rumah→Mengencangkan→ Prinsip pengoperasian mesin hybrid di dalam mobil. Mobil hybrid Toyota Prius: perangkat, prinsip pengoperasian Toyota Prius apa itu hybrid

Prinsip pengoperasian mesin hybrid di dalam mobil. Mobil hybrid Toyota Prius: perangkat, prinsip pengoperasian Toyota Prius apa itu hybrid

Toyota Prius bekas bisa dilihat dari dua sudut. Di satu sisi, ini adalah simbol ekologi yang telah berubah menjadi mobil ekonomis tanpa tulang untuk bepergian dari titik A ke titik B. Di sisi lain, ini adalah cara yang menarik dan agak orisinal untuk mengurangi biaya bahan bakar.

Tapi apa yang sebenarnya dibutuhkan sebagian besar orang? Menjadikan mobil andal, relatif cepat, nyaman, aman, dan hemat bahan bakar. Semua persyaratan tersebut dipenuhi oleh Toyota Prius generasi ketiga.

Pabrikan mengklaim Prius mampu bertahan dengan 4 liter bensin per 100 km. Nyatanya, bergerak agar tidak mengganggu orang lain, Anda membutuhkan sekitar 6 liter. Jika Anda menghindari bepergian di jalan raya, maka konsumsi rata-rata dalam kota sekitar 5 liter. Di luar kota, di mana penggerak hybrid tidak lagi berguna, dan mesin harus mendorong mobil dengan aki yang berat, biayanya akan berada di level 7-8 liter.

Kepraktisan adalah poin kuat lainnya pihak Toyota Prius. Ada cukup banyak ruang di dalamnya. Namun dalam hal kenyamanan, segalanya sedikit lebih buruk. Kursi berlengan tidak menghalangi tubuh untuk bergerak, dan bantalan kursinya pendek. Selain itu, tidak mungkin memasang setir dengan benar. Anda harus duduk dengan tangan terentang penuh atau dengan kaki ditekuk.

Anda harus terbiasa dengan pemanasan kabin yang sangat lambat periode musim dingin. Pertama-tama, mesin dengan efisiensi panas tinggi yang harus disalahkan untuk ini. Energi panas yang dihasilkannya tidak cukup untuk ekses seperti kenyamanan kru. Untuk menyelamatkan beruang kutub, ada yang harus dikorbankan.

Bahkan ergonominya pun tidak patut dicontoh. Tampilan head-up proyeksi tidak melelahkan mata seperti digital yang dipenuhi dengan ikon-ikon kecil dasbor di atas panel tengah. Butuh waktu untuk membiasakan diri.

Isolasi kebisingan dan suspensi tidak buruk di kota dan pada kecepatan rendah, tetapi pada tingkat pergerakan yang lebih tinggi, ban mulai melolong dan sasis terasa dengan sendirinya. poros belakang dengan balok elastis, bereaksi dengan berani terhadap retakan di permukaan aspal dan bergelombang.

Toyota Prius tidak memerlukan keterampilan mengemudi khusus. Namun jika Anda ingin menggunakan potensi maksimal dari setup hybrid, maka Anda harus membiasakan diri mengemudi dengan cara yang sedikit berbeda. Misalnya, gunakan inersia untuk mengakumulasi energi listrik (pemulihan). Dengan demikian, bahan bakar bisa dihemat. Setelah beradaptasi untuk menebak seberapa jauh hibrida dapat menggelinding tanpa gas, melambat karena inersia, rem hanya dapat digunakan dalam kasus luar biasa. Ini adalah jenis hiburan yang spesial, tidak kalah serunya dengan berkendara menyamping.

Sementara Prius generasi sebelumnya tidak dapat mengandalkan sepenuhnya pada motor listrik, model generasi ketiga dapat melakukannya dengan baik tanpa bantuan mesin. pembakaran dalam. Cadangan daya cukup untuk perjalanan 2-3 km, tetapi pada kecepatan di atas 50 km / jam, sebagai aturan, mode gabungan dari instalasi hybrid diaktifkan.

Motor listrik bekerja terutama sebagai asisten, membantu mobil yang relatif berat untuk memulai dengan bermartabat dari suatu tempat. Di persimpangan, hanya sedikit orang yang ingin berhenti untuk kendaraan hybrid. Namun apa yang mengejutkan orang lain saat Prius dengan riang mulai menyala di lampu lalu lintas hijau. Tidak seperti beberapa mesin otomatis yang membutuhkan waktu lama setelah melepaskan pedal rem sebelum mobil melaju, hybrid Jepang mulai bergerak seketika. Tentu saja, ini bukan cara berkendara yang paling ekonomis, tetapi Anda selalu dapat menambah kecepatan jika perlu. Toyota rela berakselerasi hingga 150 km / jam, tetapi setelah 130 km / jam akselerasinya sudah sedikit mengesankan. Pada jalan datar kecepatan tertinggi 180 km/jam dapat dicapai.

Pembangkit listrik hybrid memiliki tiga mode operasi. Yang pertama, Eco - respons pedal gas agak lamban. Dan dalam mode Power, reaksinya terlalu tajam dan terlihat seperti tombol ON / OFF. Untuk perjalanan biasa, "mode standar" lebih cocok. Kekuatan mungkin berguna untuk menyalip.

Pada pengemudian mode mengemudi tidak berpengaruh. Responsnya agak kabur, seolah-olah sinyal dikirim melalui kabel. Masukan tidak hanya di setir. Toyota Prius memiliki karakter yang berbeda dari apa yang melekat mobil klasik. Pengemudi tidak akan pernah bisa menyatu dengan hybrid Jepang.

Pada kecepatan hingga 80 km/jam, setelah melepas kaki dari pedal gas, mesin dimatikan dan proses pemulihan energi dimulai. Pengereman terjadi karena motor listrik yang menghemat rem. Ada juga mode pengereman transmisi, yang diperlukan saat berkendara di tanjakan curam dengan mobil bermuatan.

