy i reguluje prędkość silnika spalinowego, zmieniając ilość wytwarzanej energii elektrycznej. Silnik/generator 2 (MG2) jest połączony z kołem koronowym przekładni planetarnej (urządzenie rozdziału mocy), a następnie poprzez skrzynię biegów z kołami. Dlatego bezpośrednio jeździ samochodem. Jest to większy z dwóch generatorów silnikowych i ma maksymalną moc 33 kW (50 kW dla Prius NHW-20). MG2 jest czasami określany jako „silnik trakcyjny”, a jego zwykłą rolą jest napędzanie pojazdu jako silnika lub zwrot energii hamowania jako generator. Oba silniki/generatory są chłodzone płynem niezamarzającym.
Falownik Toyota Prius
Ponieważ silniki / generatory pracują na trójfazowym prądzie przemiennym, a akumulator, podobnie jak wszystkie akumulatory, wytwarza prąd stały, potrzebne jest urządzenie do konwersji jednego rodzaju prądu na inny. Każdy MG ma „falownik”, który wykonuje tę funkcję. Falownik wykrywa położenie wirnika z czujnika na wale MG i steruje prądem w uzwojeniach silnika, aby utrzymać silnik w pracy z wymaganą prędkością i momentem obrotowym. Falownik zmienia prąd w uzwojeniu, gdy biegun magnetyczny wirnika przechodzi przez to uzwojenie i przechodzi do następnego. Ponadto falownik łączy napięcie akumulatora z uzwojeniami, a następnie bardzo szybko go wyłącza (z wysoką częstotliwością) w celu zmiany średniego prądu, a tym samym momentu obrotowego. Wykorzystując „własną indukcyjność” uzwojeń silnika (właściwość cewek elektrycznych odpornych na zmieniający się prąd), falownik może w rzeczywistości przepuszczać przez uzwojenie więcej prądu niż pobiera z akumulatora. Działa tylko wtedy, gdy napięcie na uzwojeniach jest mniejsze niż napięcie akumulatora, dzięki czemu energia jest oszczędzana. Ponieważ jednak wartość prądu płynącego przez uzwojenie determinuje moment obrotowy, prąd ten pozwala na osiągnięcie bardzo wysokiego momentu obrotowego przy niskich obrotach. Do około 11 km/h MG2 jest w stanie generować 350 Nm momentu obrotowego (400 Im dla Priusa NHW-20) na skrzyni biegów. Dlatego samochód może ruszać z akceptowalnym przyspieszeniem bez użycia skrzyni biegów, która zwykle zwiększa moment obrotowy silnika spalinowego. W przypadku zwarcia lub przegrzania falownik wyłącza część maszyny pod wysokim napięciem. W tym samym bloku z falownikiem znajduje się również konwerter, który ma na celu odwrócenie konwersji napięcia przemiennego na bezpośrednie -13,8 wolta. Aby trochę odejść od teorii, trochę praktyki: falownik, podobnie jak generatory silnikowe, jest chłodzony z niezależnego systemu chłodzenia. Ten system chłodzenia jest zasilany pompą elektryczną. Jeżeli na 10 korpusie ta pompa włączy się, gdy temperatura w układzie chłodzenia hybrydy osiągnie około 48°C, to na 11 i 20 korpusie zastosowany jest inny algorytm działania tej pompy: być „za burtę” co najmniej -40 stopni, pompa jeszcze po włączeniu zapłonu zacznie pracować. W związku z tym zasoby tych pomp są bardzo, bardzo ograniczone. Co się dzieje, gdy pompa jest zablokowana lub przepalona: zgodnie z prawami fizyki, podczas ogrzewania z MG (zwłaszcza MG2) płyn niezamarzający unosi się do falownika. A w falowniku musi chłodzić tranzystory mocy, które pod obciążeniem mocno się nagrzewają. Efektem jest ich awaria, czyli najczęstszy błąd na korpusie 11: P3125 - awaria falownika z powodu spalonej pompy. Jeśli w tym przypadku tranzystory mocy wytrzymują taki test, to uzwojenie MG2 przepala się. To kolejny powszechny błąd na ciele 11: P3109. Na korpusie 20 japońscy inżynierowie ulepszyli pompę: teraz wirnik (wirnik) obraca się nie w płaszczyźnie poziomej, gdzie całe obciążenie trafia do jednego łożyska nośnego, ale w płaszczyźnie pionowej, gdzie obciążenie jest równomiernie rozłożone na 2 łożyska . Niestety dodało to niewielkiej niezawodności. Tylko w okresie kwiecień-maj 2009 w naszym warsztacie wymieniono 6 pomp na 20 korpusach. Praktyczna rada dla posiadaczy Priusów 11 i 20: z reguły otwieraj maskę na 15-20 sekund co najmniej raz na 2-3 dni, gdy zapłon jest włączony lub samochód pracuje. Natychmiast zobaczysz ruch płynu niezamarzającego w zbiorniku wyrównawczym systemu hybrydowego. Po tym możesz bezpiecznie jeździć. Jeśli nie ma ruchu płynu niezamarzającego, nie możesz jechać samochodem!
