Тойота приус мощность электродвигателя

Обновлено: 08.01.2025

В 2016 году новый Prius стал самым популярным автомобилем в Японии: продано 248 258 гибридов. В России же Prius — модель вторичного рынка: за шесть лет разошлось лишь 819 «официальных» машин, в разы меньше, чем «частных». Цена новой — 2,1 млн рублей. Говорят, 15 штук уже куплено.

С новым Приусом я познакомился ещё полтора года назад — на треке Fuji Speedway. Тогда в Тойоте говорили, что вопрос российских поставок прорабатывается, но надежд было немного: продажи машин предыдущего поколения сократились у нас до 15 штук в год. А тут ещё ЭРА-ГЛОНАСС с неизбежной парой краш-тестов. Тем не менее Prius до нас добрался. Единственно возможная комплектация Люкс оценена в 2 112 000 рублей, на 100 тысяч дороже, чем просят за топ-Camry с двигателем 3.5. Диодные фары, кожаный салон, подвеска для плохих дорог — и презентация в Казани. Чтобы не ходить по граблям, на автодром Казань Ринг я не поехал, но ям насобирал вдоволь.

Напомню, что Prius четвёртого поколения — это первая Toyota, построенная по архитектурному принципу TNGA, Toyota New Global Architecture, предполагающему сокращение разнообразия деталей между моделями, а следовательно, и затрат на их производство. Платформа при этом называется GA-C, она общая с кроссовером C-HR. Новый Prius длиннее, шире и ниже прежнего. Однако в салоне запас места над головой стал на 25 мм больше спереди и на три сзади — потому что передние кресла теперь установлены на 55 мм ниже, а задние — на 23. Посадка вышла по-спортивному низкая, хотя из-за общей воздушности настроение тут скорее минивэнистое.

Жму кнопку активации гибридной установки, в ответ — репортаж с улицы, на которой ничего не происходит: на приборах в центре передней панели лишь загорается надпись «Ready». Толкаю крошку-селектор в Drive, то есть на себя и вниз. Газ — и покатили. Я не помню, чтобы старый Prius стартовал чересчур резко, но в Тойоте говорят, что самый первый отклик на нажатие акселератора тут сглажен, а обороты бензинового мотора 1.8 при прочих равных снижены. Но нажмёшь посильнее — только он и тарахтит. А разгон — самый обыденный. До сотни — за 10,6 с. После — гораздо медленнее: Prius будто противится превышать городские лимиты.

С эффективностью тормозов порядок, а вот с удобством управления замедлением — нет. В завершающей стадии гибридная установка будто приходит на помощь, и возникает непрошенное дотормаживание, которое порой сбивает с толку. Причём всё это происходит даже в обычном «Драйве» — без включения отдельного режима Brake, в котором Prius не глушит бензиновый мотор, а тормозит с его помощью при каждом отпускании педали акселератора. На спуске такое дозамедление удобно, но всякий раз тыкать селектор между положениями D и B неловко.

На повороты руля гибридомобиль реагирует точно, быстро и в отличие от своего предшественника — однозначно. Кренится даже в крутых поворотах Prius несильно, но и желания ехать быстро не вызывает. Усилие на руле невысокое и безмолвное: стоит чуть отвлечься от дороги, как автомобиль уплывает с намеченного курса. А при езде «по глазам» — ноль вопросов. Коситься на приборы в центре неудобно еще со времён ниссановской Примеры, но у Приуса есть проектор их показаний на лобовое стекло, причём не с выдвижным стёклышком, как, например, у моделей концерна PSA, а с данными, будто за стеклом, как у тех же BMW.

В пакете для плохих дорог, как уверяют нас в представительстве Тойоты, новые не только пружины, но и амортизаторы. Однако дорожный просвет вырос лишь со 123 мм до 136. По ощущениям обрусевший Prius — не тот, что был на Fuji Speedway, а гораздо более мягкий! Вместо жёстких тычков — упругое демпфирование, раскачки нет, мелкие со средними неровности под колёсами гибридомобиля скругляются, удары от более крупных выбоин шасси держит. Пробои случаются только на пугающе глубоких ямах, которые в Казани на общем ровном дорожном фоне всегда неожиданны.