Masalah umum dan malfungsi

Toyota Prius tidak memiliki cacat yang fatal. Dan power drive sangat handal. Mesin pembakaran internal 1,8 liter berjalan pada siklus Atkinson yang dimodifikasi (katup masuk tetap terbuka untuk sementara bahkan saat piston mulai kembali, sehingga secara efektif mensimulasikan langkah piston dengan panjang variabel).

Alih-alih CVT dengan masa pakai terbatas yang sering bermasalah, roda gigi planet yang hampir abadi dipasang di sini. Dia bekerja dengan motor listrik, yang juga tidak memiliki penyakit khas. Namun bukan berarti Toyota Prius tidak membutuhkan perawatan. Mesin bensin, seperti mesin lainnya, secara teratur membutuhkan oli dan filter untuk diperbarui. Dan setelah 300-400 ribu km, gasket di bawah kepala blok bisa terbakar, atau pompa sistem pendingin bisa bocor. Segera katup EGR bisa gagal. Mudah diakses dari atas dan sering kali hidup kembali setelah dibersihkan.

Jika ada yang kecil kegagalan mekanis, kemudian, sebagai suatu peraturan, karena mengabaikan pemeliharaan rutin. Masalah juga muncul setelah berhenti lama, di mana baterai benar-benar habis. Mobil ini tidak boleh "menganggur".

Toyota Prius mengalami beberapa penarikan besar-besaran. Satu mobil yang bersangkutan diproduksi sebelum Januari 2010 - ada masalah dengan ABS di jalan yang kasar. Pada Februari 2014, yang kedua diumumkan. Kali ini perbaikan membutuhkan instalasi hybrid. Ada bahaya transistor inverter terlalu panas, menyebabkan kendaraan masuk ke mode aman atau kehilangan daya sama sekali. Cacat mempengaruhi semua salinan Prius dan sangat mungkin masalah ini masih ada di depan mobil Anda. Biaya inverter baru adalah dari 320.000 rubel, digunakan - dari 20.000 rubel.

DI DALAM waktu musim dingin terkadang tampilan tengah mulai bertingkah, tidak mau menanggapi sentuhan. Terkadang interior berkualitas tinggi tidak berderit, dan plastik mudah tergores.

Namun, keandalan mobil ini dinilai di atas rata-rata. Toyota Prius secara teratur menempati peringkat pertama dalam peringkat kepuasan dan keandalan.

Banyak orang khawatir tentang masa pakai baterai. Memang benar bahwa di musim dingin kapasitas mereka, dan terutama kesiapan mereka untuk menggerakkan kendaraan dengan tenaga listrik murni, berkurang. Namun dalam iklim sedang, bahkan setelah 100.000 km atau 5 tahun beroperasi (masa garansi), penurunan daya baterai yang signifikan tidak terasa. Pemilik bahkan setelah 300.000 km tidak mengeluhkan penurunan kapasitas baterai.

Kebutuhan untuk mengganti baterai nikel-logam hidrida (Ni-MH) mungkin baru muncul setelahnya kerusakan mekanis misalnya akibat kecelakaan. Biaya baterai tegangan tinggi baru mulai dari 280.000 rubel, yang bekas mulai dari 45.000 rubel.

Pemeliharaan

Oli di kotak roda gigi dan diferensial dirancang untuk seluruh masa pakai dan hanya memerlukan pemeriksaan level dan kondisi setiap 60.000 km. Namun, saat beroperasi dalam kondisi sulit, Toyota menganjurkan untuk mengurangi interval pemantauan menjadi 45.000 km, dan penggantian lengkap untuk melakukan cairan kerja selambat-lambatnya 90.000 km. Kondisi sulit antara lain seringnya melakukan perjalanan di jalan raya dengan kecepatan sekitar 130 km / jam.

Masih perlu mengganti pendingin. Pertama kali setelah 150.000 km, lalu setiap 90.000 km. Pendingin inverter juga perlu diperbarui: pertama setelah 240.000 km, lalu setiap 90.000 km.

Kesimpulan

Toyota Prius generasi ketiga - luar biasa mobil handal, yang tunduk pada kondisi dan peraturan pengoperasian Pemeliharaan tidak hanya ekonomis, tetapi juga tahan lama.

Spesifikasi Toyota Prius III (XW30 / 2009-2016)

Jenis mesin - bensin;

Volume kerja - 1798 cm3;

Jenis sistem pengaturan waktu - DOHC;

Jumlah silinder / katup per silinder - 4/4;

Diameter / langkah piston - 80,5 mm / 88,3 mm;

Rasio kompresi - 13:1;

Daya maksimum - 100 kW (136 hp);

Torsi tertinggi - 207 Nm;

Akselerasi dari 0 hingga 100 km / jam - 10,4 detik;

Kecepatan maksimum - 180 km / jam;

Gearbox: tipe - stepless;

Kapasitas tangki bahan bakar- 45 liter;

Berat: trotoar / penuh - 1495 kg / 1805 kg;

Konsumsi bahan bakar:

Rata-rata / jalan raya / kota - 3,9 / 3,7 / 3,9 l / 100 km;

Jarak sumbu roda - 2700 mm;

Lacak: depan / belakang - 1525 / 1520 mm;

Ukuran ban - 195/55 R15;

panjang × lebar × tinggi - 4460 × 1745 × 1500 mm.

Salah satu tren teknologi yang paling relevan dalam industri otomotif global adalah pengenalan teknologi "hijau". Bahkan sistem keamanan yang efektif dan asisten elektronik yang canggih tidak ada apa-apanya jika dibandingkan dengan keunggulan yang ditawarkan oleh konsep listrik dan hibrida. Dan ini bukan hanya tentang meminimalkan tingkat pencemaran lingkungan. Menghilangkan atau setidaknya mengurangi konsumsi bahan bakar tradisional juga bermanfaat bagi pengendara itu sendiri, yang dapat mengandalkan penghematan yang signifikan. Benar, kata "hemat" masih enggan dipadukan dengan harga model hemat energi. Sebagian besar penawaran di kelas ini tersedia konsumen Rusia untuk 2-3 juta rubel. Dalam konteks ini, pilihan mobil seperti Toyota Prius Hybrid yang fotonya disajikan di bawah ini sangat menarik.