Akumulator wysokiego napięcia Toyota Prius
Akumulator wysokiego napięcia(w skrócie VVB Toyota Prius Korpus Priusa 10 składa się z 240 ogniw o napięciu znamionowym 1,2 V, bardzo zbliżonych do baterii do latarek w rozmiarze D, połączonych w 6 kawałkach, w tzw. "Bambusy" są instalowane po 20 sztuk w 2 przypadkach. Całkowite napięcie znamionowe VVB wynosi 288 V. Napięcie robocze waha się w trybie jałowym od 320 do 340 V. Gdy napięcie spada do 288 V w VVB, start ICE staje się niemożliwy. Na wyświetlaczu pojawi się symbol baterii z ikoną „288” w środku. Do uruchomienia silnika spalinowego Japończycy w 10. nadwoziu użyli standardowej ładowarki, do której można dostać się z bagażnika. Często zadawane pytania, jak z niego korzystać? Odpowiedź brzmi: po pierwsze powtarzam, że można go używać tylko wtedy, gdy na wyświetlaczu świeci się ikona „288”. W przeciwnym razie po naciśnięciu przycisku „START” po prostu usłyszysz nieprzyjemny pisk i zapali się czerwona lampka „error”. Po drugie: trzeba podłączyć „dawcę” do zacisków małej baterii. albo ładowarkę, albo dobrze naładowany, mocny akumulator (ale bynajmniej nie rozrusznik!). Następnie, przy wyłączonym zapłonie, naciśnij przycisk „START” przez co najmniej 3 sekundy. Gdy zapali się zielone światło, VVB rozpocznie ładowanie. Zakończy się automatycznie za 1-5 minut. Ładunek ten wystarcza na 2-3 rozruchy silnika spalinowego, po czym VVB będzie ładowany z konwertera. Jeżeli 2-3 starty nie doprowadziły do uruchomienia silnika spalinowego (a jednocześnie napis „READY” na wyświetlaczu nie powinien migać, ale świecić stale), to należy przerwać bezużyteczne starty i poszukać przyczyny awarii. W 11 korpusie VVB składa się z 228 elementów 1,2 V każdy, połączonych w 38 zespołach po 6 elementów każdy, o łącznym napięciu znamionowym 273,6 V.
Cały akumulator jest zainstalowany za tylnym siedzeniem. Jednocześnie elementy nie są już pomarańczowymi „bambusami”, ale są płaskimi modułami w szarych plastikowych obudowach. Maksymalny prąd akumulatora wynosi 80 A podczas rozładowywania i 50 A podczas ładowania. Pojemność nominalna akumulatora to 6,5 Ah, jednak elektronika samochodowa pozwala na wykorzystanie tylko 40% tej pojemności w celu przedłużenia żywotności akumulatora. Stan naładowania może zmieniać się tylko w zakresie od 35% do 90% pełnego ładunku nominalnego. Mnożąc napięcie akumulatora i jego pojemność otrzymujemy nominalną rezerwę energii - 6,4 MJ (megadżuli), a zużytą - 2,56 MJ. Ta energia wystarczy, aby czterokrotnie rozpędzić samochód, kierowcę i pasażera do 108 km/h (bez pomocy silnika spalinowego). Aby wyprodukować taką ilość energii, silnik spalinowy wymagałby około 230 mililitrów benzyny. (Te liczby są podane tylko po to, aby dać wyobrażenie o ilości energii zmagazynowanej w akumulatorze.) Pojazdu nie można prowadzić bez paliwa, nawet jeśli podczas długiego zjazdu zaczyna się z 90% pełnego naładowania znamionowego. Przez większość czasu masz około 1 MJ użytecznej mocy baterii. Wiele VVB jest naprawianych zaraz po tym, jak właścicielowi skończy się benzyna (na wyświetlaczu zapali się ikona „Sprawdź silnik” i trójkąt z wykrzyknikiem), ale właściciel próbuje „powstrzymać się”, aby zatankować. Po spadku napięcia na elementach poniżej 3 V „giną”. Na korpusie 20 japońscy inżynierowie poszli w drugą stronę, aby zwiększyć moc: zmniejszyli liczbę elementów do 168, tj. pozostało 28 modułów. Ale do użytku w falowniku napięcie akumulatora jest podnoszone do 500 V za pomocą specjalnego urządzenia wspomagającego. Wzrost napięcia znamionowego MG2 w korpusie NHW-20 umożliwił zwiększenie jego mocy do 50 kW bez zmiany wymiarów.