Чем дольше я ездил на Приусе, тем сильнее отдалялся в мыслях от ездовых качеств этой машины. Не торкали и якобы сверхинтеллектуальные особенности оснащения. Тот же «климат» — он вроде как определяет количество седоков, моменты открытия-закрытия дверей и гибко подстраивает под изменяющиеся условия свою отдачу. Но по факту — заметить разницу в работе климат-контроля с какой-то близкой по размерам, но негибридной машиной невозможно. Искусственная кожа на руле, которая зимой воспринимается более теплой, а летом более холодной, чем в реальности? Замёрзнув на казанском ветру, явных преимуществ я не заметил. Она не приятнее, но наверняка дешевле натуральной.

Что остаётся? Экономичность — и дизайн с большим запасом необычности. По японскому циклу JC08 новый Prius тратит в среднем лишь 2,5 л бензина на 100 км пути. В реальности смешанный, но всё же больше загородный расход топлива по борткомпьютеру колебался около 6 л/100 км, а на финише почти 200-километрового маршрута застыл на цифрах 5,8. Сопоставимая по массе дизельная машина, скорее всего, Приусу в этом даже проиграет, но экономической выгоды всё равно ноль — вы ведь не забыли, сколько у нас стоит эта Toyota? Остаётся дизайн. Точнее — внимание, которое он привлекает. Надеюсь, пойму его лет через пять — на столько, по оценке самой Тойоты, гибридомобиль опережает время.

Благодаря своей экономичности и надежности гибридные автомобили Тойота вызывают огромный интерес у потребителя. Плавный ход и устойчивость на дороге, оказывается, далеко не все достоинства этого японского автомобиля. Отличные ходовые качества машины удивительно сочетаются с экономичным расходом топлива. Работу гибридного автомобиля Тойота Приус обеспечивают два источника мощности: электромотор и двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Содержание статьи (закрыть)

Устройство гибридного автомобиля

Давайте попробуем разобраться, каким образом при повышении мощности машина может расходовать бензин на уровне малолитражки. Устройство гибридного автомобиля Тойота Приус состоит из:

двигателя внутреннего сгорания (ДВС);
электромотора;
планетарного редуктора (делителя мощности);
генератора;
инвертора;
аккумуляторной батареи.

ДВС и электромотор могут работать одновременно, поочередно и дополнять друг друга при необходимости. В гибридном устройстве, крутящий силовой момент на колеса может передаваться от электромотора и ДВС напрямую в различных пропорциях.

Одним из главных достоинств Приуса можно считать то, что в отличие от электромобилей, для зарядки гибридного автомобиля не требуется подключение к сети питания. Процессор, управляющий всеми действиями машины, подзаряжает при необходимости аккумулятор от ДВС.

Принцип работы гибридного автомобиля

Основная задача инженеров Toyota состояла в том, чтобы создать экономичную машину, которая на трассе не уступала бы мощным «железным коням», но при этом имела бы небольшой расход двигателя. Для этого было использовано сочетание ДВС и электромотора. Чтобы достичь максимальной эффективности, в Тойоте Приус оба источника мощности могут работать отдельно, вместе и параллельно.

Итак, принцип работы гибридного Тойота Приус. Запуск двигателя и разгон автомобиля производится с помощью тягового электромотора. Он вращает внешний сателлит планетарного редуктора и передавая, таким образом, крутящий момент на колеса. Но на аккумуляторе далеко не уедешь. Поэтому, как только автомобиль набрал скорость, в дело включается ДВС.

Совместное использование электромотора и ДВС позволяют добиться максимального КПД (коэффициента полезного действия) всей системы, поскольку. При нажатии на тормоз двигатель внутреннего сгорания отключается и происходит так называемое рекуперативное торможение (вся энергия от сопротивления преобразуется в электрическую), при котором электродвигатель, работая в режиме генератора, заряжает аккумуляторную батарею.

Если автомобилю снова требуется повышенная мощность, например для обгона, вновь включается электромотор, энергии которого вполне хватает для резкого набора скорости. Схемы работы гибридных автомобилей были рассчитаны для увеличения экономичности авто и снижения выброса углекислого газа в атмосферу. При повышении расхода топлива (при нажатии на педаль газа), управляющий компьютер посылает сигнал на делитель мощности и включает электрический источник, что позволяет ДВС работать в режиме без нагрузок.

