Hybrid Synergy Drive. În numele centralei electrice complet hibride a lui Prius, întrebările sunt ridicate doar de cel de-al doilea cuvânt de peste mări, asemănător cu „cățelușul” nostru. Aceasta este sinergie - eforturi comune. În Prius, lucrurile atât de bizare și diferite din toate punctele de vedere s-au unit sinergic și interacționează strâns încât însuși faptul alianței lor este derutant. În rest, sentimentul principal al mașinii multifațete și contradictorii este nedumerirea.
Ceea ce este el, un cumpărător conștiincios al celei de-a treia „Generații P”, atât dealerii japonezi, cât și cei ruși își imaginează perfect: este o persoană bogată, un individ deschis inovațiilor de înaltă tehnologie. Și nu contează că în Rusia acești doi nici măcar nu se cunosc. Există o înțelegere - Priusul rusesc nu va cumpăra și este inutil să încercați să le vindeți. Așa că hibridul se etalează pe geam ca o mașină de imagine a mărcii japoneze. Setul complet este maxim, prețul este prohibitiv, ia-l - nu vreau.
Bună ziua tuturor.
În ultima vreme s-a vorbit mult despre hibrizi, despre benzină scumpă, despre modalități de a economisi bani, dar este mult adevăr printre toate acestea. Nu este un secret pentru nimeni că oamenilor noștri le place să discute ceva, dar aproape că nu se luptă. Dar, din păcate, este puțin adevăr în toate acestea, pentru că mulți teoreticieni și analiști sunt divorțați.
Sunt un utilizator experimentat de priuse, le detin de cativa ani, momentan am 2 priuse: seria 20 si seria 30.
Voi încerca să fac o serie de articole despre mașinile hibride Toyota Prius.
Modele Prius:
10,11
1997 - 2003
20
2003 - 2009
1. Bateria nu tine mult, trebuie schimbata.
Unul dintre cele mai populare mituri :).
Toyota folosește baterii nichel-hidrură metalică, deoarece acestea
- rezistent la îngheț, intervalul de lucru al muncii lor -60 .. + 55;
- sunt ieftine de fabricat;
- practic lipsit de efect de memorie.
În plus, pachetul de baterii este format din blocuri mai mici, care, la rândul lor, sunt formate din celule, de fapt, baterii deget.
Întreaga unitate este controlată de un controler care utilizează capacitatea bateriei în intervalul de la 40 la 80%, ceea ce permite de mai multe ori prelungirea duratei de viață. Împărțirea în blocuri și celule permite, în cazul unei pierderi de capacitate, să „pompeze” bateriile uzate (această procedură este familiară celor care au așa-numitele încărcătoare inteligente, care într-un mod special produc o încărcare pentru a restabili bateria) și, de asemenea, opriți celulele deteriorate (prin analogie cu HDD-ul, când sectoarele rupte sunt oprite fără pierderi serioase în volumul total).
Anterior, Toyota a dat o garanție pentru 8 ani, acum sunt 10 ani. Trebuie înțeles că atunci când se folosește bateria într-un mod atât de blând, aceasta nu va putea eșua imediat, ci doar după o perioadă lungă de timp (10-15 ani) își va pierde ușor eficacitatea, ceea ce în cel mai rău caz. va afecta consumul, iar în cel mai bun caz va fi deloc invizibil.
Ce avem în practică: o baterie puternică, care constă dintr-un număr mare de celule mici, un controler inteligent care monitorizează starea bateriei și o folosește într-un mod de economisire, mașini care au fost conduse de mai bine de 10 ani ( seria 20 de priuse au fost produse în serie din 2003) și fără probleme cu baterie.
Cred că mulți au auzit că cineva din Prius avea o baterie nefuncțională, dar acest lucru se aplică în mare parte seriei 10 și 11 Prius, care au fost produse în serie din 1997 până în 2002, aveau un alt tip de baterie ( baterii uscate ) și acum, după 16 ani, unii dintre ei trebuie să înlocuiască parțial sau complet bateria.
2. Priusul funcționează cu o baterie.
Aiurea pură :)
Desigur, puteți porni forțat modul „EV”, în care va fi folosit doar motorul electric, dar trebuie să înțelegeți că Priusul funcționează pe benzină. Acesta este un vehicul pe benzină, iar componenta sa electrică este concepută pentru a îmbunătăți eficiența întregului sistem în ansamblu. Și cu cât eficiența este mai mare, cu atât este mai mare puterea cu un consum mai mic de combustibil. Și ca să nu vorbească despre motoare diesel, nimeni nu a atins încă eficiența lui Prius.
Bateria Prius este folosită ca un mic depozit de energie, din care o parte se evaporă într-o mașină normală în timpul frânării și se acumulează aici, o altă parte din această energie vine când motorul cu ardere internă este inactiv (de exemplu, pentru încălzire), o altă parte din această energie. o parte provine din coasting. Energia acumulată este folosită la creșterea vitezei.
3. Prius nu merge.
Merge, nu merge - acest lucru este destul de subiectiv. Orice proprietar Subaru iti va spune raspunsul la aceasta intrebare :).
Priusovody adesea îi place să se laude cu cât de rapid și bun este Prius-ul, unde nu te uiți, peste tot există o comparație a celui de-al 20-lea Prius cu Toyota Mark 2 (care are 2 sau chiar 2,2 litri sub capotă) și unde Prius îl face ca unul în picioare. Desigur, totul este greșit. Trebuie să comparăm cu colegii de clasă și cu mașinile moderne.
În ceea ce privește colegii de clasă Prius, pot spune cu siguranță că atunci când accelerează din loc, va fi mai dinamic decât colegii săi de clasă atmosferic de 1,8 - 2,0 litri, totuși, în comparație cu mașinile moderne precum Solaris sau Rio, care are 4 viteze. automat, 1.6 dviglo și 122 CP , taxiul prius doar la start, dar dacă începeți cursa cu o viteză de 40 km/h, al 20-lea Prius nu va putea avansa brusc.
În total, pe al 20-lea Prius are o pornire bruscă, un set de viteză lină la nivelul de 1,8 litri de aspirat.
Situația s-a îmbunătățit în al 30-lea model. Aici overclockarea la o sută este puțin mai mică (10,3 (deși unele date - 9,8) în anii 30 față de 10,6 în anii 20). A aparut modul POWER, in care se modifica setarile de functionare a sistemului hibrid astfel incat capacitatea de raspuns a pedalei de acceleratie sa fie mult imbunatatita, caracteristicile dinamice sunt imbunatatite in detrimentul usor al consumului. Nu sunt probleme aici să depășești un Civic mai puternic pe un utilaj de 144 CP, Solaris și Rio fumează nervos, Skoda 1.8TSI pierde doar primii 30-70m la start, apoi conduce, dar e de înțeles, 152 CP pentru Skoda comparativ cu 130 CP pentru Prius.
Pornirea bruscă a lui Prius se datorează prezenței unui motor electric de tracțiune, care, potrivit Toyota, este capabil să dezvolte un cuplu de 478 Nm la viteze de până la 22 km/h.
4. Hibrizii sunt periculoși de utilizat din cauza tensiunii înalte. (luat din club)
Inginerii care au proiectat mașini hibride s-au preocupat în primul rând de siguranță.
Principalele surse posibile de pericol:
Baterie
Bateria în sine este închisă de o carcasă metalică și constă din elemente de tipare. Întreținerea nu este necesară în condiții normale de funcționare. Protejat împotriva scurgerilor de electroliți. Contactele sunt ascunse și acoperite în siguranță. Când mașina este oprită, contactorii bateriei o deconectează de restul mașinii. Parametrii de temperatură, curenți și alte lucruri sunt controlați de un computer separat.
Cablaj
Cablurile de înaltă tensiune ajung la compartimentul motor sub podea. Cablurile sunt ecranate cu grijă și marcate cu portocaliu. În viața obișnuită, este dificil să ajungi la ele atât din exterior, cât și din interior.