Prius ma również dodatkową baterię. Jest to akumulator kwasowo-ołowiowy 12 V, 28 amperogodzin, umieszczony po lewej stronie bagażnika (w pudełku 20 - po prawej). Jego celem jest zasilanie elektroniki i akcesoriów, gdy układ hybrydowy jest wyłączony, a główny przekaźnik akumulatora wysokiego napięcia jest wyłączony. Gdy system hybrydowy działa, źródłem 12 V jest konwerter DC/DC z systemu wysokiego napięcia na prąd stały 12 V. W razie potrzeby ładuje również akumulator pomocniczy. Główne jednostki sterujące komunikują się za pośrednictwem wewnętrznej magistrali CAN. Pozostałe systemy komunikują się za pośrednictwem wewnętrznej sieci Body Electronics Area Network. VVB ma również własną jednostkę sterującą, która monitoruje temperaturę elementów, napięcie na nich, rezystancję wewnętrzną, a także steruje wentylatorem wbudowanym w VVB. Na 10. korpusie znajduje się 8 czujników temperatury, które są termistorami, na samych „bambusach” i 1 - wspólny czujnik temperatury powietrza VVB. Na 11. ciele -4 +1, a na 20-m-3 + 1.
Urządzenie do dystrybucji mocy Toyota Prius
Moment obrotowy i energia silnika spalinowego oraz silników/generatorów są łączone i rozprowadzane za pomocą przekładni planetarnej zwanej przez Toyotę Power Split Device (PSD). Chociaż nie jest to trudne do wyprodukowania, to urządzenie jest dość trudne do zrozumienia, a jeszcze trudniejsze do rozważenia w pełnym kontekście wszystkich trybów działania napędu. Dlatego omówieniu urządzenia do rozdziału mocy poświęcimy kilka innych tematów. Krótko mówiąc, pozwala Priusowi działać jednocześnie w sekwencyjnym i równoległym trybie hybrydowym, a także czerpać korzyści z każdego trybu. ICE może obracać koła bezpośrednio (mechanicznie) przez PSD. Jednocześnie z silnika spalinowego można pobierać zmienną ilość energii i przetwarzać ją na energię elektryczną. Może ładować akumulator lub być przeniesiony do jednego z silników / generatorów, aby pomóc w skręcaniu kół. Elastyczność tej mechanicznej / elektrycznej dystrybucji mocy pozwala Priusowi na zmniejszenie zużycia paliwa i zarządzanie emisjami podczas jazdy, co nie jest możliwe przy ścisłym mechanicznym połączeniu silnika spalinowego z kołami, jak w przypadku hybrydy równoległej, ale bez strat energii elektrycznej, jak w serii hybrydowej. Często mówi się, że Prius ma przekładnię CVT (Continue Variable Transmission) – bezstopniową lub „stałą zmienną” przekładnię, która jest urządzeniem do dystrybucji mocy PSD. Jednak konwencjonalna przekładnia bezstopniowa działa dokładnie tak samo jak normalna przekładnia, z wyjątkiem tego, że przełożenie może zmieniać się w sposób ciągły (płynnie), a nie w małym zakresie kroków (pierwszy bieg, drugi bieg itp.). Nieco później przyjrzymy się, czym PSD różni się od konwencjonalnej przekładni bezstopniowej, tj. wariator.
Zwykle najczęściej zadawane pytanie dotyczące „pudełka” Priusa: jaki rodzaj oleju tam wlewa się, ile objętości i jak często go wymieniać. Bardzo często wśród pracowników serwisu samochodowego panuje takie błędne przekonanie: skoro w skorupie nie ma bagnetu, oznacza to, że w ogóle nie ma potrzeby wymiany oleju. To błędne przekonanie doprowadziło do śmierci więcej niż jednego pudełka.
10 korpus: płyn roboczy T-4 - 3,8 litra.
11 korpus: płyn roboczy T-4 - 4,6 litra.
20 korpus: płyn roboczy ATF WS - 3,8 litra. Okres wymiany: po 40 tys. km. Według japońskich warunków olej wymienia się co 80 tys. km, ale w szczególnie trudnych warunkach eksploatacji (a Japończycy eksploatację samochodów w Rosji nazywają właśnie tymi szczególnie trudnymi warunkami - a my z nimi solidaryzujemy się) olej powinien być zmieniane 2 razy częściej.