Toyota обладают уникальной надежностью и гибкостью, поскольку управление движением производится большей частью по проводам, минуя использование сложных узлов и агрегатов. Кстати, в гибриде Тойота Приус генератор выполняет роль стартера, и помогает «раскрутить» ДВС до необходимых 1000 оборотов.

Режим работы двигателя

Старт. Перемещение при помощи только электрической тяги.
Движение с постоянной скоростью. В этом случае производится передача крутящего момента на генератор и колеса.
Генератор, при необходимости, подзаряжает аккумулятор и передает энергию на электромотор. При этом происходит суммирование крутящих моментов обоих тяговых установок.
Форсированный режим. Электромотор, получая дополнительное питание от генератора, усиливает мощность бензинового двигателя.
Торможение. Гибрид тормозит большей частью при помощи электродвигателя. Однако при сильном нажатии на педаль, задействуются гидравлические узлы, и торможение происходит обычным способом.

Двигатель (ДВС)

В середине 50 годов прошлого столетия инженер Ральф Миллер предложил усовершенствовать идею Джеймса Аткинсона . Суть идеи выражалась в повышении эффективности ДВС путем сокращенного хода сжатия. Именно этот принцип, который теперь часто именуют циклом Миллера/Аткинсона, используется в гибридных двигателях компании Тойота.

Итак, Тойота Приус гибрид, как работает двигатель этого автомобиля. В отличие от других моделей ДВС, процесс сжатия в цилиндре начинается не в момент начала движения поршня вверх, а несколько позже. Поэтому перед закрытием впускных клапанов часть смеси из топлива и воздуха выходит обратно во впускной коллектор, что позволяет увеличить время, в которое используется энергия давления расширяющих газов. Все это обуславливает значительное повышение КПД двигателя, увеличение экономичности агрегата, а также повышает крутящий момент.

Характеристики двигателя:

Электромотор автомобиля Тойота

Конструкция гибридного синергетического привода предусматривает использование тягового электродвигателя. Мощность электромотора Тойота Приус- 56 кВт, 162 Нм. Этот агрегат обеспечивает движение автомобиля со старта и до набора постоянной скорости, включается, когда машина идет на обгон и участвует в торможении. Вся система Тойоты Приус продумана до мельчайших деталей. Зарядка гибридного автомобиля осуществляется в процессе движения, от ДВС через управляющий генератор.

Аккумуляторная батарея

Гибрид оснащен двумя аккумуляторами (основным высоковольтным и вспомогательным), оба находятся в багажнике автомобиля. Основное устройство аккумуляторной батареи автомобиля изготовлено из никель-металл-гидридного сплава и имеет емкость 6,5 А/ч, напряжение 201, 6 В. Этот агрегат имеет собственную систему охлаждения. Внутри высоковольтной батареи находится контроллер, управляющий процессом зарядки каждой ячейки (блока) всего 168 ячеек.

Расход и восстановление энергии аккумулятора контролирует управляющий процессор автомобиля. Аккумуляторная батарея Тойоты Приус не требует подзарядки от электрической сети, этот процесс осуществляется во время движения и торможения (большей частью) транспортного средства.
Вспомогательный аккумулятор: 12 В (35 А/ч, 45 А/ч, 51 А/ч).

Заключение

Несмотря на достаточно высокую стоимость, гибридные автомобили вызывают все больше интереса у покупателей. В сравнении с другими гибрид-автомобилями, Тойота Приус действительно потребляет значительно меньше топлива, и обладает низким уровнем выброса углекислого газа.

За четыре поколения гибрид Тойота Приус усовершенствовался и видоизменился. Электрокар обладает экономичностью и надежностью. Его отличает хорошая устойчивость на дорогах, плавная езда и высокие ходовые качества. Модель Toyota Prius имеет большую мощность, которую обеспечивают два мотора – электро и двигатель внутреннего сгорания.

Устройство гибридного автомобиля

Машина расходует минимум топлива при езде. Это обусловлено внутренним устройством. В автомобиле Тойота Приус гибрид присутствуют:

гибридная силовая установка;
планетарный редуктор;
генератор;
инвертор;
аккумулятор.