Model tersebut ditawarkan dengan banderol harga awal 1,2 juta rubel. Tentu saja biaya sebesar itu tidak bisa dibilang terjangkau bagi penggila mobil massal, melainkan pengurangannya konsumsi bahan bakar dalam jangka panjang akan membenarkan investasi. Selain itu, pembeli tidak hanya menerima model dengan pembangkit listrik yang tidak biasa, tetapi juga berkualitas tinggi mobil Jepang dengan sedikit premium.

Informasi umum tentang model

Mode model hybrid dan mobil listrik di antara pabrikan muncul di awal tahun 2000-an. Tentu saja, beberapa perkembangan di bidang ini telah ada sebelumnya, tetapi implementasi nyata mereka dalam konsep baru terjadi dalam 15 tahun terakhir. Pada gilirannya, pabrikan Jepang menjadi salah satu pelopor di segmen tersebut, merilis model hybrid pada tahun 1997. Namun, mobil tersebut baru muncul di pasar dunia tiga tahun kemudian. Pada saat yang sama, perangkat yang sama dipertahankan - Toyota Prius Hybrid 2000 di bawah kapnya berisi empat komponen: mesin pembakaran internal tradisional, motor listrik, baterai tegangan tinggi, dan generator motor. Seperti yang Anda lihat, model menggabungkan elemen dari berbagai konfigurasi. pembangkit listrik, termasuk mesin pembakaran internal klasik dan baterai.

Dari segi tampilan, mobil ini tergolong kelas golf. Meskipun pabrikan besar cenderung memasok versi mewah yang mahal secara eksklusif dengan instalasi hybrid, orang Jepang lebih memilih kelas yang dekat dengan konsumen umum. Padahal, hal ini disebabkan relatif harga terjangkau pada mobil Toyota Prius Hybrid, ulasan pemiliknya sangat disukai dalam kaitannya dengan versi seharga 1,2 juta rubel, tetapi mereka juga mencatat kekayaan peralatan opsional dalam versi yang lebih mahal seharga 2 juta rubel.

Cara kerja versi dasar

Insinyur menawarkan dua pendekatan untuk mengimplementasikan desain hybrid. Pada versi pertama, pergerakan dan kendali mesin disediakan oleh motor listrik, dan mesin pembakaran dalam hanya memasok baterai. Opsi kedua memberikan kemungkinan penggunaan yang setara dari kedua generator. Dua generasi pertama telah menunjukkan kemungkinan dan keefektifan menggabungkan kedua konsep tersebut. Untuk memahami cara kerja Toyota Prius Hybrid dalam versi klasik, ada baiknya mempertimbangkan pembangkit listrik Synergy Drive. Kompleks termasuk ICE bensin untuk 78 l. Dengan. dan motor listrik bertenaga baterai 68 hp. Dengan. Bersama-sama, ini memberikan pengembalian maksimum. Anda dapat mengelola potensi ini menggunakan empat mode. Pada saat start, instalasi ICE dimatikan, dan motor listrik mengambil alih fungsi penggerak utama mesin. Saat daya meningkat, situasinya berubah: aktivitas baterai berkurang, dan unit bensin mulai bekerja.

Prinsip operasi generasi ketiga

Meski tenaga meningkat, model generasi ketiga memiliki level yang tinggi efisiensi bahan bakar. Versi menerima "empat" 1,8 liter, skema yang didasarkan pada siklus Atkinson. Seperti yang disarankan oleh perangkat aslinya, Toyota Prius Hybrid juga menerima baterai yang diaktifkan sesuai kebutuhan. Fitur generasi ketiga juga mencakup penggunaan pompa pendingin elektrik dan sistem resirkulasi gas buang yang lebih baik. Adapun mode mengemudi, dalam hal ini diasumsikan tiga metode. Mode pertama (EV) dirancang untuk berkendara dalam rentang kecepatan rendah dengan baterai terhubung. Ini diikuti dengan mode yang disempurnakan, yang memungkinkan Anda meningkatkan sensitivitas pedal gas untuk pengendaraan yang sporty. Yang paling ekonomis adalah Eco Mode, yang mencapai rasio pengeluaran energi paling rasional dan kebutuhan tenaga mobil dalam proses pergerakan.

Parameter teknis model

Dengan semua fitur pengisian internal, platform dan struktur utama mobil dibuat sesuai dengan skema tradisional. Pada saat yang sama, eksteriornya terlihat agak tidak biasa, yang pada gilirannya memberikan semangat lain pada Toyota Prius Hybrid. Spesifikasi model terlihat seperti ini:

Tubuh hibrida adalah hatchback 5 pintu.
Panjang - 445 cm.
Lebar - 172,5 cm.
Tinggi - 149 cm.
Volume kompartemen bagasi - setidaknya 408 liter.
Jarak sumbu roda - 270 cm.
Trek belakang - 148 cm.
Trek depan - 150,5 cm.
Jarak bebas - 14,5 cm.
Suspensi - pegas independen di depan dan semi independen di belakang.
Gearbox - planet langsung.
Rem - cakram.

Spesifikasi baterai

Pabrikan menggunakan baterai dari NiMH dan Panasonic, yang memiliki garansi 8 tahun. Sebenarnya, berkat elemen-elemen tersebut, penghematan biaya modifikasi mobil Toyota Prius Hybrid terjamin. Spesifikasi baterai yang digunakan adalah sebagai berikut:

Kapasitas - dari 6 hingga 21 Ah.
Waktu untuk menyelesaikan muatan penuh adalah 90 menit.
Berat - dari 45 hingga 80 kg, tergantung versinya.
Jumlah modul dalam baterai adalah dari 28 hingga 40.
Jumlah segmen dalam modul adalah 6.
Tegangan di segmen adalah 1,2 V.
Tegangan total - dari 206 hingga 288 V.
Energi baterai cadangan - maksimum 4,4 kWh.