Opowiem Ci o głównych różnicach w konserwacji skrzynek, tj. o wymianie oleju. Jeśli w 20 korpusie, aby wymienić olej, wystarczy odkręcić korek spustowy i po spuszczeniu starego wlać nowy olej, to przy 10 i 11 korpusie nie jest to takie proste. Konstrukcja miski olejowej w tych maszynach jest wykonana w taki sposób, że jeśli po prostu odkręcisz korek spustowy, spłynie tylko część oleju, a nie najbardziej brudna. A 300-400 gramów najbrudniejszego oleju z innymi zanieczyszczeniami (kawałki uszczelniacza, produkty zużycia) pozostaje na patelni. Dlatego w celu wymiany oleju należy zdjąć miskę skrzynki, a po wylaniu brudu i oczyszczeniu go włożyć z powrotem. Przy zdejmowaniu palety otrzymujemy kolejną dodatkową premię - stan skrzyni możemy zdiagnozować po zużyciu produktów na palecie. Najgorsze dla właściciela jest to, że widzi żółte (brązowe) wióry na dnie palety. Takie pudełko nie musi długo żyć. Uszczelka miski jest wykonana z korka, a jeśli otwory na niej nie nabrały owalnego kształtu, można ją ponownie wykorzystać bez żadnych uszczelniaczy! Najważniejszą rzeczą podczas instalowania palety jest nie dokręcanie śrub zbyt mocno, aby nie przeciąć uszczelki paletą. Co jeszcze jest ciekawe w układzie napędowym: zastosowanie napędu łańcuchowego jest dość nietypowe, ale wszystkie zwykłe samochody mają reduktory biegów między silnikiem a osiami. Ich celem jest umożliwienie silnikowi obracania się szybciej niż koła, a także zwiększenie momentu obrotowego wytwarzanego przez silnik do większego momentu obrotowego na kołach. Stosunki, z jakimi zmniejsza się prędkość obrotowa i zwiększa moment obrotowy, są z konieczności takie same (pomijanie tarcia) ze względu na zasadę zachowania energii. Przełożenie nazywa się „całkowitym przełożeniem”. Całkowite przełożenie Priusa 11 wynosi 3,905. Okazuje się tak:
Koło zębate o 39 zębach na wale wyjściowym PSD napędza koło zębate o 36 zębach na pierwszym wale pośrednim przez cichy łańcuch (zwany łańcuchem Morse'a).
30-zębowe koło zębate na pierwszym wale pośrednim jest sprzężone i napędza 44-zębowe koło zębate na drugim wale pośrednim.
Koło zębate 26-zębowe na drugim wale pośrednim jest sprzężone i napędza koło zębate 75-zębowe na wejściu mechanizmu różnicowego.
Wartość wyjścia różnicowego na dwa koła jest taka sama jak wejścia różnicowego (są one w rzeczywistości identyczne, z wyjątkiem pokonywania zakrętów).
Jeśli wykonamy prostą operację arytmetyczną: (36/39) * (44/30) * (75/26), otrzymamy (do czterech cyfr znaczących) całkowite przełożenie 3,905.
Dlaczego używany jest napęd łańcuchowy? Ponieważ unika siły osiowej (siły skierowanej wzdłuż osi wału), która występowałaby w konwencjonalnych przekładniach śrubowych stosowanych w przekładniach samochodowych. Można tego również uniknąć, stosując koła zębate czołowe, ale generują one hałas. Docisk osiowy nie stanowi problemu na wałach pośrednich i może być równoważony przez łożyska stożkowe. Jednak z wałem wyjściowym PSD nie jest to takie proste. Nie ma nic niezwykłego w dyferencjale, osiach i kołach Priusa. Podobnie jak w konwencjonalnym samochodzie, mechanizm różnicowy pozwala wewnętrznym i zewnętrznym kołom obracać się z różnymi prędkościami, gdy samochód się skręca. Osie przenoszą moment obrotowy z mechanizmu różnicowego na piastę koła i współpracują z przegubem, który umożliwia poruszanie się kół w górę iw dół zgodnie z zawieszeniem. Koła są wykonane z lekkiego stopu aluminium i są wyposażone w opony wysokociśnieniowe o niskim oporze toczenia. Opony mają promień toczenia około 11,1 cala, co oznacza, że na każdy obrót koła samochód pokonuje 1,77 m. Jedyny nietypowy rozmiar to opony fabryczne na nadwoziach 10 i 11: 165/65-15. To dość rzadki rozmiar gumy w Rosji. Wielu sprzedawców, nawet w wyspecjalizowanych sklepach, całkiem poważnie przekonuje, że taka guma nie istnieje w naturze. Moje zalecenia: w warunkach rosyjskich najbardziej odpowiedni rozmiar to 185 / 60-15. 20 Prius ma powiększoną gumę, która zwiększa trwałość. Teraz ciekawsze: czego brakuje w Priusie, a czego w każdym innym samochodzie?
Nie ma manualnej skrzyni biegów, nie ma manualnej skrzyni biegów, nie ma automatycznej - Prius nie korzysta z wielostopniowych skrzyń biegów;
Nie ma sprzęgła ani transformatora - koła są zawsze sztywno połączone z silnikiem spalinowym i silnikami / generatorami;
Brak rozrusznika - silnik spalinowy uruchamiany jest przez MG1 poprzez koła zębate w urządzeniu dystrybucji mocy;
Nie ma alternatora - prąd jest wytwarzany przez silniki / generatory w razie potrzeby.