Электромотор и двигатель внутреннего сгорания авто могут действовать одновременно либо по очереди. Водитель сам решает, когда включать электродвигатель, а когда бензиновый. Крутящийся момент в гибридной установке передается и от электромотора, и от ДВС.

Осуществляет процесс планетарный редуктор, который делит мощность и включает шестерни. Они подсоединены к бензомотору и электродвижку. Необходимую энергию на электромотор дает генераторная установка.

Обратите внимание! Генератор заряжает батарею. Если другие электрокары требуют подключения к сети, то модель Toyota Prius hybrid в данном процессе не нуждается. При необходимости аккумулятор машины подзаряжается от ДВС.

Принцип работы гибридного автомобиля

Разработчики новинки планировали создание экономичного электрокара, и им удалось выпустить на рынок Тойота Приус в новом кузове. Модель обладает небольшим расходом топлива из-за сочетания электродвигателя и бензинового. Возможна работа двигателей по отдельности или совместно. После того, как авто наберет скорость, водитель может включить электродвигатель.

Принцип работы гибридного двигателя Тойота Приус основан на действии тягового электромотора. Однако длительная езда на электромоторе невозможна.

Как работает гибридный двигатель Тойота Приус? Основные моменты принципа работы Тойоты Приус:

Двигатель оказывает влияние на запуск и разгон авто. В результате осуществляется вращение редуктора и происходит передача крутящего момента на колеса.
После набора скорости начинается работа двигателя бензинового. Чтобы осуществить обгон и набрать мощность, водитель снова включает электродвигатель.
При тормозе ДВС отключается, энергия преобразуется в электрическую. Осуществляется торможение.

Благодаря совместному использованию обоих движков, КПД системы остается максимальным. Управление ездой осуществляется, минуя сложные агрегатные механизмы. Роль стартера в машине Тойота Приус выполняет генератор.

Режим работы двигателя

Движение гибрида возможно только под влиянием электротяги. Осуществляется старт, после чего происходит движение транспорта с нужной неизменной скоростью. Крутящийся момент в это время передается на колеса. Если генератор подсел, он берет заряд от аккумулятора. Энергия передаётся на электродвигатель.

При форсированном режиме новой Тойоты Приус электродвижок получает дополнительное питание от генератора, что увеличивает мощность ДВС. При торможении автомобиль останавливается только с помощью электродвигателя. Но при сильном нажатии на педаль тормоза, в процессе участвуют гидравлические узлы.

Двигатель (ДВС)

Тойота Приус характеристики зависят от сочетания двух источников мощности – электромотора и ДВС. Какие топливные моторы есть у новинки? В электрокаре применяется гибридная установка, действующая по циклу Миллера/Аткинсона.

В цилиндре двигателя происходит сжатие после движений поршня. Небольшое количество воздуха и топлива втягивается в коллектор. В итоге экономичность агрегата увеличивается.

Тойота приус гибрид технические характеристики ДВС:

Объём	Мощность	Крутящийся момент	Подача топлива	Вид топлива
1795 см3	97 л. с.	4000 об/мин	инжектор	АИ 92, 95

Электромотор автомобиля Тойота

Мощность электродвижка Toyota Prius гибрид составляет 56 кВТ. Механизм помогает автомобилю взять разгон со старта. Тойоты Приус разгон до 100 км/ч осуществляется за 8 секунд. Чтобы убедиться, достаточно просмотреть тест драйв Тойота Приус.

Аккумуляторная батарея

Тойота Приус электромобиль имеет два аккумулятора:

высоковольтный;
вспомогательный.

Расход энергии контролирует автомобильный процессор. Основная аккумуляторная батарея произведена из металлического гибридного сплава. Ее емкость – 6,5 А/ч. Внутри аккумулятора есть контроллер.

Toyota Prius: описание, технические характеристики

Первое поколение Toyota Prius (1997-2003 гг.)

Салон автомобиля комфортный. Отделка выполнена из практичных материалов. В Тойоте Приус багажник вместительный, предназначенный для большого количества вещей. Авто обладает комбинированной силовой установкой – системой THS. Мотор мощностью 58 л. с. имеет объём 15 куб.см.