Instalare hibridă/invertor
Invertorul se află în compartimentul motorului. Inchis cu o carcasa metalica puternica. Răcit de un sistem de răcire separat. Cablurile de alimentare de intrare și de ieșire sunt, de asemenea, ecranate și ascunse pentru a nu se prinde din neatenție.
Toate componentele de putere sunt monitorizate constant de sisteme electronice. În cazul unui accident, automatizarea întrerupe toți consumatorii și scoate la curent toate sursele de energie.
Și, din câte se știe, nu au fost înregistrate cazuri de șoc electric. (nici meșterii cu mâinile strâmbe nu au fost raportați)
5. Hibrizii sunt incomod în cabină, este puțin spațiu în portbagaj din cauza bateriei
Există mult spațiu în cabină, în acest indicator Prius este aproape egal cu Camry, +/- câțiva centimetri.
Acest lucru se datorează faptului că lungimea totală este de 4370, în timp ce centrala hibridă ocupă destul de mult spațiu sub capotă.
În ceea ce privește portbagajul, acesta este foarte mare, iar bateria ocupă foarte puțin spațiu și se află aproape sub bancheta din spate.
După cum am scris mai sus, bateria funcționează bine la -60. În plus, majoritatea priuselor sunt echipate cu elemente electrice de încălzire pentru o încălzire mai rapidă. Iar la Prius de 30 m au adăugat opțiunea de a încălzi rapid motorul de la rezonator.
În plus, trebuie să înțelegeți că Prius nu are un demaror familiar pentru toată lumea, care abia vă întoarce mașinile obișnuite pe vreme rece, există un motor puternic care învârte motorul cu ardere internă până la 1000 rpm într-o jumătate de secundă. În același timp, pentru șoferii obișnuiți există întotdeauna întrebarea de a se încălzi sau de a nu se încălzi, totul este mai simplu aici, deoarece la viteze mici, cea mai mare parte a sarcinii cade pe motorul electric, care cu siguranță nu are nevoie de încălzire.
Dar în această dimineață era -17, încălzirea completă a mașinii a fost exact 5 minute. Încălzirea completă înseamnă: transpirație la toate ferestrele, temperatura în cabină este de +20.
7. Priuses nu au unde să servească
Am scris deja despre baterie, nu trebuie întreținută, iar în ceea ce privește motorul electric și invertorul, situația este aceeași cu ele - nu sunt deservite. Ei bine, acolo nu există piese mecanice complexe, cum ar fi, de exemplu, într-o cutie automată, care, la rândul său, durează destul de mult timp în mașinile obișnuite (80-100 mii sau mai mult), dar nu există deloc o mecanică atât de complexă. , ceea ce înseamnă că durata de viață este mai multă comandă.
8. Prius este greu de gestionat
Trebuie să înțelegeți că Prius funcționează ca mașinile obișnuite cu transmisie automată, dar că linitatea incredibilă a mersului, accelerația, absența zgârieturilor la comutarea vitezelor vă vor încânta cu siguranță :).
Ei bine, în general, totul, aștept întrebări și critici în comentarii și
Toyota Prius 10- primul automobil hibrid ușor produs în serie. În aparență, nu diferă mult de mașinile mici Toyota. Sub capota acestei mașini, designerii au reușit să instaleze două motoare: una pe benzină de un litru și jumătate. 1nz-fxе producând 58 de cai putere bazat pe principiul Atkinson și un motor electric cu o capacitate de 35 de cai. Întreaga centrală electrică în prius 10, inclusiv motor-generatoare este situat sub capotă, (de exemplu, la mașinile hibride cu tracțiune integrală, motoarele electrice sunt în spate).
V prius 10 nu există piese și mecanisme care sunt prezente în alte mașini obișnuite, cum ar fi un generator, un demaror, o cutie de viteze. Toate aceste funcții sunt îndeplinite de motoare electrice. Pentru a porni mașina, nu trebuie să „întoarceți demarorul”, doar rotiți cheia în poziția de pornire și eliberați-o imediat, mașina, după o jumătate de secundă, va porni motorul pe benzină. În loc de cutie de viteze, există o mașină planetară în mașină, care permite mașinii să se miște fără scuturi și scuturi. De asemenea, sub capotă se află un invertor - un dispozitiv care convertește curentul continuu în curent alternativ și invers. Invertorul este un dispozitiv destul de scump. Apoi îi sperie pe cei care vor să cumpere o mașină hibridă. De fapt, invertorul este destul de fiabil și eșuează numai din cauza supraîncălzirii sistemului de răcire din cauza scurgerilor de antigel sau a defecțiunii pompei sistemului de răcire. Le pe prius 10 Două. Unul pentru răcirea invertorului, al doilea, la fel ca la o mașină obișnuită, există pentru a răci motorul pe benzină și pentru a încălzi interiorul mașinii în sezonul rece. O altă parte destul de importantă și discutată a sistemului hibrid este bateria (BBB). Pe Toyota prius 10 BBB este situat în spatele banchetei din spate a mașinii și ocupă mult spațiu. Bateria de înaltă tensiune, ca și invertorul, nu este mai puțin costisitoare. Dar bateria nu se poate strica imediat, ca orice altă parte a mașinii. Vvb este fabricat de PANASONIC și constă din elemente DC. Există un număr diferit de ele în diferite modele. Ele diferă și ca aspect. Pe Toyota Prius 10 bateria este formată din ceea ce se numește bambus. Sunt 40 dintre ei. Dacă unul dintre elemente încetează să mențină tensiunea necesară, unitatea de control electronic detectează acest lucru și emite un triunghi roșu pe placa de informații. În același timp, șoferul nu va simți schimbarea caracteristicilor operaționale. Trebuie doar să înlocuiți elementul deteriorat. Dacă elementul defect al bateriei nu este înlocuit, atunci acesta va începe să risipească restul bateriei. Funcționarea în acest mod duce la defectarea altor baterii. Și dacă bateria nu este reparată, atunci puteți conduce la înlocuirea completă a BBB. De exemplu, o baterie nouă costă aproximativ 300 tr. Pe prius 10 prima generatie TOYOTA a dat o garanție de 10 ani pe baterie. La vehiculele hibride moderne, elementele WWB vin cu o garanție pe întreaga durată de viață a vehiculului. În interiorul mașinii prius 10 panoul de instrumente este situat într-un mod destul de neobișnuit. Nu există tahometru (indicator de turație a motorului), nu există senzor de temperatură a lichidului de răcire. De fapt, dacă tratezi o mașină ca pe un mijloc de transport, ele nu sunt necesare. Pe placa electronică, care se află în mijloc, doar cele mai necesare informații: vitezometru (indicator de viteză), odometru (indicator de kilometraj al vehiculului), indicatorul cantității de combustibil rămase în rezervor, indicatorul de selecție a mișcării (PRNDB). ), și indicatorul READY, care indică disponibilitatea de a muta... De asemenea, în mijlocul panoului frontal există un display multiplu, care afișează diverse tipuri de informații, de la diagnosticarea motorului până la controlul sistemului de sunet. Dacă unitatea de control Toyota Prius 10 găsește orice problemă în mașină, pictograma corespunzătoare se va aprinde pe ecran, însoțită de un sonerie și nu contează deloc ce face afișajul tău. Selectorul de viteze se află în stânga volanului. Există doar două trepte de viteză: înainte și înapoi. Există și modul „B”, care este folosit pentru a preveni supraîncălzirea plăcuțelor de frână în timpul unei coborâri lungi de pe munte. Prius 10 are doua airbag-uri. Climatizarea Prius are două moduri. Primul este alimentat de energie electrică și, atunci când este utilizat, nu crește consumul de combustibil ca mașinile convenționale. Al doilea trebuie folosit pe vreme foarte caldă, deoarece atunci când este pornit are loc o răcire maximă, dar motorul pe benzină nu se blochează în același timp și crește consumul de combustibil.