Dlatego złożoność konstrukcji napędu hybrydowego Prius jest w rzeczywistości niewiele większa niż w przypadku konwencjonalnego samochodu. Ponadto nowe i nieznane części, takie jak silniki / generatory i PSD, mają wyższą niezawodność i dłuższą żywotność niż niektóre części, które zostały usunięte z projektu.
Eksploatacja pojazdu w różnych warunkach jazdy
Uruchomienie silnika Toyoty Prius
Aby uruchomić silnik, MG1 (podłączony do koła słonecznego) obraca się do przodu, wykorzystując energię elektryczną z akumulatora wysokiego napięcia. Jeśli pojazd jest nieruchomy, planetarne koło koronowe również pozostanie nieruchome. Obrót koła słonecznego wymusza zatem obrót satelity. Jest on podłączony do silnika spalinowego (ICE) i obraca go z prędkością 1/3,6 prędkości MG1. W przeciwieństwie do konwencjonalnego samochodu, który dostarcza paliwo i zapłon do silnika spalinowego, gdy tylko rozrusznik zaczyna go obracać, Prius czeka, aż MG1 rozpędzi silnik spalinowy do około 1000 obr./min. Dzieje się to w mniej niż sekundę. MG1 jest znacznie mocniejszy niż konwencjonalny rozrusznik. Aby silnik spalinowy mógł obracać się z tą prędkością, sam musi obracać się z prędkością 3600 obr./min. Uruchamianie ICE z prędkością 1000 obr./min nie powoduje prawie żadnego stresu, ponieważ jest to prędkość, z jaką ICE z przyjemnością poruszałby się z własnej energii. Ponadto Prius zaczyna strzelając tylko kilkoma cylindrami. Rezultatem jest bardzo płynny rozruch, pozbawiony hałasu i szarpnięć, co eliminuje zużycie związane z uruchamianiem konwencjonalnych pojazdów. Jednocześnie od razu zwrócę uwagę na częsty błąd mechaników i właścicieli: często dzwonią do mnie i pytają, co uniemożliwia dalszą pracę silnika spalinowego, dlaczego odpala przez 40 sekund i gaśnie. W rzeczywistości, podczas gdy okienko READY miga, LÓD NIE DZIAŁA! To MG1 go kręci! Choć wizualnie – pełne wrażenie odpalania silnika spalinowego, czyli Silnik spalinowy hałasuje, z rury wydechowej wydobywa się dym.
Gdy ICE zacznie działać z własnym zasilaniem, komputer steruje otwarciem przepustnicy, aby uzyskać odpowiednią prędkość biegu jałowego podczas rozgrzewania. Elektryczność nie zasila już MG1 i faktycznie, jeśli bateria jest słaba, MG1 może generować energię elektryczną i ładować baterię. Komputer po prostu tworzy MG1 jako generator zamiast silnika, nieco bardziej otwiera przepustnicę silnika spalinowego (do około 1200 obr./min) i odbiera prąd.
Toyota Prius zimny start
Gdy uruchamiasz Priusa z zimnym silnikiem, jego najwyższym priorytetem jest rozgrzanie silnika i katalizatora, aby uruchomić i uruchomić system zarządzania emisjami. Silnik będzie pracował przez kilka minut, aż to się stanie (jak długo zależy od rzeczywistej temperatury silnika i katalizatora). W tym czasie podejmowane są specjalne środki kontroli spalin podczas nagrzewania, w tym utrzymywanie węglowodorów ze spalin w absorberze, który zostanie później oczyszczony oraz praca silnika w specjalnym trybie.
Ciepły start Toyota Priu s
Gdy uruchomisz Priusa z rozgrzanym silnikiem, będzie on pracował przez krótki czas, a następnie się zatrzyma. Prędkość biegu jałowego będzie w zakresie 1000 obr/min.
Niestety nie da się zapobiec uruchomieniu ICE po włączeniu samochodu, nawet jeśli chcesz tylko przenieść się do pobliskiej windy. Dotyczy to tylko korpusów 10 i 11. W korpusie 20 stosowany jest inny algorytm startowy: naciśnij hamulec i naciśnij przycisk „START”. Jeśli VVB ma wystarczającą energię i nie włączysz nagrzewnicy w celu ogrzania kabiny pasażerskiej lub szyby, silnik spalinowy nie uruchomi się. Zaświeci się tylko napis „READY” (Totob) czyli auto jest CAŁKOWICIE gotowe do jazdy. Wystarczy przełączyć joystick (a wybór trybów na korpusie 20 dokonuje się joystickiem) na D lub R pozycję i zwolnij hamulec, idziesz!
Prius jest zawsze na bezpośrednim biegu. Oznacza to, że sam silnik nie jest w stanie dostarczyć całego momentu obrotowego potrzebnego do energicznej jazdy samochodem. Moment obrotowy do początkowego przyspieszenia jest dodawany przez silnik MG2, który obraca bezpośrednio koło koronowe przekładni planetarnej, która jest połączona z wejściem skrzyni biegów, której wyjście jest połączone z kołami. Silniki elektryczne zapewniają najlepszy moment obrotowy przy niskich obrotach, dzięki czemu idealnie nadają się do uruchamiania pojazdu.