При работе электродвигателя применяется накопленная в батарее энергия. Трансмиссия автомобиля бесступенчатая. Есть два электромотора и один ДВС. Электродвигатель может действовать, как генератор.

Второе поколение NHW20 (2003-2009 гг.)

Кузов следующей машины Тойота Приус представляет пятидверный хэтчбек. Модель обрела популярность у 73% потребителей. Силовую установку разработчики модернизировали, однако оставили прежний 1,5-литровый бензомотор. На электродвигателе модель может разгоняться до 50 км/час, а на бензиновом моторе – до 180 км/час. Расход топлива в новой модели снизили. Новую конструкцию получил инвертор, поэтому на Тойоту приус гибрид цена получилась завышенной.

Третье поколение ZVW30 (2009-2016 гг.)

Разработчики продолжили совершенствовать и модернизировать автомобиль. Если взглянуть на фото новинки, то можно увидеть отличия в кузове и дизайне. Тюнинг Тойота Приус включает:

защиту на пороги;
новые силиконовые чехлы;
дефлекторы капота и окон;
светодиодные дневные огни;
противотуманные фары;
пластиковые колпаки сверху легкосплавных дисков.

Четвертое поколение (2016 г.)

Модель имеет колесную базу 2700 мм и новый тип кузова. Фасад машины украшают угловой рельеф и ломаные линии. Фары спереди имеют оригинальную форму и обеспечивают большой обзор дороги в темное время суток. Сколько стоит Тойота Приус гибрид последнего поколения? На Тойоту Приус гибрид цена составила 1596000 рублей.

Комплектация новинки включает:

автосистему кондиционирования;
антиблокировочное устройство тормозов;
цифровой дисплей;
аудиосистему;
боковые и коленные подушки безопасности;
запуск с кнопки.

Новые опции не могли не повлиять на Тойоты приус цену. Но даже высокая Toyotа Prius цена не снизила интереса потребителей к новинке.

Заключение

Рассматривая гибридного автомобиля Тойота Приус фото, можно с уверенностью сказать, что авто воплощает изыск и надежность. Два электромотора и бензиновая силовая установка обеспечивают модель нужной мощностью и силой. Комбинированная конструкция двигательной установки обеспечивает малый расход топлива.

Сравнивая новинку с другими электрокарами, можно отметить низкий выброс углекислых газов, наличие вспомогательного аккумулятора и контролирующих систем.

В рамках Киотского протокола, подписанного в 1997 году, многие страны взяли на себя ответственность сократить вредные выбросы в атмосферу.

Учитывая тот факт, что одним из инициаторов этого протокола была именно Япония, многие крупные японские компании запустили ряд проектов, призванных снизить количество выбросов. Одной из компаний была и Toyota Motor – здесь еще в 1992 году представили «Хартию Земли», дополненную впоследствии «Экологическим планом действий».

Эти два документа определили одно из наиболее приоритетных на сегодняшний день направлений деятельности компании – разработку новых экологически чистых технологий. В рамках этой программы разрабатывались несколько вариантов силовых установок, среди которых и гибридная силовая установка, появившаяся в 1997 году на автомобилях Тойота Приус Гибрид.

Первое поколение Toyota Prius (1997-2003 гг.)

Разработка автомобиля с гибридной силовой установкой началась еще в 1994 году. Главной задачей для инженеров являлось создание электродвигателя и источников питания, способных если не заменить, то хотя бы эффективно дополнить основной двигатель внутреннего сгорания.

Инженеры Toyota, по их признанию, протестировали свыше ста вариантов различных схем и компоновок, что позволило создать действительно эффективную схему под названием Toyota Hybrid System. В итоге, после доведения системы до полностью рабочей модели, она была установлена на автомобиль Toyota Prius Hybrid (модель NHW10), ставший первым гибридным автомобилем компании.

Система THS представляет собой комбинированную силовую установку, состоящую из двигателя внутреннего сгорания, двух электромоторов и бесступенчатой трансмиссии HSD. Бензиновый мотор 1NZ-FXE объемом 1500 см3 способен развивать мощность 58 л.с., а суммарная мощность электромоторов составляет 30 кВт. Электромоторы используют энергию, накопленную в высоковольтных батареях с запасом 1.73 кВт*ч.