Salon
Noua mașină s-a remarcat printr-o aerodinamică excelentă pentru clasa sa, prezentând un coeficient de 0,3. Aspectul neobișnuit a fost completat de echipamente interioare nu mai puțin originale.
Interior Toyota Prius din prima generație
O caracteristică a scaunelor a fost amplasarea lor înaltă (în comparație cu alte sedanuri). Datorită acestei inovații, vizibilitatea s-a îmbunătățit, intrarea și ieșirea din șofer și pasageri a devenit mai ușoară.
Pe lângă airbag-urile șoferului și pasagerului, centurile de siguranță echipate cu dispozitive de pretensionare și limitatoare de forță, precum și tetierele, care protejează împotriva rănilor gâtului în cazul unui impact în spate, au asigurat protecție în caz de accident. La realizarea corpului din oțel s-au luat în considerare ultimele realizări în domeniul siguranței pasive.
Tabloul de bord din cabina 10 a fost amplasat direct sub parbriz, ceea ce a permis șoferului să conducă mai concentrat, monitorizând atât performanța, cât și situația drumului. Consola centrală era echipată cu un ecran tactil, pe care, pe lângă starea sistemului muzical, era vizibilă schema de funcționare a conducerii.
Pârghia impunătoare a transmisiei automate era amplasată pe coloana de direcție și nu era conectată direct la transmisie. Sarcina lui era să trimită semnale către unitatea de control, care era responsabilă de funcționarea sistemului de propulsie. Pe lângă pozițiile standard ale pârghiei (P, N, D, R), a existat un mod special de frânare B (Frână), în care motorul electric a intrat în funcțiune.
Echipamente
Cea mai accesibilă versiune 10 avea deja:
- sticla cu protectie UV;
- control de la distanță a încuietorului;
- al 2-lea airbag;
- aer conditionat.
În cea mai scumpă versiune, cumpărătorul a primit și ornamente din piele, un CD player și navigație.
Unitate de putere
Centrala electrică a lui Prius 10 a fost reprezentată de benzină, a cărei muncă a fost efectuată în conformitate cu ciclul Atkison (eficiență ridicată într-un interval de turații relativ mic). A fost posibilă creșterea tracțiunii folosind un motor electric sincron de 30 kW. Împreună cu generatorul și convertorul de curent, aceste elemente erau amplasate sub capota hibridului Toyota.
Bateria, produsă de Panasonic, a fost amplasată inițial în spatele scaunelor din spate (în poziție verticală). Sarcina invertorului a fost de a converti curentul continuu în curent alternativ (și invers), precum și de a reduce tensiunea la standardul de 13,8 V necesar pentru aparatele electrice auto.
Cutia de viteze planetară a fost partea centrală a sistemului de propulsie și a unit principalele elemente ale instalației hibride. Nu a existat deloc demaror în Prius 10, deoarece generatorul i-a preluat rolul.
Rezervorul de benzină era situat sub bancheta din spate și era un container elastic care se umfla pe măsură ce se umplea cu combustibil. Contactul minim al benzinei cu mediul înconjurător, evaporarea aproape complet absentă au făcut parte din conceptul de ecologic, care a stat la baza primului hibrid de producție de la Toyota.
Specificații
XW10 a avut caracteristici tehnice bune și în timpul primului test (doar la primul!) a atras răspunsuri entuziaste de la experți și jurnalişti.
Dimensiuni (editare)
Prius 10 avea următoarele caracteristici:
- dimensiuni caroserie (mm) - lungime (4275), latime (1695) si inaltime (1490);
- dimensiunile unei cabine cu cinci locuri cu două rânduri de scaune - lungime (1850), lățime (1400) și înălțime (1250);
- spațiu liber - 140 mm;
- ampatament - 2550 mm;
- raza de viraj (minima) - 4,7 m;
- volumul rezervorului - 50 litri (umplut).
Parametrii grupului motopropulsor hibrid
Centrala electrică a hibridului XW10 a avut următorii parametri:
- deplasarea motorului marca 1NX-FXE - 1497 cc (1,5 l);
- cuplu - 102 N * m (10 kg * m) la 4000 rpm;
- putere - 58 CP (43 kW) la 4000 rpm;
- consum - 3,6 litri la 100 km;
- cuplul motorului electric este de 305 Nm.
Lucrul în comun al motorului cu ardere internă și al motorului electric, combinat cu o bună aerodinamică a caroseriei, au demonstrat o accelerare sigură. Cu toate acestea, încărcarea bateriei nu a fost suficientă pentru accelerarea prelungită - o broască țestoasă a apărut pe tabloul de bord, indicând necesitatea reducerii vitezei.
Restyling
XW10 este primul model de mașină hibrid. Ulterior, a fost actualizat cu succes.
După restyling în 2000, Prius XW10 a fost vândut în Europa și Statele Unite.
La hibridele Toyota Prius produse în 2000, pe lângă reînnoirea exterioară a caroseriei (barele de protecție și iluminare noi, precum și o aripă din spate montată pe portbagaj), au apărut și trape încorporate în locurile din spate. Datorită lor, a devenit mai ușor să transportați articole voluminoase.
Toyota Prius 11 a devenit, de asemenea, mai puternică, benzina a început să producă 72 CP, iar puterea motorului electric a fost de 33 kW. Rolul decisiv l-au avut și bateriile compacte (au scăzut cu 40%), care au început să fie dispuse orizontal.
Grija pentru mediu
Respectarea mediului a hibrizilor japonezi Prius 10 a fost asigurată prin reducerea emisiilor, folosind polimeri ușori în ceea ce privește reciclarea, care simplifică eliminarea mașinilor vechi. Caroseriile mașinilor uzate au fost restaurate sau aruncate. Toyota a derulat chiar și un program de colectare și reciclare a bateriilor.
În ceea ce privește emisiile, nivelul acestora a fost de doar 10% din valorile stabilite de legislația japoneză. Pentru reglementările de mediu din Australia, valorile au fost și mai mici. Consumul redus de combustibil a contribuit, de asemenea, la reducerea emisiilor de CO2 (dioxid de carbon).
Toyota Prius Funcționarea vehiculului în diferite moduri de conducere
Date comparative ale mașinilor Prius din anii de model diferiți
Motor cu combustie interna Toyota Prius
Toyota Prius are un motor cu ardere internă (ICE), neobișnuit de mic pentru o mașină care cântărește 1300 kg, cu un volum de 1497 cm ". Acest lucru este posibil prin prezența motoarelor electrice și a unei baterii care ajută ICE atunci când este nevoie de mai multă putere. o mașină convențională, motorul este proiectat pentru accelerație mare și conducere pe un deal abrupt, așa că funcționează aproape întotdeauna cu eficiență (eficiență) scăzută.Pe al 30-lea carosabil, este folosit un alt motor, 2ZR-FXE, cu un volum de 1,8 litri. Deoarece mașina nu poate fi conectată la rețeaua de alimentare a orașului (care este planificată de inginerii japonezi în viitorul apropiat), nu există o altă sursă de energie pe termen lung și acest motor trebuie să furnizeze energie pentru a încărca bateria, precum și pentru a muta mașina și a alimenta consumatori suplimentari, cum ar fi aer condiționat, încălzire electrică, sunet etc. .d. Denumirea Toyota pentru motor Prius - 1NZ-FXE. Prototipul acestui motor este motorul 1NZ-FE, care a fost instalat pe mașinile Yaris, Bb, Fun Cargo ", Platz. Designul multor părți ale motoarelor 1NZ-FE și 1NZ-FXE este același. De exemplu, blocuri de cilindri Bb, Fun Cargo, Platz și Prius 11 Cu toate acestea, motorul 1NZ-FXE utilizează o schemă diferită de formare a amestecului și, în consecință, există diferențe de proiectare.Motorul 1NZ-FXE implementează ciclul Atkinson, în timp ce motorul 1NZ-FE folosește ciclul convențional Otto.