Wyobraź sobie, że ICE pracuje, a samochód stoi, co oznacza, że MG1 kręci się do przodu. Elektronika sterująca zaczyna pobierać energię z MG1 i przekazywać ją do MG2. Teraz, kiedy czerpiesz energię z generatora, ta energia musi skądś pochodzić. Pojawia się pewna siła, która spowalnia obrót wału, a coś obracającego się musi oprzeć się tej sile, aby utrzymać prędkość. Opierając się temu „obciążeniu generatora”, komputer przyspiesza silnik, aby dodać dodatkową energię. Tak więc silnik spalinowy silniej obraca nośnik planetarny przekładni planetarnych, a generator MG1 próbuje spowolnić obrót koła słonecznego. Rezultatem jest siła na kole koronowym, która powoduje, że obraca się i porusza samochodem.
Przypomnijmy, że w przekładni planetarnej moment obrotowy ICE jest podzielony między 72% a 28% między koronę a słońce. Dopóki nie nacisnęliśmy pedału przyspieszenia, ICE po prostu się bawił i nie wytwarzał żadnego momentu obrotowego. Teraz jednak obroty wzrosły i 28% momentu obrotowego obraca MG1 jako generator. Pozostałe 72% momentu obrotowego jest przenoszone mechanicznie na koło koronowe, a tym samym na koła. Podczas gdy większość momentu obrotowego pochodzi z MG2, ICE faktycznie przenosi moment obrotowy na koła w ten sposób.
Teraz musimy wykombinować, jak 28% momentu obrotowego ICE, który jest przenoszony do MG1, może maksymalnie przyspieszyć rozruch samochodu - za pomocą MG2. Aby to zrobić, musimy wyraźnie odróżnić moment obrotowy od energii. Moment obrotowy jest siłą obrotową i podobnie jak w przypadku siły prostej, nie ma potrzeby zużywania energii na utrzymanie siły. Załóżmy, że wyciągasz wiadro z wodą. Wymaga energii. Jeśli wciągarka jest napędzana silnikiem elektrycznym, trzeba by było zasilać ją prądem. Ale kiedy podniesiesz wiadro do góry, możesz zaczepić je jakimś hakiem, prętem lub czymś innym, aby je utrzymać. Siła (ciężar łyżki) przyłożona do liny oraz moment obrotowy przenoszony przez linę na bęben wciągarki nie zanikały. Ale ponieważ siła się nie porusza, nie ma transferu energii i sytuacja jest stabilna bez energii. Podobnie, gdy samochód stoi, mimo że 72% momentu obrotowego silnika ICE jest przenoszone na koła, nie ma przepływu energii w tym kierunku, ponieważ koło koronowe nie obraca się. Koło słoneczne jednak szybko się kręci i choć otrzymuje tylko 28% momentu obrotowego, generuje dużo prądu. Z tego toku rozumowania wynika, że zadaniem MG2 jest podanie momentu obrotowego na wejście mechanicznej skrzyni biegów, która nie wymaga dużej mocy. Aby pokonać opór elektryczny, przez uzwojenia silnika musi przepływać dużo prądu, a energia ta jest tracona w postaci ciepła. Ale kiedy samochód jedzie powoli, ta energia pochodzi z MG1. Gdy samochód zaczyna się poruszać i nabiera prędkości, MG1 obraca się wolniej i wytwarza mniej mocy. Jednak komputer może nieco przyspieszyć silnik spalinowy. Teraz większy moment obrotowy pochodzi z ICE, a ponieważ większy moment obrotowy musi również przechodzić przez koło słoneczne, MG1 może utrzymać wysokie wytwarzanie energii. Zmniejszona prędkość obrotowa jest kompensowana wzrostem momentu obrotowego.
Do tego momentu unikaliśmy wspominania o akumulatorze, aby wyjaśnić, jak niepotrzebne jest wprawianie samochodu w ruch. Większość start-upów jest jednak wynikiem działania komputera, przenoszącego moc z akumulatora bezpośrednio do MG2.