Электромотор мог работать как отдельно от основного двигателя, так и в синергетическом режиме, позволяя быстрее разгоняться до более экономичной передачи. Все это позволило снизить количество вредных выбросов в атмосферу примерно до 120 г/км – для сравнения, гибридный гиперкар Ferrari LaFerrari выбрасывает в атмосферу 330 г/км.

Несмотря на свои достоинства и экономичность, Тойота Приус Гибрид был встречен довольно прохладно – сказывалась необычная силовая установка, недостаточно мощная даже для спокойной езды автомобиля массой свыше 1200 кг.

Поэтому в 2000 году силовая установка была доработана в версии NHW11 – мощность бензинового двигателя увеличена с 58 до 72 л.с., а мощность электромотора – с 30 до 33 кВт. Также благодаря небольшим изменениям в системе накопления энергии, емкость ВВБ возросла до 1.79 кВт*ч.

Второе поколение NHW20 (2003-2009 гг.)

Появившаяся в 2003 году гибридная модель Тойоты Приус существенно отличалась от своего предшественника. Прежде всего, гибрид получил кузов пятидверный хэтчбек – этот кузов был более популярен среди 72% потенциальных покупателей автомобиля, чем седан.

Вторым значительным изменением являлась модифицированная силовая установка THS II. Все тот же полуторалитровый бензиновый мотор 1NZ-FXE был форсирован до 76 л.с., а вот мощность электромотора увеличена до 50 кВт. Это позволило не только увеличить максимальную скорость гибрида со 160 до 180 км/ч на бензиновом моторе и с 40 до 60 км/ч на электродвигателе, но также сократить время разгона до 100 км/ч почти в полтора раза.

Использование инвертора принципиально новой конструкции дало возможность снизить массу батарей с 57 до 45 кг и сократить количество элементов. Запас накопленной энергии снизился с до 1.31 кВт*ч, но так как инвертор нового образца позволял более эффективно преобразовывать рекуперативную энергию, то запас хода на аккумуляторных батареях по сравнению с Приус первого поколения увеличился, а скорость зарядки батарей возросла на 14%. Также удалось снизить расход топлива до 4.3 л/100 км, а уровень выбросов угарного газа – до 104 г/ км.

Улучшение динамических характеристик гибрида, а также активная рекламная кампания привели к тому, что уровень продаж Приус стремительно стал расти. Если моделей первого поколения было продано порядка 110 000 единиц, то только в 2004 году Toyota Motor продала более 125 000 Prius II, а в 2008 году количество проданных автомобилей превысило 285 000 машин.

Третье поколение ZVW30 (2009-2016 гг.)

Несмотря на явный коммерческий успех, инженеры Toyota продолжили совершенствовать модель в целях повышения его автономности при использовании экологически чистых источников энергии и дальнейшего снижения выбросов. На базе системы THS была разработан принципиально новый последовательно-параллельный гибридный привод Hybrid Synergy Drive, работающий по тому же принципу, но с рядом серьезных нововведений.

Прежде всего, вместо исчерпавшего ресурс увеличения мощности двигателя 1NZ-FXE стал устанавливаться двигатель 2ZR-FXE объемом 1800 см3, развивающий мощность в 99 л.с. Мощность электромотора повысили до 60 кВт, а его размеры уменьшились благодаря применению планетарной передачи. Рекуперативная система доработана с целью повышения КПД и ускорения времени зарядки. Несмотря на возросшую почти до 1500 кг снаряженную массу, динамические характеристики только улучшились благодаря более мощному мотору.

Применение нового гибридного привода позволило не только повысить динамические характеристики автомобиля, но и сделать его более экономичным. По заявлению инженеров Toyota, расход в смешанном режиме составляет 3.6 л/100 км – это паспортные данные.

Естественно, что в реальных условиях этот показатель выше, но по отзывам владельцев, в среднем он не превышает 4.2-4.5 л/100 км, против почти 5.5 л/100 у второго поколения Prius.

Еще одно нововведение – установленная в крыше солнечная панель мощностью 130 Вт, используемая для работы системы климат-контроля.