Într-un motor cu ciclu Otto, în timpul procesului de admisie, amestecul aer/carburant intră în cilindru. Cu toate acestea, presiunea din galeria de admisie este mai mică decât în cilindru (deoarece debitul este controlat de supapa de accelerație) și, prin urmare, pistonul face lucrarea suplimentară de aspirare a amestecului aer-combustibil, acționând ca un compresor. Supapa de admisie se închide aproape de punctul mort inferior. Amestecul din cilindru este comprimat și aprins în momentul în care se aplică scânteia. În schimb, ciclul Atkinson nu închide supapa de admisie în centrul mort inferior, ci o lasă deschisă pe măsură ce pistonul începe să crească. O parte din amestecul aer-combustibil este forțată în galeria de admisie și utilizată într-un alt cilindru. Astfel, pierderile prin pompare sunt reduse comparativ cu ciclul Otto. Deoarece volumul amestecului, care este comprimat și ars, este redus, presiunea în timpul comprimării cu o astfel de schemă de formare a amestecului scade și ea, ceea ce face posibilă creșterea raportului de compresie la 13, fără riscul de lovire. Creșterea raportului de compresie crește eficiența termică. Toate aceste măsuri contribuie la îmbunătățirea eficienței combustibilului și la respectarea mediului înconjurător al motorului. Costul este o reducere a puterii motorului. Deci motorul 1NZ-FE are o putere de 109 CP, iar motorul 1NZ-FXE are 77 CP.
Motor / Alternatoare Toyota Prius
Toyota Prius are doua motoare/generatoare electrice. Sunt foarte asemănătoare ca design, dar diferă ca mărime. Ambele sunt motoare sincrone trifazate cu magnet permanent. Numele este mai complicat decât designul în sine. Rotorul (partea care se rotește) este un magnet mare, puternic și nu are conexiuni electrice. Statorul (partea staționară atașată la caroseria mașinii) conține trei seturi de înfășurări. Când curentul curge într-o anumită direcție printr-un set de înfășurări, rotorul (magnetul) interacționează cu câmpul magnetic al înfășurării și este setat într-o anumită poziție. Trecând curent secvențial prin fiecare set de înfășurări, mai întâi într-o direcție și apoi în alta, puteți muta rotorul dintr-o poziție în următoarea și astfel îl puteți roti. Desigur, aceasta este o explicație simplificată, dar arată esența acestui tip de motor. Dacă rotorul este rotit de o forță externă, curentul electric circulă pe rând în fiecare set de înfășurări și poate fi folosit pentru a încărca o baterie sau pentru a alimenta un alt motor. Astfel, un dispozitiv poate fi un motor sau un generator, în funcție de faptul dacă curentul este trecut în înfășurări pentru a atrage magneții rotorului sau curentul este eliberat atunci când o forță externă rotește rotorul. Acest lucru este și mai simplificat, dar va servi ca o explicație profundă.
Motorul / Generatorul 1 (MG1) este conectat la dispozitivul solar de distribuție a energiei (PSD). Este cel mai mic dintre cele două și are o putere maximă de aproximativ 18 kW. De obicei, pornește motorul cu ardere internă și reglează turația motorului cu ardere internă modificând cantitatea de electricitate produsă. Motorul/generatorul 2 (MG2) este conectat la inelul angrenajului planetar (dispozitiv de distribuție a puterii) și apoi printr-o cutie de viteze la roți. Prin urmare, el conduce direct mașina. Este cel mai mare dintre cele două motogeneratoare și are o putere maximă de 33 kW (50 kW pentru Prius NHW-20). MG2 este uneori denumit „motor de tracțiune” și rolul său obișnuit este de a propulsa un vehicul ca motor sau de a returna energia de frânare ca generator. Ambele motoare/generatoare sunt racite cu antigel.
Invertor Toyota Prius
Deoarece motoarele / generatoarele funcționează pe curent alternativ trifazat, iar bateria, ca toate bateriile, produce curent continuu, este nevoie de un fel de dispozitiv pentru a converti un tip de curent în altul. Fiecare MG are un „invertor” care îndeplinește această funcție. Invertorul învață poziția rotorului de la un senzor de pe arborele MG și controlează curentul din înfășurările motorului pentru a menține motorul în funcțiune la turația și cuplul dorit. Invertorul modifică curentul înfășurării atunci când polul magnetic al rotorului trece de înfășurarea respectivă și trece la următorul. În plus, invertorul conectează tensiunea bateriei la înfășurări și apoi o oprește din nou foarte repede (la frecvență înaltă) pentru a modifica curentul mediu și, prin urmare, cuplul. Prin utilizarea „autoinductanței” înfășurărilor motorului (o proprietate a bobinelor electrice care rezistă la schimbarea curentului), invertorul poate trece de fapt mai mult curent prin înfășurare decât extrage din baterie. Funcționează numai atunci când tensiunea peste înfășurări este mai mică decât tensiunea bateriei, prin urmare energia este conservată. Cu toate acestea, deoarece valoarea curentului prin înfășurare determină cuplul, acest curent permite atingerea unui cuplu foarte mare la turații reduse. Până la aproximativ 11 km / h, MG2 este capabil să genereze un cuplu de 350 Nm (400 Im pentru Prius NHW-20) pe cutia de viteze. Acesta este motivul pentru care mașina poate porni cu o accelerație acceptabilă fără a utiliza cutia de viteze, ceea ce crește de obicei cuplul motorului cu ardere internă. În cazul unui scurtcircuit sau supraîncălzire, invertorul oprește partea de înaltă tensiune a mașinii. În același bloc cu invertorul, este amplasat și un convertor, care este proiectat pentru a inversa conversia tensiunii alternative în direct -13,8 volți. Pentru a ne abate puțin de la teorie, puțină practică: invertorul, ca și generatoarele cu motor, este răcit dintr-un sistem de răcire independent. Acest sistem de răcire este alimentat de o pompă electrică. Dacă pe al 10-lea corp această pompă pornește atunci când temperatura din circuitul hibrid de răcire atinge aproximativ 48 ° C, atunci pe al 11-lea și al 20-lea corp se aplică un algoritm diferit pentru funcționarea acestei pompe: fiți „la bord” cel puțin -40 grade, pompa își va începe în continuare activitatea la pornirea contactului. În consecință, resursele acestor pompe sunt foarte, foarte limitate. Ce se întâmplă atunci când pompa se blochează sau arde: antigelul, conform legilor fizicii, sub încălzire de la MG (în special MG2) se ridică în invertor. Și în invertor, acesta trebuie să răcească tranzistoarele de putere, care se încălzesc semnificativ sub sarcină. Rezultatul este eșecul lor, adică. cea mai frecventă greșeală pe corpul 11: P3125 - defecțiune a invertorului din cauza unei pompe ars. Dacă în acest caz, tranzistoarele de putere rezistă la un astfel de test, atunci înfășurarea MG2 se arde. Aceasta este o altă greșeală comună pe corpul 11: P3109. Pe corpul 20, inginerii japonezi au îmbunătățit pompa: acum rotorul (rotorul) se rotește nu în plan orizontal, unde toată sarcina merge către un rulment de sprijin, ci în cel vertical, unde sarcina este distribuită uniform pe 2 rulmenți. . Din păcate, acest lucru a adăugat puțină fiabilitate. Doar în aprilie-mai 2009, în atelierul nostru au fost înlocuite 6 pompe pe 20 de corpuri. Sfaturi practice pentru proprietarii de 11 și 20 Prius: faceți o regulă să deschideți capota timp de 15-20 de secunde cel puțin o dată la 2-3 zile când contactul este pus sau mașina este în funcțiune. Veți vedea imediat mișcarea antigelului în rezervorul de expansiune al sistemului hibrid. După aceea, puteți conduce în siguranță. Dacă mișcarea antigelului nu este acolo, nu poți merge cu mașina!