Gdy samochód porusza się powoli, obowiązują ograniczenia prędkości dla silnika spalinowego. Wynika to z konieczności zapobiegania uszkodzeniom MG1, który będzie musiał się bardzo szybko obracać. Ogranicza to ilość energii wytwarzanej przez ICE. Ponadto kierowca byłby nieprzyjemny, gdyby usłyszał, że silnik spalinowy obraca się zbyt mocno, aby zapewnić płynny rozruch. Im mocniej wciśniesz pedał gazu, tym bardziej silnik spalinowy zwiększy obroty, ale także więcej energii będzie pobierane z akumulatora. Jeśli pedał jest opuszczony do podłogi, około 40% energii pochodzi z akumulatora, a 60% z silnika spalinowego przy prędkości około 40 km/h. W miarę przyspieszania auta i jednoczesnego wzrostu obrotów silnika dostarcza on najwięcej energii, osiągając ok. 75% przy 96 km/h, jeśli nadal wciskasz pedał do podłogi. Jak pamiętamy, energia silnika spalinowego obejmuje również to, co jest usuwane przez generator MG1 i przekazywane w postaci energii elektrycznej do silnika MG2. Przy 96 km/h MG2 faktycznie dostarcza większy moment obrotowy, a tym samym większą moc na koła, niż jest dostarczana przez przekładnię planetarną z ICE. Jednak większość energii elektrycznej, którą wykorzystuje, pochodzi z MG1, a zatem pośrednio z silnika spalinowego, a nie z akumulatora.
Przyspieszenie i podjazd Toyota Prius
Gdy wymagana jest większa moc, ICE i MG2 wspólnie wytwarzają moment obrotowy, aby napędzać pojazd w podobny sposób, jak opisano powyżej dla rozpoczęcia jazdy. Wraz ze wzrostem prędkości pojazdu moment obrotowy, który MG2 jest w stanie dostarczyć, zmniejsza się, gdy zaczyna działać przy limicie 33 kW. Im szybciej się obraca, tym mniejszy moment obrotowy może dostarczyć przy tej mocy. Na szczęście jest to zgodne z oczekiwaniami kierowcy. Kiedy normalny samochód przyspiesza, stopniowana skrzynia biegów przełącza się na wyższy bieg, a moment obrotowy na osi jest redukowany, aby silnik mógł zredukować obroty do bezpiecznej wartości. Chociaż odbywa się to za pomocą zupełnie innych mechanizmów, Prius ma takie same ogólne wrażenie, jak przyspieszanie w konwencjonalnym samochodzie. Główną różnicą jest całkowity brak „szarpania” podczas zmiany biegów, ponieważ po prostu nie ma skrzyni biegów.
Tak więc silnik spalinowy obraca nośnik planetarny przekładni planetarnych.
72% momentu obrotowego jest przenoszone mechanicznie na koła za pośrednictwem wieńca zębatego.
28% momentu obrotowego trafia do MG1 przez koło słoneczne, gdzie jest zamieniane na energię elektryczną. Ta energia elektryczna zasila MG2, co zwiększa moment obrotowy na kole koronowym. Im mocniej naciskasz pedał przyspieszenia, tym większy moment obrotowy wytwarza ICE. Zwiększa zarówno mechaniczny moment obrotowy przechodzący przez koronę, jak i ilość energii elektrycznej generowanej przez MG1 dla MG2 używanej do dodania jeszcze większego momentu obrotowego. W zależności od różnych czynników, takich jak stan naładowania akumulatora, nachylenie drogi, a zwłaszcza od siły nacisku na pedał, komputer może skierować dodatkową moc z akumulatora do MG2, aby zwiększyć jego udział. W ten sposób uzyskuje się przyspieszenie, wystarczające do jazdy po autostradzie tak dużym autem z silnikiem spalinowym o pojemności zaledwie 78 litrów. Z
Z drugiej strony, jeśli wymagana moc nie jest tak wysoka, iu część mocy wytwarzanej przez MG1 można wykorzystać do naładowania akumulatora nawet podczas przyspieszania! Należy pamiętać, że silnik spalinowy zarówno mechanicznie kręci kołami, jak i kręci generatorem MG1, zmuszając go do wytwarzania energii elektrycznej. To, co dzieje się z tą energią elektryczną i czy więcej energii elektrycznej jest dodawane z akumulatora, zależy od szeregu powodów, których nie wszyscy możemy wziąć pod uwagę. Za to odpowiada sterownik systemu hybrydowego pojazdu.
Po osiągnięciu stałej prędkości na płaskiej drodze moc, którą musi dostarczyć silnik, jest zużywana na pokonanie oporu aerodynamicznego i tarcia tocznego. To znacznie mniej niż moc potrzebna do wjechania pod górę lub przyspieszenia samochodu. Aby działać wydajnie przy niskiej mocy (a także nie hałasować), ICE pracuje na niskich obrotach. Poniższa tabela pokazuje, jaka moc jest potrzebna do poruszania się pojazdem z różnymi prędkościami na równej drodze i przybliżoną prędkością obrotową.