Fitur teknologi operasi

Dalam pandangan sebagian besar pengendara, perbedaan utama model hibrida adalah ekonomi mereka. Meski demikian, ada nuansa pengoperasian lain yang dimiliki Toyota Prius Hybrid. Prinsip operasi, khususnya, cukup menentukan level tinggi otomatisasi manajemen, yang harus Anda persiapkan. Misalnya, komputer terpasang secara mandiri mengatur parameter mesin, sehingga memastikan kinerja baterai yang optimal. Misalnya, saat kendaraan berhenti, sistem mengaktifkan pengereman regeneratif, sehingga baterai diisi ulang secara otomatis.

Solusi bermanfaat lainnya ditawarkan, termasuk sensor kontrol jarak, penegang sabuk pengaman otomatis, penyetelan kursi, dan penyetelan sensitivitas pedal yang optimal di Toyota Prius Hybrid. Ulasan pemilik juga sangat mengapresiasi karya asisten cerdas, yang memungkinkan Anda memarkir dengan mudah dan menggunakan kamera tampak belakang.

Konsumsi bahan bakar

Bahkan dengan latar belakang perwakilan lain dari segmen hybrid model Jepang menunjukkan penghematan yang baik. Di dalam kota, mobil versi basic mengkonsumsi sekitar 8 liter, dan di luar kota bahkan kurang - 5,5 liter. Selain itu, dalam hal emisi zat berbahaya, mesin yang digunakan Jepang secara signifikan melebihi standar Euro-4. Pada saat yang sama, generasi ketiga memiliki konsumsi lebih sedikit bahan bakar. Toyota Prius Hybrid versi ini saat dikendarai keliling kota menunjukkan konsumsi pada level 4,9 liter, dan di jalan raya - 4,6 liter. Pencapaian seperti itu dimungkinkan tidak hanya berkat pembangkit listrik. Untuk menebus tenaga mesin yang meningkat, para insinyur menggunakan paduan aluminium tugas berat dalam konstruksi. Ini memungkinkan untuk mengurangi massa hibrida, yaitu 1,5 ton.

Indikator dinamis

Adopsi luas teknologi hijau di industri otomotif terhambat oleh dua faktor yang membatasi permintaan. Diantaranya, seperti yang sudah disebutkan, harga, serta performa kecepatan yang lumayan. Namun, pabrikan asal Jepang itu mampu mengatasi kekurangan tersebut, terbukti dari respon dinamisnya: Toyota Prius Hybrid memiliki performa yang lumayan. kecepatan maksimum- 170 km / jam dan akselerasi bagus - hingga 100 km / jam, "China" berakselerasi dalam 11 detik.

Sebagian, kinerja hybrid yang tinggi disebabkan oleh desainnya yang ringan, tetapi pengaruh fitur teknologi model tidak boleh dikesampingkan. Misalnya, motor listrik torsi tinggi memberikan respons yang cepat, dan tidak adanya kotak roda gigi tradisional mengoptimalkan interaksi antara pengemudi dan pembangkit listrik. Selain itu, jangan lupakan sistem elektronik yang melengkapi SUV Toyota Prius Hybrid ini. Ulasan pemilik berbicara tentang manfaat praktis asisten dalam proses pergerakan. Mereka tidak hanya meningkatkan keselamatan, tetapi juga membuat hybrid lebih mudah dikendarai.

Rencana untuk pengembangan lebih lanjut dari hybrid

Dalam pengembangan modifikasi baru, perusahaan fokus pada beberapa bidang. Hal terpenting saat ini adalah memperbaiki model. Pengerjaan bagian ini dilakukan oleh desainer yang mendesain eksterior. Pada generasi pertama, pencipta berhasil mencapai hasil yang signifikan berupa penurunan koefisien drag aerodinamis yang saat ini optimal untuk model Toyota Prius Hybrid. Prinsip kerja berdasarkan sumber alternatif catu daya juga akan dikembangkan, termasuk melalui panel surya. Insinyur secara aktif terlibat dalam merancang cara memasangnya di atap. Seperti yang diharapkan, berkat elemen ini, mobil dapat memastikan pengoperasian sistem pengatur suhu.

Umpan balik positif dari pemilik

Mayoritas kritik yang baik tentang model ini karena keuntungan yang diberikan oleh pembangkit listrik. Dibandingkan dengan mobil bensin tradisional, mobil ini jauh lebih ekonomis untuk dioperasikan. Dan ini bukan hanya tentang menurunkan biaya bahan bakar untuk mobil lima pintu seperti Toyota Prius Hybrid. Ulasan pemilik menunjukkan bahwa model tersebut tidak terlalu sering memerlukan penggantian oli, dan juga meniadakan perbaikan starter dan generator, yang tidak tersedia di bawah kap. Selain itu, keunggulan mobil ini dalam hal melengkapi perangkat opsional terbaru juga diperhatikan.

Perlu diperhatikan keunggulan mobil dalam hal pengoperasian di Rusia. Apa yang sangat menyenangkan bagi pemilik mobil domestik: cuaca beku yang parah pun tidak memengaruhi performa crossover Toyota Prius Hybrid. Ulasan pemilik di musim dingin mengonfirmasi bahwa mobil dapat dinyalakan tanpa masalah dan hanya membutuhkan pemanas interior untuk pengendaraan yang nyaman.

Umpan Balik Negatif

Tentu saja, tingginya biaya membuat banyak orang menjauh dari pembelian semacam itu. Meski dibandingkan dengan hibrida lain, opsi ini bisa disebut paling terjangkau, namun mobil ini masih lebih mahal dari pada versi bensinnya. Ada juga kritik terkait masalah pembuangan baterai hybrid bekas, namun masalah ini lebih menjadi perhatian organisasi lingkungan daripada pemilik mobil.