Baterie de înaltă tensiune Toyota Prius
Baterie de înaltă tensiune(abreviat VVB Toyota Prius Caroseria Prius 10 este formată din 240 de celule cu o tensiune nominală de 1,2 V, foarte asemănătoare cu o baterie de lanterne de mărimea D, combinată în 6 bucăți, în așa-numitele „bambus” (există o ușoară asemănare la aspect). „Bambus” sunt instalate în 20 de bucăți în 2 cutii. Tensiunea nominală totală a VVB este de 288 V. Tensiunea de funcționare fluctuează în modul inactiv de la 320 la 340 V. Când tensiunea scade la 288 V în VVB, pornirea ICE devine imposibilă. Simbolul bateriei cu pictograma „288” în interior se va aprinde pe ecranul de afișare. Pentru a porni motorul cu ardere internă, japonezii din al 10-lea corp au folosit un încărcător standard, care poate fi accesat din portbagaj. Întrebări frecvente, cum să-l folosești? Răspunsul este: în primul rând, repet că poate fi folosit doar atunci când pictograma „288” este aprinsă pe afișaj. În caz contrar, când apăsați butonul „START”, veți auzi pur și simplu un scârțâit urât, iar lumina roșie „eroare” se va aprinde. În al doilea rând: trebuie să conectați un „donator” la bornele unei baterii mici. fie un încărcător, fie o baterie puternică bine încărcată (dar în niciun caz un starter!). După aceea, cu contactul oprit, apăsați butonul „START” timp de cel puțin 3 secunde. Când se aprinde ledul verde, VVB va începe să se încarce. Se va termina automat în 1-5 minute. Această încărcare este suficientă pentru 2-3 porniri ale motorului cu ardere internă, după care VVB va fi încărcat de la convertor. Dacă 2-3 porniri nu au dus la pornirea motorului cu ardere internă (și, în același timp, „READY” de pe afișaj nu ar trebui să clipească, ci să ardă constant), atunci este necesar să opriți pornirile inutile și să căutați cauza a defecțiunii. În al 11-lea corp, VVB este format din 228 de elemente de 1,2 V fiecare, combinate în 38 de ansambluri de 6 elemente, cu o tensiune nominală totală de 273,6 V.
Întreaga baterie este instalată în spatele banchetei din spate. În același timp, elementele nu mai sunt „bambus” portocalii, ci sunt module plate în carcase de plastic gri. Curentul maxim al bateriei este de 80 A la descărcare și de 50 A la încărcare. Capacitatea nominală a bateriei este de 6,5 Ah, cu toate acestea, electronica vehiculului permite doar 40% din această capacitate să fie utilizată pentru a prelungi durata de viață a bateriei. Starea de încărcare se poate modifica doar între 35% și 90% din încărcarea nominală completă. Înmulțind tensiunea bateriei și capacitatea acesteia, obținem rezerva nominală de energie - 6,4 MJ (megajouli), iar rezerva utilizată - 2,56 MJ. Această energie este suficientă pentru a accelera mașina, șoferul și pasagerul până la 108 km/h (fără ajutorul motorului cu ardere internă) de patru ori. Pentru a produce această cantitate de energie, un motor cu ardere internă ar necesita aproximativ 230 de mililitri de benzină. (Aceste cifre sunt furnizate doar pentru a vă oferi o idee despre cantitatea de energie stocată în baterie.) Mașina nu poate fi condusă fără combustibil, chiar dacă pornește de la 90% din încărcarea nominală completă pe o pantă lungă. De cele mai multe ori aveți aproximativ 1 MJ de putere utilizabilă a bateriei. O mulțime de VVB intră în reparație imediat după ce proprietarul rămâne fără benzină (pictograma „Verificați motorul” și un triunghi cu un semn de exclamare se vor aprinde pe afișaj), dar proprietarul încearcă să „reziste” până la realimentare. După scăderea tensiunii la elementele sub 3 V - acestea „mor”. Pe cei 20 de corpuri, inginerii japonezi au mers pe cealaltă direcție pentru a crește puterea: au redus numărul de elemente la 168, adică au lăsat 28 de module. Dar pentru utilizarea în invertor, tensiunea bateriei este ridicată la 500V cu un dispozitiv special de rapel. O creștere a tensiunii nominale MG2 în corpul NHW-20 a făcut posibilă creșterea puterii sale până la 50 kW fără a modifica dimensiunile.
Prius are și o baterie auxiliară. Aceasta este o baterie plumb acid de 12 volți, 28 amperi-oră, situată în partea stângă a portbagajului (în cutia de 20 - în dreapta). Scopul său este de a alimenta electronicele și accesoriile atunci când sistemul hibrid este oprit și releul principal al bateriei de înaltă tensiune este oprit. Când sistemul hibrid funcționează, sursa de 12 volți este un convertor DC / DC de la sistemul de înaltă tensiune la 12 V DC. De asemenea, reîncarcă bateria auxiliară atunci când este necesar. Principalele unități de control comunică prin magistrala CAN internă. Sistemele rămase comunică prin intermediul rețelei interne de electronică a corpului. VVB are, de asemenea, propria sa unitate de control, care monitorizează temperatura elementelor, tensiunea pe ele, rezistența internă și, de asemenea, controlează ventilatorul încorporat în VVB. Pe al 10-lea corp există 8 senzori de temperatură, care sunt termistori, pe „bambuși” înșiși și 1 - senzorul general pentru controlul temperaturii aerului VVB. Pe corpul 11 -4 +1 și pe 20-m-3 + 1.
Dispozitiv de distribuție a puterii Toyota Prius
Cuplul și energia motorului cu ardere internă și a motoarelor / generatoarelor sunt combinate și distribuite de un set de angrenaje planetare numit de Toyota un dispozitiv Power Split (PSD). Deși nu este dificil de fabricat, acest dispozitiv este destul de greu de înțeles și chiar mai dificil de luat în considerare în context complet toate modurile de funcționare ale unității. Prin urmare, vom dedica alte câteva subiecte discuției despre dispozitivul de distribuție a energiei electrice. Pe scurt, permite Prius să funcționeze simultan atât în moduri de funcționare secvențiale, cât și în mod paralel-hibrid și să profite de unele dintre beneficiile fiecărui mod. ICE poate roti roțile direct (mecanic) prin PSD. În același timp, o cantitate variabilă de energie poate fi extrasă din motorul cu ardere internă și transformată în energie electrică. Poate încărca o baterie sau poate fi transferat la unul dintre motoare/generatoare pentru a ajuta la întoarcerea roților. Flexibilitatea acestei distribuții a puterii mecanice/electrice îi permite lui Prius să îmbunătățească eficiența consumului de combustibil și să gestioneze emisiile în timpul conducerii, ceea ce nu este posibil cu legătura mecanică strânsă dintre motorul cu ardere internă și roți, ca într-un hibrid paralel, dar fără pierderi. de energie electrică, ca într-un hibrid în serie. Deseori se spune despre Prius că are o transmisie CVT (Continue Variable Transmission) - o transmisie continuu variabilă sau „constant-variable”, care este dispozitivul de distribuție a puterii PSD. Cu toate acestea, o transmisie convențională variabilă continuu funcționează exact în același mod ca o transmisie normală, cu excepția faptului că raportul de transmisie se poate schimba continuu (lini) mai degrabă decât într-un interval mic de pași (prima treaptă, a doua treaptă etc.). Puțin mai târziu, vom analiza modul în care PSD diferă de o transmisie convențională variabilă continuă, adică variator.
Cea mai frecventă întrebare despre cutia Prius este ce fel de ulei se toarnă acolo, cât de mult în volum și cât de des trebuie schimbat. Foarte des există o astfel de concepție greșită în rândul lucrătorilor din service-ul auto: deoarece nu există jojă în crustă, înseamnă că nu este nevoie să schimbați uleiul acolo. Această concepție greșită a dus la moartea a mai mult de o cutie.