Zwróć uwagę, że wysoka prędkość pojazdu i niskie obroty silnika stawiają urządzenie dystrybucji mocy w interesującej pozycji: MG1 powinien teraz obracać się do tyłu, jak pokazano w tabeli. Obracanie się do tyłu powoduje, że satelity obracają się do przodu. Obroty satelitów sumują się z obrotem nośnika (z silnika spalinowego) i powodują, że koło koronowe obraca się znacznie szybciej. Jeszcze raz zauważam, że różnica polega na tym, że we wcześniejszym przypadku byliśmy zadowoleni z pomocy wysokich obrotów silnika spalinowego, aby uzyskać więcej mocy, nawet poruszając się z mniejszą prędkością. W nowym przypadku chcemy, aby ICE pozostawał na niskich obrotach, mimo że przyspieszyliśmy do przyzwoitej prędkości, aby ustawić mniejsze zużycie energii przy wysokiej wydajności. Z sekcji rozdzielacza mocy wiemy, że MG1 musi odwrócić moment obrotowy na koło słoneczne. Jest to niejako punkt podparcia dźwigni, za pomocą której silnik spalinowy obraca koło koronowe (a więc i koła). Bez oporu MG1 ICE po prostu obracałby MG1 zamiast prowadzić samochód. Gdy MG1 obracał się do przodu, łatwo było zauważyć, że ten wsteczny moment obrotowy może być generowany przez obciążenie regeneracyjne. Dlatego elektronika falownika musiała pobrać moc z MG1, a następnie pojawił się moment wsteczny. Ale teraz MG1 obraca się do tyłu, więc jak sprawić, by wytworzył ten wsteczny moment obrotowy? W porządku, jak moglibyśmy sprawić, by MG1 obracał się do przodu i wytwarzał moment obrotowy do przodu? Gdyby działał jak silnik! Jest odwrotnie: jeśli MG1 kręci się do tyłu i chcemy uzyskać moment obrotowy w tym samym kierunku, MG1 musi być silnikiem i obracać się za pomocą prądu dostarczanego przez falownik. To zaczyna wyglądać egzotycznie. ICE pcha, MG1 pcha, MG2 też pcha? Nie ma mechanicznego powodu, dla którego tak się nie dzieje. Na pierwszy rzut oka może wyglądać atrakcyjnie. Oba silniki i silnik spalinowy jednocześnie przyczyniają się do tworzenia ruchu. Ale musimy przypomnieć, że znaleźliśmy się w tej sytuacji, zmniejszając prędkość silnika spalinowego dla wydajności. Nie byłby to skuteczny sposób na zwiększenie mocy kół; w tym celu musimy zwiększyć obroty silnika i powrócić do wcześniejszej sytuacji, w której MG1 kręci się do przodu w trybie generatora. Jest jeszcze jeden problem: musimy dowiedzieć się, skąd będziemy czerpać energię do obracania MG1 w trybie silnika? Bateria? Możemy to robić przez chwilę, ale już niedługo będziemy musieli wyjść z tego trybu, wyjeżdżając bez naładowania baterii, aby przyspieszyć lub wspiąć się na górę. Nie, musimy odbierać tę energię w sposób ciągły, nie dopuszczając do rozładowania baterii. Doszliśmy więc do wniosku, że moc musi pochodzić z MG2, który musi działać jako generator. Czy MG2 generuje moc dla MG1? Ponieważ zarówno ICE, jak i MG1 dostarczają moc, która jest łączona przez przekładnię planetarną, zaproponowano nazwę „tryb łączenia mocy”. Jednak pomysł, aby MG2 wytwarzał moc dla silnika MG1 był tak sprzeczny z ludzkim rozumieniem systemu, że pojawiła się powszechnie przyjęta nazwa - "tryb heretycki". Przeanalizujmy to jeszcze raz i zmieńmy nasz punkt widzenia. Silnik spalinowy obraca satelitę na niskich obrotach. MG1 obraca koło słoneczne do tyłu. To powoduje, że satelity obracają się do przodu i zwiększają obroty koła koronowego. Koło koronowe nadal otrzymuje tylko 72% momentu obrotowego ICE, ale prędkość, z jaką obraca się pierścień, jest zwiększana przez ruch wsteczny MG1. Szybsze obracanie korony pozwala samochodowi jechać szybciej przy niskich obrotach silnika. MG2, niewiarygodnie, opiera się ruchowi samochodu jak generator i wytwarza energię elektryczną, która zasila MG1. Pojazd jest napędzany do przodu dzięki pozostałemu mechanicznemu momentowi obrotowemu z silnika spalinowego.
Możesz powiedzieć, że jedziesz w tym trybie, jeśli dobrze słyszysz obroty silnika spalinowego. Jedziesz do przodu z przyzwoitą prędkością i ledwo słyszysz silnik. Może być całkowicie zamaskowany przez hałas drogowy. Wyświetlacz Energy Monitor pokazuje dopływ energii z silnika ICE do kół oraz do silnika/generatora ładującego akumulator. Obraz może się zmieniać - procesy ładowania i rozładowywania akumulatora do silnika naprzemiennie w celu skręcania kół. Interpretuję tę zmianę jako kontrolę obciążenia regeneracyjnego MG2 w celu utrzymania stałej energii jazdy.