В 2012 году модель прошла модернизацию, в ходе которой была существенно повышена автономность гибрида на электрической тяге. Установлены новые аккумуляторные батареи, а их емкость увеличена почти в 3 раза – 21.5 А*ч против 6.5 и запасенная энергия в 4.4 кВт*ч против 1.31. Такой заряд позволяет гибриду проехать на электромоторе 1.5 км при максимальной скорости в 100 км/ч или 20 км при скорости в 40 км/ч. При этом выброс вредных веществ в атмосферу составляет всего 49 г/км.

Четвертое поколение (2016 г.)

Осенью 2015 года компания Toyota на автосалоне в Лас-Вегасе презентовала новое поколение Prius Hybrid. Автомобиль основан на совершенно новой платформе и радикально отличается своим агрессивным и интересным дизайном, намекающим на более спортивных характер.

Это действительно так – по словам главного инженера проекта Prius Коузди Тоесима, при разработке дизайна гибриду придали спортивные черты, так как он стал намного быстрее и динамичнее своих предшественников.

Силовая установка Hybrid Synergy Drive осталась практически без изменений. Но благодаря использованию более совершенных материалов, повышению крутящего момента электромотора и новому электромеханическому вариатору удалось повысить максимальную скорость автомобиля. Также в середине 2016 года появится первая полноприводная версия гибрида, с установленным в заднем мосту дополнительным электромотором мощностью 7.3 кВт.

С высоковольтными батареями новой конструкции гибрид проезжает более 50 км на электрической тяге, а усовершенствованная зарядная система сокращает время полной зарядки до 90 мин и дает возможность набрать 60% заряда всего за 15 минут.

На сегодняшний день компания Toyota продала уже более 3.5 млн. своих автомобилей семейства Prius. Эта модель заслуженной считается самым популярным гибридом в мире и с уверенностью демонстрирует, что будущее за автомобилями с гибридной и электрической силовой установкой, снижающими вредное воздействие на окружающую среду.

Видео

В заключение видео-обзор последней версии.

Prius

Японские конструкторы смогли разработать гибридный агрегат для моделей Toyota Prius, использующий полезную работу трех двигателей. Они функционируют благодаря одноосному редуктору. Рассмотрим принцип работы и устройство гибридного двигателя Тойота Приус.

Из чего состоит гибридный двигатель Тойота Приус?

Для того чтобы разобраться, как работает гибридный Тойота Приус, понадобится ознакомиться с базовыми компонентами установки. Она включает в себя бензиновый мотор и два мотор-генератора.

Принцип действия ДВС основан на использовании цикла Аткинсона. В качестве топлива допускается использовать бензин марок АИ-92 и АИ-95. Силовой агрегат отличается сниженным уровнем токсичности, экономичным расходом и высоким коэффициентом полезного действия. Функционал планетарной передачи позволяет передавать вращательный момент на колеса автомобиля, а также обеспечивать работу мотор-генератора. Это способствует выработке электрической энергии для поддержания заряда аккумуляторной батареи, функционирования климатической установки и других электроприборов.

Мотор-генератор №1 и №2

Первый предназначен для запуска ДВС, выступая в роли классического стартера. Также он обеспечивает работу мотор генератора №2, при снижении заряда АКБ. Еще одной функцией электродвигателя №1 является выработка электрической энергии для передачи заряда аккумуляторной батареи.

Второй мотор-генератор обеспечивает непосредственную передачу вращательного момента на колеса, беря энергию из ВВБ.

Принцип работы электромоторов Тойота Приус основан на взаимодействии электромагнитных полей. Для этого используются мощные неодимовые магниты в роторе. Обмотка статора состоит из медных проводников. Оборудование может работать в двух режимах:

Генераторный – происходит выдача трехфазного переменного напряжения с выводов статора. Оно преобразуется в постоянное, за счет применения конвертора. В дальнейшем выработанная энергия направляется на поддержание работы электрооборудования и заряд АКБ;

Двигательный – мотор-генератор получает трехфазное питание на обмотку статора, далее начинает вращаться ротор. Это происходит за счет взаимодействия магнитных полей. В результате получается кинетическая энергия.