10 corp: fluid de lucru T-4 - 3,8 litri.
11 corp: fluid de lucru T-4 - 4,6 litri.
20 corp: fluid de lucru ATF WS - 3,8 litri. Perioada de înlocuire: după 40 de mii de km. Conform termenilor japonezi, uleiul se schimbă la fiecare 80 de mii de km, dar pentru condiții de funcționare deosebit de dificile (și japonezii atribuie funcționarea mașinilor în Rusia acestor condiții deosebit de dificile - și suntem solidari cu ele), uleiul ar trebui schimbat. de 2 ori mai des.
Vă voi spune despre principalele diferențe în întreținerea cutiilor, adică. despre schimbarea uleiului. Dacă în al 20-lea corp, pentru a schimba uleiul, trebuie doar să deșurubați dopul de scurgere și, după ce l-ați golit pe cel vechi, completați cu ulei nou, atunci pe al 10-lea și al 11-lea corpuri nu este atât de simplu. Proiectarea vasului de ulei pe aceste mașini este realizată în așa fel încât, dacă deșurubați doar dopul de scurgere, atunci doar o parte din ulei se va scurge și nu cea mai murdară. Și 300-400 de grame din cel mai murdar ulei cu alte resturi (bucăți de etanșant, produse de uzură) rămân în tigaie. Prin urmare, pentru a schimba uleiul, trebuie să scoateți tava cutie și, după ce ați turnat murdăria și l-ați curățat, puneți-o înapoi. La scoaterea paletului, primim un alt bonus suplimentar - putem diagnostica starea cutiei prin uzura produselor din palet. Cel mai rău lucru pentru proprietar este când vede așchii galbeni (bronz) în partea de jos a paletului. O astfel de cutie nu are mult de trăit. Garnitura tăvii este din plută, iar dacă orificiile de pe ea nu au căpătat formă ovală, poate fi refolosită fără nici un etanșant! Principalul lucru la instalarea paletului este să nu strângeți excesiv șuruburile, pentru a nu tăia garnitura cu paletul. Ce altceva este interesant în transmisie: utilizarea unei transmisii cu lanț este destul de neobișnuită, dar toate mașinile obișnuite au reductoare de viteze între motor și osii. Scopul lor este de a permite motorului să se învârtească mai repede decât roțile și, de asemenea, de a crește cuplul produs de motor până la un cuplu mai mare la roți. Raporturile cu care se reduce viteza de rotație și se mărește cuplul sunt neapărat aceleași (frecare de neglijare) datorită legii conservării energiei. Raportul se numește „raport total de transmisie”. Raportul general de transmisie al celui de-al 11-lea Prius este de 3.905. Se dovedește așa:
Un pinion de 39 de dinți de pe arborele de ieșire PSD antrenează un pinion de 36 de dinți de pe primul arbore alternativ printr-un lanț silentios (numit lanț Morse).
Angrenajul cu 30 de dinți de pe primul arbore alternativ este cuplat și antrenează angrenajul cu 44 de dinți de pe cel de-al doilea arbore alternativ.
Un angrenaj de 26 de dinți de pe al doilea arbore alternativ este cuplat și antrenează un angrenaj de 75 de dinți la intrarea diferențială.
Valoarea ieșirii diferențiale la cele două roți este aceeași cu intrarea diferențialului (sunt, de fapt, identice, cu excepția la viraje).
Dacă efectuăm o operație aritmetică simplă: (36/39) * (44/30) * (75/26), obținem (la patru cifre semnificative) un raport de transmisie total de 3,905.
De ce se folosește o transmisie cu lanț? Pentru că evită forța axială (forța direcționată de-a lungul axei arborelui) care ar apărea cu roți dințate elicoidale convenționale utilizate în transmisiile auto. Acest lucru ar putea fi evitat și prin utilizarea angrenajelor drepte, dar generează zgomot. Impingerea axială nu reprezintă o problemă pe arborii contrar și poate fi contrabalansată de rulmenți cu role conice. Cu toate acestea, acest lucru nu este atât de ușor cu arborele de ieșire PSD. Nu este nimic foarte neobișnuit la diferențial, axe și roți Prius. La fel ca într-o mașină normală, diferențialul permite roților interioare și exterioare să se rotească la viteze diferite pe măsură ce mașina se întoarce. Osiile transmit cuplul de la diferențial la butucul roții și cuplează o articulație care permite roților să se miște în sus și în jos în urma suspensiei. Roțile sunt din aliaj de aluminiu ușor și sunt echipate cu anvelope de înaltă presiune cu rezistență redusă la rulare. Anvelopele au o rază de rulare de aproximativ 11,1 inci, ceea ce înseamnă că la fiecare rotație a roții, mașina parcurge 1,77 m. Singura dimensiune neobișnuită este anvelopele de stoc pe caroserii 10 și 11: 165 / 65-15. Aceasta este o dimensiune destul de rară a cauciucului în Rusia. Mulți vânzători, chiar și în magazine specializate, convin destul de serios că un astfel de cauciuc nu există în natură. Recomandările mele: pentru condițiile rusești, cea mai potrivită mărime este 185 / 60-15. La 20 Prius, cauciucul este supradimensionat, ceea ce are un efect benefic asupra durabilității sale. Acum, mai interesant: ce lipsește din Prius, ce este în orice altă mașină?
Nu există transmisie manuală, nici transmisie manuală, nici automată - Prius nu folosește transmisii cu mai multe trepte;
Nu există ambreiaj sau transformator - roțile sunt întotdeauna conectate rigid la motorul cu ardere internă și la motoare/generatoare;
Nu există demaror - motorul cu ardere internă este pornit de MG1 prin angrenajele din dispozitivul de distribuție a puterii;
Nu există alternator - electricitatea este produsă de motoare/generatoare atunci când este necesar.
Prin urmare, complexitatea designului motorului hibrid Prius nu este de fapt cu mult mai mare decât cea a unei mașini convenționale. În plus, piesele noi și necunoscute, cum ar fi motoarele / generatoarele și PSD-urile, au o fiabilitate mai mare și o durată de viață mai mare decât unele dintre piesele care au fost eliminate din proiectare.
Funcționarea vehiculului în diferite condiții de conducere
Pornirea motorului Toyota Prius
Pentru a porni motorul, MG1 (conectat la angrenajul solar) se rotește înainte folosind electricitatea de la bateria de înaltă tensiune. Dacă vehiculul este staționat, corona dințată planetară va rămâne, de asemenea, staționară. Prin urmare, rotația angrenajului solar determină purtătorul planetei să se rotească. Este conectat la motorul cu ardere internă (ICE) și îl pornește la 1 / 3,6 din viteza lui MG1. Spre deosebire de o mașină convențională, care furnizează combustibil și aprindere ICE de îndată ce starterul începe să o rotească, Prius așteaptă până când MG1 propulsează ICE la aproximativ 1000 rpm. Acest lucru se întâmplă în mai puțin de o secundă. MG1 este semnificativ mai puternic decât un motor de pornire convențional. Pentru a roti motorul cu ardere internă la această turație, acesta trebuie să se rotească el însuși la o turație de 3600 rpm. Pornirea ICE la 1000 rpm nu creează aproape niciun stres pentru el, deoarece aceasta este viteza la care ICE ar fi bucuros să fugă din propria energie. În plus, Prius începe prin a trage doar câteva cilindri. Rezultatul este o pornire foarte lină, fără zgomot și smucituri, care elimină uzura asociată cu pornirea vehiculelor convenționale. În același timp, voi atrage imediat atenția asupra unei greșeli obișnuite a reparatorilor și proprietarilor: mă sună adesea și mă întreabă ce împiedică motorul cu ardere internă să continue să funcționeze, de ce pornește timp de 40 de secunde și se blochează. De fapt, în timp ce caseta READY clipește, ICE NU FUNCȚIONEAZĂ! Este MG1 care îl transformă! Deși vizual - senzația deplină de pornire a motorului cu ardere internă, adică Motorul cu ardere internă face zgomot, iese fum din țeava de eșapament.
Odată ce ICE a început să funcționeze cu putere proprie, computerul controlează deschiderea clapetei de accelerație pentru a obține o viteză de ralanti adecvată în timpul încălzirii. Electricitatea nu mai alimentează MG1 și, de fapt, dacă bateria este descărcată, MG1 poate genera electricitate și încărca bateria. Calculatorul formează pur și simplu MG1 ca generator în loc de motor, deschide puțin mai mult clapeta de accelerație a motorului cu ardere internă (până la aproximativ 1200 rpm) și primește energie electrică.
Toyota Prius pornire la rece
Când porniți un Prius cu un motor rece, prioritatea sa este să încălziți motorul și convertizorul catalitic pentru a pune în funcțiune sistemul de management al emisiilor. Motorul va funcționa câteva minute până se întâmplă acest lucru (cât timp depinde de temperatura reală a motorului și a catalizatorului). În acest timp, se iau măsuri speciale pentru controlul eșapamentului în timpul încălzirii, inclusiv păstrarea hidrocarburilor de eșapament într-un absorbant care va fi curățat ulterior și funcționarea motorului într-un mod special.
Pornire caldă Toyota Priu s
Când porniți Prius-ul cu un motor cald, acesta va funcționa pentru o perioadă scurtă de timp și apoi se va opri. Turația de ralanti va fi în intervalul de 1000 rpm.
Din păcate, este imposibil să împiedici pornirea ICE atunci când pornești mașina, chiar dacă tot ce vrei să faci este să te muți la un lift din apropiere. Acest lucru este valabil numai pentru corpurile 10 și 11. Pe caroseria 20 se aplică un alt algoritm de pornire: apăsați frâna și apăsați butonul „START”. Dacă VVB are suficientă energie și nu porniți încălzitorul pentru a încălzi habitaclul sau sticla, motorul cu ardere internă nu va porni. Doar inscripția „READY” (Totob) se va aprinde, adică mașina este COMPLET gata de mișcare. Este suficient să comutați joystick-ul (și alegerea modurilor pe caroseria 20 se face de joystick) la D sau R poziționați și eliberați frâna, veți pleca!
Prius este întotdeauna în treaptă directă. Aceasta înseamnă că motorul singur nu poate furniza tot cuplul pentru a conduce mașina energic. Cuplul pentru accelerația inițială este adăugat de motorul MG2, care rotește direct roata dințată a angrenajului planetar, conectată la intrarea cutiei de viteze, a cărei ieșire este conectată la roți. Motoarele electrice oferă cel mai bun cuplu la turații mici, făcându-le ideale pentru pornirea unui vehicul.
Imaginați-vă că ICE funcționează și mașina este staționară, așa că MG1 se rotește înainte. Electronica de control începe să preia energie de la MG1 și să o transfere la MG2. Acum, când extrageți energie de la generator, această energie trebuie să vină de undeva. Apare o oarecare forță, care încetinește rotația arborelui și ceva care rotește arborele trebuie să reziste acestei forțe pentru a menține viteza. Rezistând la această „sarcină a generatorului”, computerul accelerează motorul pentru a adăuga energie suplimentară. Deci, motorul cu ardere internă rotește angrenajul planetar al purtătorului de planete mai puternic, iar generatorul MG1 încearcă să încetinească rotația angrenajului solar. Rezultatul este o forță asupra inelului, care îl face să se rotească și să înceapă să miște mașina.
Amintiți-vă că într-un angrenaj planetar, cuplul ICE este împărțit între 72% și 28% între coroană și soare. Până când am apăsat pedala de accelerație, ICE-ul se încurca și nu producea nicio ieșire de cuplu. Acum, totuși, turația a crescut și 28% din cuplu îl transformă pe MG1 ca generator. Celelalte 72% din cuplu sunt transferate mecanic la corona dințată și, prin urmare, la roți. În timp ce cea mai mare parte a cuplului provine de la MG2, ICE într-adevăr transferă cuplul pe roți în acest fel.
Acum trebuie să ne dăm seama cum 28% din cuplul ICE, care este transmis către MG1, poate spori cât mai mult posibil pornirea mașinii - cu ajutorul MG2. Pentru a face acest lucru, trebuie să distingem clar între cuplu și energie. Cuplul este o forță de rotație și, la fel ca în cazul forței drepte, nu este nevoie să consumați energie pentru a menține forța. Să presupunem că trageți o găleată cu apă cu un troliu. Este nevoie de energie. Dacă troliul este alimentat de un motor electric, ar trebui să-l alimentați cu energie electrică. Dar când ați ridicat găleată în sus, o puteți agăța cu un fel de cârlig sau tijă sau altceva care să o mențină. Forța (greutatea găleții) aplicată frânghiei și cuplul transmis de frânghie către tamburul troliului nu au dispărut. Dar pentru că forța nu se mișcă, nu există transfer de energie și situația este stabilă fără energie. La fel, atunci când mașina este staționară, deși 72% din cuplul ICE este transmis roților, nu există un flux de energie în acea direcție, deoarece inelul nu se rotește. Angrenajul solar se învârte însă rapid și, deși primește doar 28% din cuplu, generează multă energie electrică. Această linie de raționament arată că sarcina lui MG2 este să aplice cuplu la intrarea unei cutii de viteze mecanice care nu necesită multă putere. O mulțime de curent trebuie să treacă prin înfășurările motorului pentru a depăși rezistența electrică, iar această energie se pierde ca căldură. Dar când mașina se mișcă încet, această energie vine de la MG1. Pe măsură ce mașina începe să se miște și crește viteză, MG1 se învârte mai încet și produce mai puțină putere. Cu toate acestea, computerul poate accelera puțin motorul cu ardere internă. Acum, mai mult cuplu vine de la ICE și, deoarece mai mult cuplu trebuie să treacă și prin angrenajul solar, MG1 poate menține generarea de energie ridicată. Viteza de rotație redusă este compensată de o creștere a cuplului.
Am evitat să menționăm bateria până în acest moment pentru a clarifica cât de inutil este să puneți mașina în mișcare. Majoritatea start-up-urilor, însă, sunt rezultatul acțiunilor computerului, transferând puterea de la baterie direct la MG2.
Există limite de viteză pentru motorul cu ardere internă atunci când mașina se mișcă încet. Acest lucru se datorează necesității de a preveni deteriorarea MG1, care va trebui să se rotească foarte repede. Acest lucru limitează cantitatea de energie produsă de ICE. În plus, ar fi neplăcut pentru șofer să audă că motorul cu ardere internă se rotește prea mult pentru o pornire lină. Cu cât apăsați mai tare pe accelerație, cu atât motorul cu ardere internă va crește turațiile, dar și cu atât mai multă energie va fi extrasă din baterie. Dacă pedala este coborâtă pe podea, aproximativ 40% din energie provine din baterie și 60% din motorul cu ardere internă la o viteză de aproximativ 40 km/h. Pe măsură ce mașina accelerează și în același timp crește turația motorului, aceasta furnizează cea mai mare parte a energiei, ajungând la aproximativ 75% la 96 km/h dacă încă apeși pedala pe podea. După cum ne amintim, energia motorului cu ardere internă include și ceea ce este îndepărtat de generatorul MG1 și transmis sub formă de electricitate către motorul MG2. La 96 km/h, MG2 oferă de fapt mai mult cuplu și, prin urmare, mai multă putere roților, decât este furnizat prin angrenajul planetar de la ICE. Dar cea mai mare parte a energiei electrice pe care o folosește provine de la MG1 și, prin urmare, indirect de la motorul cu ardere internă, mai degrabă decât de la baterie.
Accelerație și urcare Toyota Prius
Atunci când este nevoie de mai multă putere, ICE și MG2 generează împreună cuplu pentru a conduce vehiculul în același mod ca cel descris mai sus pentru pornirea la volan. Pe măsură ce viteza vehiculului crește, cuplul pe care îl poate furniza MG2 este redus pe măsură ce începe să funcționeze la limita sa de 33 kW. Cu cât se învârte mai repede, cu atât poate furniza mai puțin cuplu la acea putere. Din fericire, acest lucru este în concordanță cu așteptările șoferului. Când o mașină normală accelerează, cutia de viteze în trepte trece într-o treaptă superioară, iar cuplul pe osie este redus, astfel încât motorul să își poată reduce turațiile la o valoare sigură. Deși se face folosind mecanisme complet diferite, Prius are aceeași senzație generală ca și accelerarea într-o mașină convențională. Principala diferență este absența completă a „sacadării” la schimbarea vitezelor, deoarece pur și simplu nu există cutie de viteze.
Deci, motorul cu ardere internă rotește suportul planetar al angrenajelor planetare.
72% din cuplul său este alimentat mecanic prin roata dințată spre roți.
28% din cuplul său ajunge la MG1 prin angrenajul solar, unde este transformat în electricitate. Această energie electrică alimentează MG2, care adaugă un cuplu suplimentar angrenajului inel. Cu cât apăsați mai mult accelerația, cu atât ICE produce mai mult cuplu. Mărește atât cuplul mecanic prin coroană, cât și cantitatea de electricitate generată de MG1 pentru MG2 folosită pentru a adăuga și mai mult cuplu. În funcție de diferiți factori, cum ar fi starea de încărcare a bateriei, înclinația drumului și, în special, cât de tare apăsați pedala, computerul poate direcționa energie suplimentară de la baterie la MG2 pentru a-și spori contribuția. Așa se realizează accelerația, suficientă pentru a conduce pe autostradă o mașină atât de mare cu motor cu ardere internă cu o capacitate de doar 78 CP. cu
Pe de altă parte, dacă puterea necesară nu este atât de mare, o parte din puterea produsă de MG1 poate fi utilizată pentru a încărca bateria chiar și atunci când accelerați! Este important să ne amintim că motorul cu ardere internă rotește roțile atât mecanic, cât și rotește generatorul MG1, forțându-l să producă electricitate. Ce se întâmplă cu această electricitate și dacă se adaugă mai multă energie electrică din baterie depinde de un set de motive pe care nu le putem lua cu toții în considerare. Acest lucru este realizat de controlerul sistemului hibrid al vehiculului.
Odată ce ați atins o viteză constantă pe un drum plat, puterea care trebuie furnizată de motor este cheltuită pentru a depăși rezistența aerodinamică și frecarea de rulare. Aceasta este mult mai mică decât puterea necesară pentru a conduce în sus sau pentru a accelera o mașină. Pentru a funcționa eficient la putere scăzută (și, de asemenea, să nu facă mult zgomot), ICE funcționează la turații mici. Următorul tabel arată câtă putere este necesară pentru a deplasa vehiculul la diferite viteze pe un drum plan și turația aproximativă.
Rețineți că viteza mare a vehiculului și turația scăzută a motorului pun dispozitivul de distribuție a puterii într-o poziție interesantă: MG1 ar trebui să se rotească acum înapoi, așa cum se arată în tabel. Rotindu-se înapoi, face sateliții să se rotească înainte. Rotația sateliților se adaugă cu rotația purtătorului (de la motorul cu ardere internă) și face ca corona dințată să se rotească mult mai rapid. Încă o dată, observ că diferența este că, în cazul anterior, ne-am bucurat să obținem mai multă putere cu ajutorul turațiilor mari ale motorului cu ardere internă, chiar și atunci când călătorim cu o viteză mai mică. În noul caz, ne dorim ca ICE să rămână la turații mici deși am accelerat la o viteză decentă, pentru a seta un consum mai mic de energie cu eficiență ridicată. Din secțiunea distribuitorului de energie știm că MG1 trebuie să inverseze cuplul la roata dințată. Este, parcă, punctul de sprijin al pârghiei cu care motorul cu ardere internă rotește roata inelară (și, prin urmare, roțile). Fără rezistența lui MG1, ICE ar roti pur și simplu MG1 în loc să conducă mașina. Pe măsură ce MG1 se învârtea înainte, era ușor de văzut că acest cuplu invers ar putea fi generat de sarcina regenerativă. Prin urmare, electronica invertorului a trebuit să preia putere de la MG1 și apoi a apărut cuplul invers. Dar acum MG1 se învârte înapoi, deci cum îl facem să genereze acest cuplu înapoi? Bine, cum am face MG1 să se rotească înainte și să producă cuplu direct? Daca a functionat ca un motor! Opusul este adevărat: dacă MG1 se învârte înapoi și dorim să obținem cuplul în aceeași direcție, MG1 trebuie să fie un motor și să se învârtească folosind electricitatea furnizată de invertor. Acest lucru începe să pară exotic. ICE împinge, MG1 împinge, MG2 împinge și el? Nu există niciun motiv mecanic pentru care acest lucru nu se poate întâmpla. Poate părea atractiv la prima vedere. Cele două motoare și motorul cu ardere internă contribuie toate la crearea mișcării în același timp. Dar, trebuie să vă reamintim că am ajuns în această situație, reducând turația motorului cu ardere internă pentru eficiență. Acesta nu ar fi un mod eficient de a obține mai multă putere roților; pentru a face acest lucru, trebuie să creștem turația motorului și să revenim la situația anterioară în care MG1 se rotește înainte în modul generator. Există o altă problemă: trebuie să ne dăm seama de unde vom obține energia pentru a roti MG1 în modul motor? Baterie? Putem face asta pentru o vreme, dar în curând va trebui să părăsim acest mod, lăsând fără încărcare a bateriei pentru a accelera sau a urca un munte. Nu, trebuie să primim această energie în mod continuu, fără a lăsa bateria să se epuizeze. Astfel, am ajuns la concluzia că puterea trebuie să provină de la MG2, care trebuie să acționeze ca un generator. MG2 generează energie pentru MG1? Deoarece atât ICE, cât și MG1 contribuie la o putere combinată de uneltele planetare, s-a propus denumirea „mod de combinare a puterii”. Cu toate acestea, ideea ca MG2 să producă putere pentru motorul MG1 a fost într-o astfel de contradicție cu înțelegerea de către oameni a sistemului, încât a apărut un nume care a devenit general acceptat - „modul eretic”. Să trecem din nou peste asta și să ne schimbăm punctul de vedere. Motorul cu ardere internă rotește purtătorul de planete la turații mici. MG1 rotește angrenajul solar înapoi. Acest lucru face ca sateliții să se rotească înainte și adaugă mai multă rotație angrenajului inel. Inelul dințat primește încă doar 72% din cuplul ICE, dar viteza la care se rotește inelul este crescută de mișcarea înapoi a MG1. Rotirea mai rapidă a coroanei permite mașinii să meargă mai repede la turații reduse ale motorului. MG2, incredibil, rezistă la mișcarea mașinii ca un generator și produce energie electrică care alimentează MG1. Vehiculul este condus înainte de cuplul mecanic rămas de la motorul cu ardere internă.
Puteți spune că conduceți în acest mod dacă auziți bine turația motorului cu ardere internă. Conduceți înainte cu o viteză decentă și abia auzi motorul. Poate fi complet mascat de zgomotul drumului. Afișajul Energy Monitor arată alimentarea cu energie de la motorul ICE la roți și la motorul / generatorul care încarcă bateria. Imaginea se poate schimba - procesele de încărcare și descărcare a bateriei la motor alternează pentru a întoarce roțile. Interpretez această alternanță ca un control al sarcinii regenerative al MG2 pentru a menține energia de conducere constantă.