Kesimpulan

Pada pasar Rusia tidak ada model di segmen mobil "hijau" yang dapat sepenuhnya bersaing dengan pengembangan Jepang. Bukan tanpa alasan review Toyota Prius Hybrid sebagian besar positif. Mobil ini dibedakan dari penghematan dalam pengoperasian dan pemeliharaan, tetapi pada saat yang sama menyediakan hampir semua fungsi yang dimiliki model bensin konvensional. Tentu saja, saat membeli, Anda harus menyiapkan uang dalam jumlah besar, tetapi hibrida pasti akan terbayar dengan sendirinya selama pengoperasian jangka panjang. Teknologi baru memang mahal, tetapi manfaat beralih ke kendaraan yang lebih canggih tidak bisa dilebih-lebihkan.

Hibrida model Toyota Prius telah begitu ditingkatkan selama tiga generasinya hingga saat ini satuan daya juga dapat ditemukan di sejumlah massa yang lebih populer model Toyota. Jadi apa pengetahuan konstruktif Toyota hybrid?

Desain

Pembangkit listrik hibrida Toyota Prius adalah desain seri-paralel (gabungan), di mana torsi dapat disalurkan ke roda dari mesin pembakaran internal secara langsung dan dari motor traksi dalam proporsi apa pun. Untuk melaksanakan pekerjaan sesuai dengan skema seperti itu, apa yang disebut pembagi daya diperkenalkan ke dalam desain pembangkit listrik. Ini adalah roda gigi planet dengan empat roda gigi satelit. Terhubung ke roda gigi luar dari mekanisme ini motor traksi. Itu juga terhubung langsung ke roda gigi utama, yang mentransmisikan torsi ke diferensial lintas-gandar dan kemudian ke roda. Empat satelit dalam desain ini dihubungkan ke mesin pembakaran internal, yaitu. sumbu mereka berputar di sekitar sumbu roda gigi matahari pusat. Yang terakhir, pada gilirannya, dihubungkan ke generator motor kontrol. Untuk memahami cara kerja desain ini, Anda harus mempertimbangkan mode operasinya secara terpisah.

Prinsip umum operasi

Akselerasi awal mesin disediakan oleh generator motor listrik traksi MG2. Ini memutar roda gigi luar dari roda gigi planet, yang melaluinya momen disalurkan ke roda. Ketika tenaga motor listrik traksi menjadi tidak mencukupi, mesin bensin mengambil alih. Pada saat yang sama, ini bekerja dalam mode paling ekonomis. Dengan memutar roda gigi satelit, roda gigi luar dan dalam, roda gigi surya, yang dikendalikan oleh generator motor MG1, digerakkan. Dan itu tergantung pada perilaku MG1 seberapa besar tenaga yang akan ditransfer oleh mesin pembakaran dalam ke roda, dengan kata lain, ini disebut "pembentukan rasio transmisi".

MG1 juga bertanggung jawab untuk mengisi ulang baterai dalam mode apa pun (bahkan diam) dan untuk menghidupkan mesin, yang membuat sistem sangat fleksibel, apa pun mode pengoperasiannya. Berkat ini, para insinyur Toyota dapat memperolehnya sistem semesta distribusi torsi, yang paling optimal mendistribusikan energi yang diperoleh selama pembakaran bahan bakar di mesin pembakaran dalam. Sistem ini juga memiliki keandalan mekanis yang unik, karena torsi dikendalikan oleh kabel, melewati banyak komponen mekanis dan hidrolik tradisional yang kompleks.

Membuat eco-mobile dengan pembangkit listrik yang sangat cerdas, para insinyur Toyota dengan serius mendekati pilihan mesin pembakaran internal. Ini, seperti mobil secara keseluruhan, dirancang untuk penghematan bahan bakar maksimum. Dan karena karakteristik ini secara langsung bergantung pada efisiensi motor, mis. Dari efisiensi penggunaan panas bahan bakar yang mudah terbakar, diputuskan untuk membuat mesin pembakaran dalam yang beroperasi pada siklus Atkinson. DI DALAM motor ini, tidak seperti mesin yang beroperasi pada siklus Otto, kompresi tidak dimulai pada awal langkah ke atas, tetapi beberapa saat kemudian, sehingga sebagian campuran bahan bakar-udara didorong kembali ke intake manifold. Karena itu, dimungkinkan untuk meningkatkan langkah kerja, yang meningkatkan waktu penggunaan energi tekanan dari gas yang mengembang, mis. meningkatkan efisiensi mesin dengan pengurangan yang sesuai dalam konsumsi bahan bakar. Siklus Atkinson dalam hibrida lebih relevan karena suatu alasan operasi es dalam desain ini dalam rentang kecepatan yang lebih sempit.

Dalam 4 terakhir Generasi Toyota Prius menggunakan mesin bensin 1.8 liter bertenaga 98 hp, Toyota Yaris Hybrid menggunakan mesin 1.5 liter bertenaga 75 hp, model Auris menggunakan mesin 1.8 liter bertenaga 99 hp, dan Toyota RAV4 Hybrid terbaru menggunakan mesin 2.5- mesin liter dengan 155 hp. Total tenaga pembangkit listrik hibrida ini masing-masing adalah 122 hp, 100 hp, 136 hp, 197 hp.

Perlu dicatat bahwa para insinyur Toyota terus menyempurnakan desain mesin pembakaran internal yang beroperasi pada siklus Atkinson. Saat ini, motor dengan efisiensi termal (koefisien kinerja) yang mencapai 40% sudah diproduksi. Sebelumnya, angka untuk mesin ini adalah 38%, dan untuk mesin pembakaran internal yang beroperasi pada siklus Otto - bahkan lebih sedikit lagi. Efisiensi yang lebih tinggi berarti penggunaan panas yang lebih efisien yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar. Dengan demikian, daya spesifik dan efisiensi hibrida baru unit Toyota menjadi lebih tinggi.

Omong-omong, hibrida Toyota tidak memiliki konsep "pemalasan mesin". Jika unit kontrol telah menyalakan mesin, ini berarti baterai sedang diisi, atau mesin pembakaran internal sedang memanas, atau interior sedang memanas, atau mobil sedang bergerak.

Motor listrik

Powertrain hybrid Toyota menggunakan dua motor listrik, generator motor kontrol (MG1) dan generator motor traksi (MG2). Tenaga motor traksi:

Yaris Hybrid - 45 kW, 169 Nm;

Auris Hybrid - 60 kW, 207 Nm;

Prius - 56 kW, 163 Nm;

RAV4 Hibrida - 105 kW, 270 Nm; motor listrik belakang - 50 kW, 139 Nm;

Omong-omong, motor kontrol-generator dalam desain ini juga berfungsi sebagai starter. Ini memungkinkan untuk dikecualikan desain es starter klasik, yang, dalam kasus mesin pembakaran internal yang beroperasi pada siklus Atkinson, tidak dapat dihidupkan dengan kecepatan rendah (untuk mesin pembakaran internal Otto konvensional - 250 rpm). Untuk memulai unit ini, Anda perlu "melepaskan" ke kecepatan minimal 1000, yang dilakukan oleh generator motor kontrol.

Elektronik

Sejumlah sistem lain bertanggung jawab untuk memastikan pengoperasian pembangkit listrik hybrid Toyota. Ini adalah konverter tegangan (inverter), 520V / 600V / 650V. Ini termasuk penguat, inverter, konverter DC-ke-DC D.C. 14 volt (untuk catu daya terpasang, DC / DC) dan sistem pendingin cair. Yang terakhir diperlukan untuk menciptakan kondisi kerja yang paling menguntungkan untuk elektronik. Ini bekerja dengan kinerja tertinggi dan kerugian terendah pada suhu kamar (sekitar 20 derajat Celcius). Karena inverter dilengkapi dengan tahapan transistor yang kuat, mereka membutuhkan pembuangan panas yang cepat. Hal yang sama diperlukan untuk motor listrik pada transmisi. Untuk melakukan ini, sistem pendingin cair dihubungkan ke inverter dan transmisi, Kisaran suhu yang jauh lebih rendah dari kisaran suhu normal mesin pembakaran internal.

Keterangan

Prius memiliki mesin bensin dan dua generator motor listrik, serta baterai berkapasitas rendah 6,5 Ah (sering disebut sebagai baterai tegangan tinggi, HVB). Motor listrik juga dapat berfungsi sebagai generator, mengubah energi kinetik menjadi listrik dan mengisi ulang baterai. Dalam hal ini, listrik dapat dihasilkan baik karena kerja mesin bensin, dan karena pengereman kendaraan (sistem pengereman regeneratif). Motor dapat bekerja baik secara terpisah maupun bersama-sama. Mesin bensin adalah mesin Atkinson, mesin semacam itu irit, tetapi memiliki tenaga yang relatif rendah. Pengoperasian semua mesin dikendalikan oleh komputer on-board.

Prius mudah dikenali dari bentuknya yang ramping. Koefisien drag hanya 0,26. Kondisioner bekerja langsung dari akumulator, terlepas dari mesinnya.

Kabin dilengkapi dengan tampilan layar sentuh yang menunjukkan pengoperasian mesin, kapasitas baterai, dan parameter lainnya. Layar memungkinkan Anda untuk mengontrol sistem audio dan AC, tetapi bukan mobilnya. Persneling (maju, netral, mundur, power gear) dialihkan bukan oleh gearbox, tetapi oleh joystick yang terletak di dekat setir dan tombol di sebelahnya (untuk parkir). " Rem tangan» dibuat dalam bentuk pedal di bawah kaki kiri pengemudi. Kecepatan ditunjukkan oleh indikator digital berwarna hijau. Mobil dibuka dengan kunci kontak elektronik; jika terjadi kerusakan, Anda dapat masuk ke salon (tetapi tidak mengemudi) menggunakan kunci mekanis. Mobil dihidupkan dengan menekan tombol Power sambil menekan rem.

Prius sangat ekonomis karena beberapa alasan:

Efisiensi mesin bensin apa pun bukanlah nilai konstan, tetapi bergantung pada daya. Berkat kemampuan untuk menambah daya karena motor listrik, dan menghabiskan sebagian daya untuk mengisi daya baterai, dan juga (pada kecepatan rendah) mati sama sekali mesin bensin dan mengemudi hanya dengan mengorbankan listrik, dimungkinkan untuk mengoptimalkan pengoperasian mesin.

Saat berhenti di kemacetan lalu lintas, sebelum lampu lalu lintas, dll., Mesin dimatikan. Untuk mobil lain berfungsi Pemalasan mengkonsumsi bensin. Dalam kemacetan lalu lintas yang panjang, sistem pendukung kehidupan (lampu depan, komputer terpasang, sistem audio, penguat rem dan kemudi) "memakan" daya baterai dan mesin mulai mengisi ulang VVB, tetapi ini masih jauh lebih ekonomis daripada " memutar” mesin 2 liter (kira-kira setara dengan pembangkit listrik Prius).

Mesin Atkinson sendiri ekonomis. Tenaganya yang rendah merupakan kerugian yang dapat ditoleransi, karena tenaga tambahan dapat disediakan oleh motor listrik.

Selama pengereman dan deselerasi (mis. saat menurun tajam), energi disimpan di baterai berkat pengereman regeneratif.

Tarikan aerodinamis yang rendah mengurangi konsumsi bahan bakar, terutama pada kecepatan tinggi atau angin sakal yang kuat.

Beberapa model dilengkapi dengan tombol EV yang mengaktifkan mode kendaraan listrik. Dalam mode ini, mobil dapat berakselerasi dengan mulus (hingga 57 km / jam) dan mengerem, dan di jalan bebas hambatan dengan sedikit perubahan ketinggian dapat menunjukkan efisiensi yang tinggi. Kelebihan tambahannya adalah kemampuan mengemudi di garasi yang berventilasi buruk dan tidak takut diracuni oleh asap knalpot. Namun, dalam mode ini, di musim dingin, kemungkinan memanaskan kompartemen penumpang terbatas - semuanya mesin modern mereka memanaskan interior, mengambil panas dari sistem pendingin, yang, saat mesin tidak bekerja, menjadi dingin dalam beberapa puluh menit.

[sunting] ManfaatEfisiensi tinggi, sebagai hasilnya - penghematan biaya bensin dan kebutuhan untuk lebih jarang berhenti di pom bensin.

Tingkat polusi udara rendah. Ini sebagian karena efisiensi (semakin sedikit bahan bakar yang dibakar, semakin sedikit emisi berbahaya), dan sebagian - mematikan mesin saat berhenti ketika gas yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia memasuki atmosfer. Dibandingkan dengan mobil konvensional, Prius memancarkan 85% lebih sedikit hidrokarbon yang tidak terbakar CnHm dan nitrogen oksida NOx [sumber tidak ditentukan 409 hari].

Tingkat kebisingan rendah, karena beberapa alasan:

Selama berhenti, mesin dimatikan.

Motor listrik yang lebih senyap berjalan bersamaan dengan, atau terkadang sebagai pengganti, mesin bensin.

Dinamika luar biasa:

motor traksi selalu menghasilkan torsi maksimum

tidak adanya gearbox seperti itu (digunakan planetary gear)

Tingkat keamanan yang tinggi bagi pengemudi dan penumpang, karena beberapa alasan:

Dua sistem pengereman independen - regeneratif dan gesekan

Mesin berat (1240 kg)

Hasil uji tabrak yang tinggi untuk pengemudi dan penumpang

Kunci kontak elektronik.

[sunting] KekuranganLainnya harga tinggi dibanding mobil konvensional sekelasnya. Namun, di banyak negara, harga tinggi sebagian diimbangi dengan insentif pajak. Selain itu, perbedaan harga sebagian atau seluruhnya dikompensasi oleh penghematan bensin.

Ada anggapan bahwa mobil yang tidak bersuara bisa berbahaya bagi pejalan kaki yang buta atau lalai.

Beberapa bengkel dan bengkel memperbaiki kendaraan hybrid.

Dalam suhu beku, keuntungan dari penggerak hybrid bisa hilang, karena mesin pembakaran internal hampir selalu bekerja, menghasilkan energi untuk memanaskan ruang penumpang jika dihidupkan.

Dinamika tinggi hanya dapat dicapai pada kecepatan rendah, karena pada kecepatan tinggi seluruh beban jatuh motor berdaya rendah pembakaran dalam.

[Sunting] Kritik Beberapa percaya bahwa di masa depan akan ada masalah pembuangan baterai bekas, karena sudah ada masalah produksi "kotor". Namun, Toyota dan Honda telah membuat komitmen untuk mendaur ulang aki bekas; terlebih lagi, mereka tidak hanya menerima baterai bekas, tetapi juga membayar $200 untuk masing-masing.

Di Top gear, Jeremy Clarkson mengkritik Prius karena tidak ekonomis atau ramah lingkungan seperti penyediaan dan daur ulang semua komponen mobil, khususnya baterai meninggalkan jejak ekologi yang besar. Di lintasan, BMW M3 dan Toyota Prius melakukan 10 lap sekaligus dengan kecepatan 160 km/jam. BMW M3 mengikuti Toyota Prius. BMW lebih irit dengan 19,4 mpg bensin, sedangkan Prius 17,2 mpg bensin.

Artinya, mau mobil irit beli BMW M3? - Tidak... Jangan ubah mobilmu, ubah gaya mengemudimu.

Teks asli (Bahasa Inggris) [tampilkan]

Ingin mobil irit, - beli BMW M3? - Tidak ... Jangan ganti mobil, ubah gaya mengemudi Anda.

[sunting] Fitur desain Secara otomatis mengisi ulang baterai saat melakukan pengereman (regenerative braking).

Selama akselerasi dinamis, kedua mesin menggabungkan gaya - Penggerak Sinergi Hibrid.

Komputer terpasang (prosesor 32-bit) mendukung pengoperasian mesin bensin yang optimal (siklus Atkinson) dan tingkat pengisian daya baterai yang optimal (Panasonic, NiMH, garansi 8 tahun).

Start-stop mesin bensin sepenuhnya otomatis, beralih antara mode "Gerakan", "Parkir" - menggunakan joystick aktif dasbor(Drive-by-Wire).

Bisakah mobil penumpang lima tempat duduk dengan panjang 4,45 meter (ini lebih dari sedan VAZ-2110) memiliki konsumsi bensin dalam kota (bahkan bukan solar) 2,82 liter per 100 kilometer tanpa ada kerusakan pada karakteristik dinamis? Ya kalau itu Toyota Prius II.

Pertama-tama, Anda perlu melakukan koreksi - konsumsi yang disebutkan diperoleh dalam pengujian pada siklus 10-15 Jepang, yang menurut sifatnya - inti dari siklus lalu lintas perkotaan - dikenal sebagai yang paling bermasalah untuk mobil di segi efisiensi. Seperti yang mereka katakan, menginspirasi.

Telah kami sampaikan bahwa baru-baru ini, saat memasuki pasar mobil hybrid, Ford memutuskan untuk membeli teknologi yang sesuai dari Toyota.

Jelas mengapa. Toyota Prius generasi pertama, diproduksi dari tahun 1997 hingga 2003, menemukan banyak pembeli di seluruh dunia.

Prius generasi kedua terbaru, yang baru saja muncul, memenangkan empat penghargaan bergengsi di Amerika Serikat sekaligus, termasuk menjadi mobil terbaik 2004 di Amerika Utara.

Performanya yang luar biasa disediakan oleh "hybrid-joint drive" (penggerak sinergi hibrid) - sebuah sistem yang bisa disebut hybrid kuadrat. Mari kita lihat alasannya.

Toyota bukan satu-satunya pabrikan yang memproduksi mobil hybrid secara massal (Honda memiliki hybrid, misalnya), dan hampir semua perusahaan mobil besar memiliki pekerjaan eksperimental.

Ada dua jenis utama drive hybrid - serial dan paralel.

Dalam kasus pertama, mesin pembakaran dalam sama sekali tidak terhubung ke roda - ini bekerja pada generator yang mengisi baterai. Motor listrik traksi, tergantung pada mode mengemudi, menerima arus baik dari baterai atau langsung dari generator, plus baterai sebagai aditif.

Pada versi kedua, mesin pembakaran dalam dihubungkan ke roda melalui gearbox konvensional. Dan ke roda (tidak masalah poros yang sama atau berbeda) terhubung dengan motor listrik, yang ditenagai oleh baterai.

Tampilan tengah dengan jelas menunjukkan perputaran aliran daya dalam sistem penggerak ekstensif Prius II (foto dari toyota.com).

Dalam kedua kasus tersebut, motor listrik traksi selama pengereman dapat bekerja sebagai generator, memberikan pengembalian energi, yang meningkatkan efisiensi.

Namun, Prius menggunakan kombinasi kedua tipe tersebut. Jadi ternyata di depan kita adalah hibrida dari hibrida. Seperti yang dikatakan orang Jepang, dalam hal ini, Anda dapat mencapai efisiensi yang sangat tinggi dalam kombinasi dengan dinamika akselerasi tinggi yang sama pada mobil.

Mari kita telusuri node utama drive sinergi Hybrid.

Pertama, ini adalah ICE. Perpindahan 1,5 liter, 4 silinder, 4 katup per silinder dengan variable valve timing, rasio kompresi 13:1, tenaga 76 tenaga kuda.

Kekuatan, perhatikan, bukan rekor terbanyak untuk volume seperti itu, tetapi dengan tingkat kompresi seperti itu.

Tapi mesin ini sendiri sangat irit (tidak termasuk bantuan motor listrik).

Selain itu, ia memenuhi standar toksisitas Kendaraan Emisi Nol Parsial Amerika yang paling ketat, belum diperkenalkan, Kendaraan Emisi Super Ultra Rendah dan Teknologi Canggih, yaitu, tingkat pembuangan "ultra super rendah" dan yang disebut standar "sebagian nol". .

Mengisi mobil hybrid dari Toyota (ilustrasi dari toyota.co.jp).

Ada juga generator terpisah, plus baterai - nikel-logam hidrida.

Dari karakteristiknya, perhatian tertuju pada tenaga puncak keluaran tinggi 28 tenaga kuda (kami secara khusus memberikan parameter listrik bukan dalam kilowatt, sehingga lebih mudah dibandingkan dengan mesin pembakaran internal).

Perhatikan bahwa aki klasik pada mobil biasa dengan "ketegangan" arus puncak yang besar dengan sekuat tenaga untuk menghidupkan starter dengan tenaga satu atau dua "kuda".

Secara alami ada sistem elektronik redistribusi beban antara semua elemen ini dalam semua mode gerak.

Dimungkinkan untuk berlayar hanya dengan satu mesin pembakaran internal, satu motor listrik atau penggunaan gabungannya.

Pada saat yang sama, bahkan dalam kasus gerakan seragam, sebagian dari daya ICE mengalir ke generator, ke sistem kontrol, dan kemudian ke motor listrik traksi.

Tampaknya ini adalah kerugian yang tidak perlu dalam konversi, namun, begitulah cara para insinyur mencapai mode operasi optimal dari mesin pembakaran internal (putaran / beban), yang memengaruhi konsumsi bahan bakar spesifik.

Skema koneksi dalam sistem "hybrid-hybrid" (ilustrasi dari situs toyota.co.jp).

Dan satu hal lagi: torsi besar dari motor listrik, yang siap diberikan pada kecepatan berapa pun, adalah kunci untuk kontrol traksi kolosal yang nyaman dan fleksibel pada roda penggerak.

Baterai diisi dari dua sisi sekaligus - dari mesin pembakaran internal dan dari roda (selama pengereman).

Di sini perlu disebutkan tegangan maksimum pada catu daya traksi "pintar" ini - sebanyak 500 volt.

Ini mengasumsikan arus yang relatif rendah untuk kekuatan seperti itu, dan oleh karena itu kerugian yang lebih rendah untuk pemanasan kabel ohmik dibandingkan dengan sistem yang digunakan sebelumnya (katakanlah, Prius pertama "hanya" memiliki 274 Volt).

Sorotan mesin adalah pembagi daya. Ini adalah transmisi planet, roda pusat (matahari) yang terhubung ke generator, planet (pembawa) - ke mesin pembakaran internal, dan cincin terluar - ke motor listrik dan roda mesin.

Sistem ini dengan lancar mendistribusikan aliran daya antar node ke berbagai arah.

Secara khusus, mesin dapat dihidupkan dengan satu motor listrik, diikuti oleh peluncuran ICE sedang bergerak.

Hasil dari sistem yang begitu rumit berbicara sendiri.

Penggerak hibrid serial dan paralel (ilustrasi dari toyota.co.jp).

Efisiensi keseluruhan Prius II (dihitung pada jalur energi penuh dari tangki ke roda, boleh dikatakan) adalah 37%, dibandingkan 16% untuk versi bensin (saat beroperasi dalam siklus perkotaan standar "Jepang").

Sulit menemukan mobil bensin lain yang sangat hemat bahan bakar pada ukuran ini, dengan cadangan tenaga puncak 104 daya kuda(ICE plus baterai).