Сложная конструкция планетарного механизма обеспечивает качественное функционирование гибридной установки. Редуктор разработан таким образом, чтобы подключать бензиновую установку исключительно для обеспечения работы генератора или вращения колес. При этом последний режим используется только при наборе оптимального числа оборотов 2ZR-FXE. Указанный показатель находится на уровне от 2000 об/мин.

Принцип распределения работы моторов Тойота Приус гибрид, благодаря конструкции планетарного механизма, выглядит следующим образом:

передвижение машины на низких скоростях осуществляется на электротяге;
для обеспечения набора скорости и ее поддержания используется дополнительная энергия от генератора, который двигается с помощью ДВС.

При этом главной чертой планетарного устройства является отсутствие непосредственной связи между бензиновым агрегатом и приводом колес.

Описание режимов работы гибридной силовой установки

В указанном разделе рассмотрим, как работает гибридная установка Тойота Приус в различных режимах. Среди них:

начало перемещения с запуском ДВС;

старт на электротяге и движение на высокой скорости;

запуск 2ZR-FXE на ходу;

Начало движения с запуском ДВС

Данный режим используется при недостаточном заряде АКБ для старта с места Тойота Приус. В этом случае гибрид работает следующим образом:

За счет действия мотор генератора №1 осуществляется вращение планетарного механизма, который запускает двигатель внутреннего сгорания;
Силовой агрегат внутреннего сгорания начинает разгонять мотор-генератор №1, что сопровождается переходом последнего в генераторный режим. Далее происходит выработка требуемого количества электрической энергии для заряда АКБ и обеспечения работы второго мотор генератора; -FXEможет работать исключительно для обеспечения работы первого мотор генератора и поддержания требуемого напряжения в электрической сети Тойота Приус.

Старт на электротяге и езда на высокой скорости

Электротяга гибридной установки Toyota Prius работает при старте машины с места в следующей последовательности:

Езда начинается при заглушенном бензиновом агрегате;
Электродвигатель №2 приводит в движение колеса и электромотор №1 через шестеренчатую передачу планетарного механизма. Указанный процесс обеспечивается запасенной энергией аккумуляторной батареи. При этом происходит преобразование напряжения из постоянного в переменное.

Для обеспечения движения Приус на высокой скорости, когда достигаются допустимые обороты электродвигателя №1, используется следующий принцип:

Мотор-генератор №2 посредством шестерен переключается на вращение первого с кратностью 2.6;
Это обеспечивает уменьшение скорости вращения электромотора №1 в 2.6 раз, по отношению ко второму. Максимально допустимое число оборотов для первого электродвигателя составляет шесть тысяч, набираемых при скорости в 64 км/ч.

Запуск ДВС на ходу

Принцип работы гибрида Тойота Приус с запуском 2ZR-FXE в процессе движения выглядит следующим образом:

Бензиновый силовой агрегат включается в момент остановки мотор генератора №1, который тормозится за счет изменения направления электромагнитного потока в противоположную сторону относительно вращения ротора. При этом запуск мотра происходит благодаря снятию вращающегося момента с колес автомобиля;
После набора оборотов двигателем внутреннего сгорания, происходит совпадение направлений вращения всех агрегатов гибридной установки. При равенстве числа оборотов будет наблюдаться равномерное распределение сил на вращение колес;
При увеличении оборотов ДВС, в сравнении с электромотором №2, будет наблюдаться рост вырабатываемой электроэнергии мотор генератором №1. Она распределяется на зарядку АКБ и поддержание дальнейшего движения, за счет передачи энергии на электродвигатель №2.

Задний ход

За езду автомобиля Тойота Приус задним ходом отвечает мотор-генератор №1. В момент заглушенной установки внутреннего сгорания, первый электромотор переходит в двигательный режим. Это сопровождается противоположным вращением относительно мотор-генератора №2. При этом планетарная ось фиксируется на месте, а вращающий момент с первого электродвигателя передается ко второму, посредством шестеренчатой передачи планетарного механизма. Происходит вращение электромотора №2 в обратную сторону, что сопровождается движением автомобиля задним ходом.

При запущенном бензиновом агрегате, для передвижения задним ходом необходимо увеличить число оборотов электродвигателя №1 относительно двигателя внутреннего сгорания.

Заключение

Конструкция гибрида Toyota Prius позволяет получить экономию топлива за счет следующих факторов:

Читайте также: