Тойота приус принцип работы. Как устроен гибридный автомобиль? На примере Toyota Prius

"Но потому он и Дальний Восток, Что - далеко на востоке...". Высоцкий В.С.

Почему "правый руль" ?

Родился и живу я на Дальнем Востоке в городе Хабаровске, водительский стаж - более 15 лет. В силу сложившейся местной специфики последних десятилетий, владел исключительно "праворульными" автомобилями японского происхождения. Ни для кого не секрет, что по самым скромным подсчетам 7 легковых автомобилей из 10 на Дальнем Востоке, являются автомобилями с пробегом, ввезенными из Японии. Наверняка жители страны восходящего солнца, приезжая в Хабаровск, испытывают гордость за свой автопром и ощущают ностальгию по минувшим временам, поскольку видят, как уверенно топчут наши "идеально ровные дороги" японские авто выпуска с начала 90-х годов прошлого века. Немалое влияние на местный автомобильный рынок оказывает удаленность от центра Российского автопрома в лице его величества АВТОВАЗа и еще большая удаленность от автомобильных рынков Европы и США. В последнее время ситуация немного меняется в пользу покупки дальневосточниками новых автомобилей из дилерских центров, которых открылось в нашем городе уже немало, однако в целом простому обывателю с весьма и весьма средним доходом, до недавних событий с "прыжками" валют, все еще проще и выгоднее было купить японский автомобиль с пробегом. На момент написания данной статьи японский автомобиль с правым рулем все еще остается у нас эталоном качества и наиболее ликвидным товаром на вторичном рынке.

Личный опыт владения японскими автомобилями у меня исключительно положительный. При эксплуатации последних двух "японцев": Honda Fit (2002 год выпуска) - 3 года, поменял только правую заднюю ступицу; Toyota Corolla Fielder (2006 год выпуска) - 5 лет вообще без поломок, хотя нет, на момент продажи перегорела лампа в правом переднем габарите, средний пробег составил по 10 000 км в год. Все. Какие-либо "детские болезни" отсутствовали как класс.

Почему Toyota Prius?

Как человек, интересующийся современной техникой, старающийся следить за развитием технического прогресса, в том числе и в автомобильной отрасли, я с интересом следил за сообщениями в прессе о выходе первого гибридного автомобиля в Японии. Личное знакомство с Toyota Prius в первые состоялось в 2004 году. Мой коллега и товарищ по работе купил себе эту "диковинку инженерной мысли" - Toyota Prius в "10-м кузове" 1999 года выпуска. Как он сам утверждал, этот Prius на тот момент был "второй в городе". Поскольку работали с товарищем "бок о бок", то я был в курсе эксплуатации гибрида от момента его приобретения до самой продажи. Сказать, что автомобиль эксплуатировался активно - это ничего не сказать. Prius реально пахал "за себя и за того парня", при этом накручивая по 40 000 километров в год, без серьезных поломок отработал 5 лет и был продан новому счастливому владельцу, оставив после себя только хорошие воспоминания. Потом по городу "побежали" гибридные 20-ки, уже хэтчбэки, приобретшие ныне узнаваемый облик. Шло время, появились первые статьи в прессе о выпуске еще более продвинутой 30-ки, оснащенной 1.8-литровым двигателем. Впервые увидев 30-ку вживую, сразу отметил её красивую, выразительную, запоминающуюся внешность, впитавшую в себя черты предыдущего "кузова". В прессе мелькали обзоры, рейтинги, выводы экспертов, в том числе и европейских, о признании Приусa самым надежным автомобилем с пробегом. Время шло, автомобиль прочно занял свое место в моей жизни. Исполняя прихоти хозяина, четырехколесный друг взамен требовал всегда немного: своевременной замены "расходников" и регулярной заправки хорошим топливом, цена на которое с течением времени медленно и неумолимо росла. Сначала с "голубых экранов" нам разъясняли, что цена на бензин растет потому, что мировые цены на нефть падают. Потом ценники на бензоколонках переписывались в сторону увеличения уже по причине роста мировых цен на нефть.

Совсем недавно круг замкнулся. Стоимость нефти упала... или нет, лучше так - УПАЛА!!!, а "нефтяные магнаты" привычным жестом прибавили к стоимости своего продукта еще 25 копеек. Получается, что бы в стране и мире ни происходило, одно остается неизменным - рост цены на топливо. Если 10 лет назад я на 1000 рублей заправлял в бак 40 литров 95-го бензина, то теперь на те же деньги не выходит и 27 литров. В 2011 году я сменил место работы, увеличив тем самым ежедневный пробег автомобиля почти в 10 раз, и мысль о приобретении более экономичного транспортного средства стала посещать меня еще чаще. На фоне этого служивший верой и правдой Fielder начал намекать, что скоро придется вкладывать деньги в его ремонт, поскольку качество качеством, а ничего вечного не бывает. Привычке менять автомобиль до получения рейтинга "постоянный клиент автосервиса" я изменять не стал и принял решение о продаже этого и покупке другого "железного коня", обязательно более нового по году выпуска, обязательно более экономичного по расходу топлива и желательно не ниже классом. Появилась очередная возможность осуществить свою давнюю мечту - взять новый автомобиль из салона. Денежный баланс "подбит", начался поиск. Посетив десяток салонов и дилерских центров, перерыв интернет, прикинув максимально допустимые расходы на новое авто, возможность продажи транспортного средства по завершению периода его эксплуатации с учетом специфики местного рынка, расходы при эксплуатации, учтя неизбежный рост топлива, заложив гипотетическую возможность падения своих доходов, внешний вид и техническую начинку представленных на рынке "продуктов", на выходе был получен один-единственный вариант, при полном разгроме конкурентов - Toyota Prius, правый руль, с пробегом только по Японии. Мечте о покупке нового автомобиля суждено было оставаться мечтой и дальше. Prius - единственный автомобиль, попавший в мое поле зрения, который соответствовал предъявляемым мной к транспортному средству требованиям. Не подвергаемая сомнению экономичность, проверенная временем надежность, заложенная с запасом на будущее технологичность и абсолютная ликвидность на местном рынке - все это присутствовало в Toyota Prius с избытком. Помимо этого, автомобиль с пробегом не так стремительно теряет свою стоимость с течением времени, как новый. Задумано, сказано, сделано – фирма, занимающаяся доставкой , аукцион, торги, начало "сумасшедших скачек" валюты, подъем первоначально планируемой суммы на 50 000 рублей, покупка автомобиля. От мысли до обладания автомобилем прошло чуть более двух месяцев.

Что я получил - Toyota Prius, 2011 год выпуска, комплектация S-LED, пробег 79300 километров, кузов с оценкой 4.5, салон "B". Переводя с на русский язык - "не бит не крашен, в салоне картошку не возили, совсем как новый".

Первые впечатления о Toyota Prius.

Вот он желанный, красавчик, как новый, все блестит, состояние нового автомобиля, положительные эмоции на пределе! В первый раз сажусь за руль Prius`a: непривычное отсутствие замка зажигания, нажимаю кнопку "Power", на приборной панели загорается и гаснет "Welcome to Prius" уступая место индикаторам потоков энергии, справа зажигается огонек "READY". Переключаю "джойстик" передач - ДВС молчит. Легкое нажатие на педаль газа, бесшумная работа силовой установки, шелест колес по бетонке сервиса сменяющийся хрустом свежевыпавшего снега на улице. Я управляю Toyota Prius! Тут же бросается в глаза мигающий датчик остатка топлива в баке, эйфория от радости покупки моментально сменяется тревожным чувством предстоящих проблем связанных с отсутствием топлива, а в воспоминаниях всплывают повествования форумов о том, что Prius, несмотря на возможность езды на электродвигателе, за отсутствие топлива в баке "переживает" не меньше чем свои негибридные собратья, а может даже еще и больше. "Масла в огонь" подливал датчик возможного пробега на остатке топлива, который уверенно показывал мне ноль километров. Обошлось, доехал до ближайшей заправки 500 метров без приключений. Залил в бак на 1000 рублей около 27 уже упомянутых выше литров бензина. Датчик, ранее сигнализировавший мне, что на остатке топлива я проеду ноль километров, теперь "не моргнув глазом" показывал тысячу с чем то километров. Ох ничего себе, пронеслось у меня в голове, какая экономичность! Но тут же разум дал команду, что японец еще не понял, куда попал, и по привычке строил свой прогноз по ранее "намотанным на одометр японским километрам". В то же время у нас в Хабаровске начало декабря, температура за бортом - 25 и последствия сильнейшего за последние 50 лет снегопада, показавшего коммунальным службам города настоящую "Кузькину мать". По мере адаптации автомобиля к местным реалиям - дорогам и погодным условиям - бортовой компьютер корректировал цифру возможного пробега и, в целом, перестал врать после пятой или шестой заправки. Первый день эксплуатации автомобиля показал, что разговоры о "максимум 10 литрах бензина на сотню зимой" не соответствуют действительности! При вечерней постановке в гараж приборы бортового компьютера автомобиля показывали расход топлива 12,5 литров на 100 километров! В тот день город переживал последствия сильнейшего снегопада и таких "хороших" пробок на дорогах я не видел ни разу. При пробеге в 67 километров средняя скорость, согласно показаниям бортового компьютера, составила 9,5 километров в час! Такому расходу способствовало еще и то, что я еще не умел пользоваться гибридом. Да-да, при определенном опыте в эксплуатации Приуса на нем можно двигаться еще более экономично. В общем, мой личный рекорд расхода топлива был установлен именно в первый день активной эксплуатации. По ходовым качествам Prius сильно напоминал Toyota Corolla. Диодный свет фар выше всяких похвал, на голову выше родного "королловского" ксенона. Эргономика салона - без нареканий. Некоторые технические решения, например, такие, как точечная диодная подсветка центральной консоли, просто поражали элегантностью и простотой исполнения. Электроника, отвечающая за ходовые качества, оправдывала свое наличие при малейшем намеке на отсутствие сцепления колес автомобиля с дорогой. Там, где на прежнем автомобиле, стоя на накатанном снежном подъеме, мне пришлось бы буксовать, Prius уверенно поднимался под хитрое потрескивание "антиюза" и "антибукса" из подкапотного пространства, подмигивая соответствующей "иконкой" на приборной панели. Вместо рычага переключения передач - "джойстик", для переключения которого достаточно усилия одного пальца руки.

Единственное, что сразу не понравилось и потребовало переучивания, так это то, что нельзя просто так взять и нажать "бибикалку" на ступице руля большим пальцем руки, как я это делал на Fielder`е. Здесь это простое и уже естественное для меня движение руки оказалось "зарезервировано" для управления многофункциональными кнопками расположенными на руле.

Особенности эксплуатации Toyota Prius

Пересев из обычного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания в гибрид Toyota Prius, к некоторым вещам следует привыкать заново, а кое-что - переосмысливать вновь. Prius всегда дает водителю возможность выбора. Желаешь экономить топливо - двигайся не спеша, размеренно, часто используя электродвигатель ("ECO mode" – режим максимальной экономии топлива). Хочешь "уйти" со светофора первым с пробуксовкой колес - включай режим "POWER mode" (режим максимальной отдачи всей силовой установки). Мечтаешь прикоснуться к будущему - прокатись на электротяге принудительно, заглушив ДВС одним нажатием кнопки (режим EV). А еще можно вообще забыть о том, что управляешь гибридным автомобилем, не пользоваться дополнительными режимами, при этом автомобиль все равно будет двигаться экономично. Отдельной строкой стоит упомянуть, что ни в одном автомобиле я не видел такого повышенного мониторинга расхода топлива, как в Toyota Prius, где приборы стремятся показать водителю, как меняется расход бензина в зависимости от его манеры езды. Индикатор мгновенного расхода топлива в режиме реального времени показывает, сколько километров на литре проедет автомобиль в текущем ритме движения. Придавил на педальку - получите 10 километров на литре, ослабил педальку - 20, отпустил совсем - 40 (когда показывает 40 км/л, то ДВС не работает). Сделал сброс одометра - получите расход топлива за текущую сессию с момента "включения" автомобиля. Желаешь посмотреть как ты расходовал топливо ближайшие 15 - 30 минут, сколько при этом было получено энергии путем рекуперации - пожалуйста. Индикатор гибридной системы отображает рекуперацию энергии, силу нажатия на педаль газа, экологичное движение, текущий заряд батареи. Разбивка по цветам "полоски" силы нажатия на педаль газа позволяет управлять гибридной системой автомобиля. Сбрасывая газ - выключать ДВС, "поднимая" полоску и не "загоняя" её во вторую половину индикатора - двигаться, используя только электродвигатель. Слегка выйти за границы первой, светло-зеленой половины "полосы" в темно-зеленую, тем самым запустить ДВС, начать подзарядку батареи, отключив электродвигатель от подачи энергии для движения, плавно вернуть "полоску", не сбрасывая газ в светло-зеленую область - двигаться на ДВС и батарее, при этом заряжая ее.

Об экономии

Стоимость гибридного автомобиля действительно выше аналогичного по классу авто. В то же время, стоимость гибрида с пробегом уже несколько ниже и в целом является равной стоимости нового классического автомобиля с ДВС из салона. И, говоря об экономии, я остановлюсь не только на бензине. Prius экономит время. Неожиданно, правда? Об этом мало кто задумывается, но факт остается фактом. Покупая надежный автомобиль, мы реже будем решать проблемы, связанные с его обслуживанием и ремонтом. Покупая экономичный автомобиль, мы реже будем заезжать на автомобильную заправочную станцию. С начала эксплуатации автомобиля при температуре -25, с приходом весны и плюсовых температур расход заметно снизился. Причем это происходило буквально на глазах - с каждым миллиметром повышения столбика термометра расход падал. Если в при отрицательной температуре хорошо было иметь расход бензина 6,5 литров на 100 километров, то теперь я часто вижу на расходомере 5 литров на сотню! Причем такой расход достигается без контроля своих действий и поведения на дороге, в обычном ритме движения. Когда начинаешь задумываться о расходе топлива, сверять свою манеру езды с показаниями приборов, стараясь повысить экономичность движения, то результат не заставляет себя ждать. Мой лучший текущий результат расхода топлива - 3,7 литра на 100 километров, и я не сомневаюсь в том, что этот результат будет улучшен. Глядя на разнообразие выводимой Prius`ом информации о расходе топлива, невозможно не ввязаться в игру под названием "спорим, сегодня я потрачу меньше бензина", Prius дает такую возможность. Субъективно экономия Toyota Prius, в отличии от Toyota Corolla Fielder объемом 1,5 литра, в зимнее время года составляет не менее 30%, в летнее время - не менее 50%. При абсолютно равных эксплуатационных условиях. Не могу не отметить, что большинство подсчетов предстоящих расходов на топливо ведется без учета динамики роста цен, что лично я считаю неправильным. Посчитав предстоящие расходы с учетом прогнозируемого роста цен на бензин, мы получим уже совсем другие цифры.

Подержанный Toyota Prius можно рассматривать с двух сторон. С одной стороны – это символ экологии, который превратился в экономичный бесхарактерный автомобиль для поездок из пункта А в пункт Б. С другой – интересный и довольно оригинальный способ сократить расходы на топливо.

Но что в действительности необходимо подавляющему большинству людей? Чтобы автомобиль был надежным, сравнительно быстрым, удобным, безопасным и потреблял минимум топлива. Всем этим требованиям и соответствует Тойота Приус третьего поколения.

Производитель утверждает, что Prius способен обойтись 4 литрами бензина на 100 км. В действительности же, двигаясь так, чтобы не раздражать окружающих, понадобится около 6 литров. Если избегать поездок по шоссе, то в городе средний расход составит около 5 литров. За городом, где гибридный привод уже бесполезен, а двигателю приходится толкать автомобиль с тяжелыми аккумуляторами, затраты окажутся на уровне 7-8 литров.

Практичность – еще одна сильная сторона Toyota Prius. Внутри довольно много места. Но с комфортом дела обстоят немного хуже. Кресла плохо удерживают тело от перемещений, а подушки сидений короткие. Кроме того, невозможно правильно установить руль. Приходится либо сидеть с полностью вытянутыми руками, либо с согнутыми ногами.

Придется привыкать и к крайне медленному прогреву салона в зимний период. В этом виноват, в первую очередь, двигатель с высокой тепловой эффективностью. Выделяемой им тепловой энергии просто не хватает для таких излишеств, как комфорт экипажа. Для спасения белых медведей приходится чем-то жертвовать.

Даже эргономика не является образцовой. Проекционный Head-Up дисплей не так утомляет глаза, как перегруженный мелкими значками цифровой приборный щиток над центральной панелью. Чтобы к нему привыкнуть, необходимо время.

Шумоизоляция и подвеска не плохи в городе и на низких скоростях, но при более высоком темпе движения начинают выть шины, и дает о себе знать ходовая. Задний мост с упругой балкой, дерзко реагирует на трещины в асфальте и волнистые поверхности.

Тойота Приус не требует каких-либо специальных навыков в управлении. Но если вы хотите использовать максимальный потенциал гибридной установки, то следует приловчиться ездить немного по-другому. Например, использовать инерцию для накопления электрической энергии (рекуперация). Таким образом, можно экономить топливо. Приноровившись угадывать, как далеко способен докатиться гибрид без газа, замедляясь по инерции, тормозами можно будет пользоваться лишь в исключительных случаях. Это особый вид развлечения, не менее увлекательный, чем езда боком.

В то время как более ранние поколения Prius не могли полностью положиться на электромотор, третье поколение модели вполне может обойтись без помощи двигателя внутреннего сгорания. Запаса электроэнергии хватает на 2-3 км хода, но на скорости выше 50 км/ч, как правило, включается комбинированный режим гибридной установки.

Электродвигатель работает в основном в качестве ассистента, помогая сравнительно тяжелому автомобилю с достоинством стартовать с места. На перекрестках мало желающих останавливаться за гибридом. Но каково же удивление окружающих, когда Приус бодро стартует на зеленый сигнал светофора. В отличие от некоторых автоматов, которым после отпускания педали тормоза требуется целая вечность, прежде чем автомобиль стронется с места, японский гибрид начинает движение мгновенно. Конечно, это не самый экономичный способ езды, но при необходимости вы всегда можете ускориться. Тойота охотно разгоняется где-то до 150 км/ч, но после 130 км/ч ускорение уже мало впечатляет. На ровной дороге можно достичь максимальной скорости 180 км/ч.

Гибридная силовая установка имеет три режима работы. В первом, Eco – ответ на педаль газа довольно вялый. А в режиме Power реакции слишком резкие и похожи на работу выключателем ON/OFF. Для обычных поездок лучше подходит «стандартный режим». Power, возможно, пригодится для обгонов.

На рулевое управление режимы движения никакого влияния не оказывают. Реакции немного расплывчатые, как будто сигналы передаются по проводам. Обратной связи на руле просто нет. Toyota Prius имеет характер, отличный от того, что присущ классическим автомобилям. Водитель никогда не сможет стать единым целым с японским гибридом.

На скоростях до 80 км/ч после снятия ноги с педали газа, двигатель отключается и начинается процесс рекуперации энергии. Торможение происходит за счет электродвигателя, что позволяет экономить тормоза. Предусмотрен также режим торможения коробкой передач, который необходим при движении по крутому спуску на загруженном автомобиле.

Типичные проблемы и неисправности

Тойота Приус не имеет фатальных дефектов. А силовой привод очень надежен. Двигатель внутреннего сгорания объемом 1,8 литра работает по модифицированному циклу Аткинсона (впускной клапан остается открытым на некоторое время, даже когда поршень начинает возвращаться, тем самым фактически имитируя ход поршня переменной длины).

Вместо, зачастую проблематичного, вариатора с ограниченным сроком службы здесь установлена практически вечная планетарная передача. Она работает с электродвигателем, который тоже не имеет характерных заболеваний. Но это не означает, что Тойота Приус не требует обслуживания. Бензиновый мотор, как и любой другой двигатель, регулярно нуждается в обновлении масла и фильтров. А после 300-400 тыс. км может прогореть прокладка под головкой блока, либо потечь насос системы охлаждения. Вскоре подвести может клапан системы EGR. Он легко доступен сверху и нередко оживает после очистки.

Если и возникают какие-то мелкие механические неисправности, то, как правило, из-за пренебрежения регулярным обслуживанием. Проблемы появляются и после длительных стоянок, в процессе которых полностью разряжается аккумулятор. Этот автомобиль не должен «простаивать».

Toyota Prius прошел через пару больших отзывов. Один касался автомобилей, произведенных до января 2010 года – встречались проблемы с ABS на разбитых дорогах. В феврале 2014 года был объявлен второй. На этот раз ремонта требовала гибридная установка. Существовала опасность перегрева транзисторов инвертора, в результате автомобиль переходил в безопасный режим или полностью обесточивался. Дефект затронул все экземпляры Приуса и вполне возможно, что Ваш автомобиль данная проблема еще ждет впереди. Стоимость нового инвертора от 320 000 рублей, б/у – от 20 000 рублей.

В зимнее время порой начинают капризничать центральный дисплей, не охотно реагируя на прикосновения. Не слишком качественный интерьер временами скрипит, а пластик легко царапается.

Тем не менее, надежность автомобиля оценивается, как выше среднего. Тойота Приус регулярно занимает первые места в рейтингах удовлетворенности и надежности.

Определенные опасения у многих вызывает срок службы аккумуляторов. Это правда, что зимой их емкость, и, прежде всего, готовность сдвинуть автомобиль с места на чистой электротяге снижается. Но в умеренном климате даже после 100 000 км или 5 лет эксплуатации (срок гарантии), значительного уменьшения мощности батареи не ощущается. Владельцы даже после 300 000 км не жалуются на падение емкости аккумуляторов.

Необходимость замены никель-металлогидридной батареи (Ni-MH) может возникнуть только после механических повреждений, например, в результате аварии. Стоимость новой высоковольтной батареи – от 280 000 рублей, б/у – от 45 000 рублей.

Техническое обслуживание

Масло в коробке передач и дифференциале рассчитано на весь срок службы и требует лишь контроля уровня и состояния каждые 60 000 км. И все же при эксплуатации в сложных условиях Тойота рекомендует сократить интервал контроля до 45 000 км, а полную замену рабочих жидкостей провести не позднее 90 000 км. К сложным условиям следует отнести и частые поездки по шоссе со скоростью около 130 км/ч.

Еще нужно менять охлаждающую жидкость. Первый раз после 150 000 км, а далее через каждые 90 000 км. Требует обновления и охлаждающая жидкость инвертора: сначала через 240 000 км, а затем через каждые 90 000 км.

Заключение

Тойота Приус третьего поколения – чрезвычайно надежный автомобиль, который при соблюдении условий эксплуатации и регламента технического обслуживания окажется не только экономичным, но и долговечным.

Технические характеристики Toyota Prius III (XW30 / 2009-2016)

Тип двигателя – бензиновый;

Рабочий объем – 1798 см3;

Тип системы ГРМ – DOHC;

Количество цилиндров / клапанов на цилиндр - 4/4;

Диаметр / ход поршня - 80,5 мм / 88,3 мм;

Степень сжатия - 13: 1;

Максимальная мощность - 100 кВт (136 л.с.);

Наибольший крутящий момент - 207 Нм;

Ускорение от 0 до 100 км / ч - 10,4 сек;

Максимальная скорость - 180 км/ч;

Коробка передач: вид – бесступенчатая;

Емкость топливного бака - 45 л;

Масса: снаряженная / полная - 1495 кг / 1805 кг;

Расход топлива:

Средний/шоссе/город - 3,9 / 3,7 / 3,9 л / 100 км;

Колесная база - 2700 мм;

Колея: передняя / задняя - 1 525 / 1 520 мм;

Размер шин - 195/55 R15;

длина × ширина × высота - 4460 × 1745 × 1500 мм.

Гибрид модели Toyota Prius за три ее поколения успели настолько усовершенствовать, что сегодня этот силовой агрегат можно встретить и в ряде более популярных массовых моделях Toyota. Так в чем же конструктивные ноу-хау тойотовского гибрида?

Конструкция

Гибридная силовая установка Toyota Prius представляет собой последовательно-параллельную конструкцию (комбинированная), в которой крутящий момент на колеса может передаваться от двигателя внутреннего сгорания напрямую и от тягового электромотора в любых пропорциях. Для реализации работы по такой схеме в конструкцию силовой установки был внедрен, так называемый, делитель мощности. Это планетарный механизм с четырьмя шестернями-сателлитами. К наружной шестерне этого механизма подключен тяговый электродвигатель. Так же она непосредственно связана с главной передачей, которая передает крутящий момент к межколесному дифференциалу и далее на колеса. Четыре сателлита в этой конструкции подключены к двигателю внутреннего сгорания, т.е. их оси вращаются вокруг оси центральной солнечной шестерни. Последняя, в свою очередь, связана с управляющим мотор-генератором. Чтобы понять, как эта конструкция работает, следует по отдельности рассмотреть режимы ее работы.

Общий принцип работы

Начальный разгон машине обеспечивает тяговый электромотор-генератор MG2. Он вращает внешнюю шестерню планетарной передачи, через которую момент передается на колеса. Когда мощности тягового электромотора становится недостаточно, в работу вступает бензиновый двигатель. При этом он работает в самом экономичном режиме. Вращая шестерни сателлиты, приводятся в действие как наружная шестерня, так и внутренняя, солнечная, которой управляет мотор-генератор MG1. И именно от поведения MG1 зависит на сколько усилие ДВС передастся на колеса, иными словами это называется «формирование передаточного числа трансмиссии».

Так же MG1 отвечает за подзарядку батареи в любом режиме (даже стоя на месте) и за запуск двигателя, что делает систему очень гибкой, вне зависимости от режима эксплуатации. Благодаря этому инженерам Toyota удалось получить универсальную систему распределения крутящего момента, которая максимально оптимально распределяет энергию, полученную при сгорании топлива в ДВС. Эта система так же обладает уникальной механической надежностью, поскольку управление крутящим моментом происходит по проводам, минуя традиционное множество сложнейших механических и гидравлических узлов.

Делая эко-мобиль с очень умной силовой установкой инженеры Toyota серьезно подошли и к выбору двигателя внутреннего сгорания. Он, как и в целом автомобиль, разработан для максимальной экономии топлива. А так как эта характеристика напрямую зависит от коэффициента полезного действия мотора, т.е. от эффективности использования теплоты сгораемого топлива, было принято решение создавать ДВС, работающие по циклу Аткинсона. В данном моторе, в отличии от двигателей, работающих по циклу Отто, сжатие начинается не в начале хода поршня вверх, а чуть позже, поэтому часть топливо-воздушной смеси выталкивается обратно во впускной коллектор. Благодаря этому удается увеличить рабочий ход, чем увеличивают время использования энергии давления расширяющихся газов, т.е. повышают КПД мотора с соответствующим снижением расхода топлива. Цикл Аткинсона в гибридах более актуален по причине работы ДВС в данной конструкции в более узком диапазоне оборотов.

В последнем 4-м поколении Toyota Prius используется 1,8-литровый бензиновый двигатель, мощностью 98 л.с.. В Toyota Yaris Hybrid применен 1,5-литровый двигатель, мощностью 75 л.с., в модели Auris – 1,8-литровый 99-сильный ДВС, и в последней новинке Toyota RAV4 Hybrid использован 2,5-литровый ДВС мощностью 155 л.с. Суммарная мощность силовых установок этих гибридов составляет, соответственно, 122 л.с., 100 л.с., 136 л.с., 197 л.с.

Стоит отметить, что инженеры Toyota продолжают совершенствовать конструкцию ДВС, работающего по циклу Аткинсона. На данный момент уже выпускаются моторы с тепловым КПД (коэффициент полезного действия), который достигает 40%. Ранее этот показатель для данных моторов составлял 38 %, а для ДВС, работающих по циклу Отто – еще меньше. Более высокий коэффициент полезного действия означает более эффективное использование тепла, выделяемого при сгорании топлива. Соответственно, удельная мощность и экономичность новых гибридных агрегатов Toyota стали еще выше.

Кстати, понятие «холостого хода двигателя» у гибридов Тойота отсутствует. Если блок управления запустил мотор, это означает что: либо заряжается батарея, либо прогревается ДВС, либо обогревается салон, либо автомобиль движется.

Электромоторы

В конструкции гибридной силовой установки Toyota используется два электромотора – управляющий мотор-генератор (MG1) и тяговый мотор-генератор (MG2). Мощность тягового электромотора:

Yaris Hybrid – 45 кВт, 169 Нм;

Auris Hybrid – 60 кВт, 207 Нм;

Prius – 56 кВт, 163 Нм;

RAV4 Hybrid – 105 кВт, 270 Нм; задний электромотор – 50 кВт, 139 Нм;

Кстати, управляющий мотор-генератор в данной конструкции выполняет и функцию стартера. Это позволило исключить из конструкции ДВС классический стартер, которые в случае с ДВС, работающими по циклу Аткинсона не могут запускаться на низких оборотах (у обычных ДВС Отто – 250 об/мин). Данный агрегат для запуска нужно «раскрутить» до оборотов не менее 1000, что и делает управляющий мотор-генератор.






/

Электроника

За обеспечение работы гибридной силовой установки Toyota отвечают еще ряд систем. Это преобразователь напряжения (инвертор), 520В / 600В / 650В. В него входит бустер, инвертор преобразователь постоянного тока в постоянный ток 14 вольт (для питания бортовой сети, DC/DC) и жидкостная система охлаждения. Последняя нужна для создания наиболее благоприятных условий работы электроники. Она работает с наибольшей производительностью и наименьшими потерями при комнатной температуре (порядка 20 градусов Цельсия). Поскольку инвертор оборудован мощными каскадами транзисторов – они требуют быстрого отвода тепла. Этого же требуют и электромоторы в трансмиссии. Для этого к инвертору и трансмиссии подведена жидкостная система охлаждения, температурный диапазон которой гораздо ниже, чем нормальный температурный диапазон двигателя внутреннего сгорания.

Одним из интереснейших решений в автомобилестроении является появление гибридных двигателей. Машины такого рода призваны минимизировать расход топлива, а также служить верой и правдой своему владельцу. В числе наиболее популярных автомобилей с гибридным двигателем – Toyota Prius ZVW30. На сегодняшний день он считается одним из лучших в своем классе. Но бытует и мнение о том, что Prius третьего поколения является довольно посредственной машиной со множеством проблем. Поэтому, чтобы голословно не озвучивать конкретную информацию, стоит узнать: какие недостатки есть у Приуса, и стоит ли покупать его.

Технический характеристики:

  • Модификация (двигатель): 1,8 CVT (100 кВт (134) л.с./5200 об.), Многоточечный впрыск, гибридный бензиновый;
  • Трансмиссия: ECVT (вариатор)
  • Максимальная скорость: 180 км/ч;
  • Тип подвески:
  • Передняя подвеска — Независимая – McPherson;
  • Задняя подвеска – Полузависимая
  • Клиренс: 140 мм
  • Размеры шин и диск: P195/65 R15
  • Тип кузова: Хэтчбек
  • Средний расход топлива: 1.8 CVT — 3,9 л./100 км.
  • Грузоподъёмность: 435 кг.

Toyota Prius легко заняла лидирующую позицию среди автомобилей с гибридным приводом. Это было легко, так как в этом сегменте рынка особенной конкуренции не наблюдается. Гибридный автомобиль с достаточно конкурентноспособной модификацией смогла выставить на рынок только Honda, но всё равно Тойота обошла ее по всем параметрам.

Но, если взять во внимание все автомобили подобного класса, Toyota Prius окажется примерно в середине рейтинга. Сейчас продажи этой машины стабильны, но они сильно не дотягивают до запланированных производителем. Ряд недоработок и откровенно слабых мест заставляют водителей сожалеть о своём выборе.

Что самое интересное, к Prius первого поколения, который был выпущен впервые ещё в 1997 году, претензий меньше всего. Prius второго поколения, в кузове NHW20, и Prius третьего поколения в кузове ZVW30 были разработаны уже на его основе.

Слабые места Тойота Приус третьего поколения

  • Топливная система;
  • Гибридная система;
  • Инвертер и помпа охлаждения инвертера;
  • Салон.

Разберём более подробно…

Топливная система.

В первую очередь владельцы Приусов отмечают, что потребление топлива у автомобиля гораздо больше заявленного. При ремонте топливной системы ждёт новый неприятный сюрприз. Топливный фильтр почему-то разместили в бензобаке, что сильно затрудняет ремонт и поднимает цену.

Первое, что бросается в глаза уже сразу после покупки (по словам очевидцев-владельцев) – это больший расход топлива, чем заявлено. Но… сразу стоит отметить, что озвученные производителем показатели достижимы при обычной езде по городским дорогам или трассе. В действительности же к этому еще добавляется работа аудиосистемы, кондиционера или печки (в летнее и зимнее время соответственно) и прочие факторы, которые и увеличивают расход. Без этого цифры на информационном табло соответствуют заявленным. Исключения разве что могут составлять автомобили, чей пробег перевалил за 250–300 тысяч км – здесь уже можно действительно говорить об увеличившихся затратах на топливо.

Гибридная система.

Она, в принципе, всё та же, что и в Приусе второго поколения, но более высокого уровня. Электромотор теперь более мощный, его связь с бензиновым двигателем всё также обеспечивает планетарная передача. Но это привело к появлению излишних шумов на высоких оборотах. Также обновленная система очень неровно работает на холостых.

По заявлению производителей, данный автомобиль полностью предназначен для поездок по городу и при правильной эксплуатации и своевременном техническом обслуживании ему долгое время не потребуется ремонт и замена каких-либо деталей. На деле оказалось всё наоборот.

Здесь наблюдается два возможных варианта неисправностей, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации автомобиля.

  • Первый – поломка инвертора: стоимость на эту деталь довольно высока, но… при покупке таковой у официального дилера. Практика же показывает, что в обычных магазинах автозапчастей покупка деталей обходится гораздо дешевле, потому решение этого вопроса не представляется тяжелым.
  • Вторая болячка этого двигателя – батарейки: при выходе из работы одного или пары элементов в официальных мастерских будут настаивать на полной замене всего блока, что вылезет в хорошую копеечку. В действительности же можно заменить (даже самостоятельно, почитав необходимую информацию) неработающие элементы и продолжать ездить.
  • Проблемы при эксплуатации в районах низких температур Приусов оснащенных литий ионной батарейкой, после 2010 года начали устанавливать на Toyota Prius PHV(35 кузов), Prius Alpha ZVW-40(7-ми мест.), Prius V, Prius+, так же четвертое поколение Prius (ZVW51). Li-Ion стало гораздо компактнее за счет чего в некоторых моделях она находится между передними сидениями, но чувствительна к морозам в отличии от никель-металл-гидридных(Ni-MH).

Инвертер и помпа охлаждения инвертера.

Помпа охлаждения для инвертора обладает явно выраженными недостатками, так как часто ломается. Водителю необходимо тщательно следить за ее состоянием, как инвертор тоже моментально перегревается и подлежит замене.

Наблюдается возникновение частых поломок в помпе охлаждения инвертера, если по какой-либо причине падает уровень антифриза в бачке. Неисправность помпы вызывает перегрев инвертера и, конечно же, он приходит в полную негодность и требуется его полная замена. Цена инвертера если его удастся найти, доходит до ста тысяч рублей.

Совет! Владельцам Prius следует внимательно следить за наличием антифриза в бачке помпы и за всеми предупреждающими сигналами компьютера автомобиля. Система охлаждения является уязвимым местом данной модели и может преподнести массу сюрпризов.

С непонятных причин переднюю панель Toyota Prius сделали по примеру спортивных моделей. Это не очень нравится владельцем такой машинки, тем более, что на ней расположено множество кнопок в неудобном порядке. Конструкторы не позаботились об интуитивно понятной панели управления, они просто хотели максимально улучшить вариант второго поколения.

В процессе использования автомобиля становится понятно, что на отделку салона пошли некачественные материалы. Они сами по себе отслаиваются, пластиковые части начинают дребезжать.

Основные недостатки Toyota Prius 30 2009–2015 гг. выпуска

Есть и ряд общих недостатков, на которые обязательно нужно обратить внимание:

  1. Слишком низкий клиренс;
  2. Закисание суппорта тормозов;
  3. Рулевая стойка. Здесь кот в мешке: у кого-то она исправно работает и при большом пробеге, а у кого-то выходит из строя уже на 50–70 тысячах километрах. Но это действительно слабая сторона Приуса, потому при его покупке нужно просто быть готовым.;
  4. Высокий шанс повредить гибридную часть при ДТП;

Заключение.

Впрочем, в третьем поколении Приус действительно стал быстрее и мощнее. Остается надеяться, что в следующих серийных выпусках производители доработают эту модель.

При покупке Toyota Prius необходимо провести полную компьютерную и обычную диагностику. Специалист должен определить, на какой степени износа находится все узлы и системы автомобиля. Ремонт даже одного узла — весьма дорогостоящая забава. Осмотр кузова тоже обязателен по всем местам соединений.

При покупке новой или б\у Тойоты Приус нужно помнить, что ее ремонт по плечу не каждому специалисту. Лучше всего проводить ее осмотр и ремонт на специализированных сервисах, а их можно найти не в каждом городе.

P.S.: Уважаемые автовладельцы, если вами были замечены систематические поломки каких-либо деталей, агрегатов данной модели, то сообщите об этом в комментариях ниже.

Was last modified: Март 26th, 2019 by Administrator

Категория

ЕЩЕ ПОЛЕЗНОЕ И ИНТЕРЕСНОЕ ПРО АВТОМОБИЛИ:

  • - Наверняка каждый настоящий или будущий владелец автомобиля интересуется возможными слабыми местами и недостатками своего настоящего или будущего...
  • - Mazda Premacy – это популярный 5-7 местный японский минивэн, пользующийся успехом у тех, кто часто путешествует с семьей, который производился чуть...
  • - Данный автомобиль остается весьма популярным несколько десятилетий на рынке вовсе не зря. Больше половины владельцев данного кроссовера не жалуются...
37 сообщения на статью “Слабые места и основные недостатки Toyota Prius 30 с пробегом
  1. Сергей

    20 приус из европы 147000 моих 30000 км 2008г выпуска в моей эксплуатации 4 года в сибире. начитавшись заменил помпу (надо ли) два раза горели лампы подсветки и 1 раз ближнего света. Зашумела правая ступица переднего колеса — заменил, 1 раз заменил малый кумулятор. меняю масло фильтр в движке как положенно. как купил 1 раз менял в коробке. Есть интересный прикол, если проворонить при стоянке отключение ближнего света (сам немного глуховат и пищание при выходе не слышу) зимой малый акум на 4 часа ближнего и габаритного света не хватало. машину можно запустить с АКБ от любого шуруповерта. одному правда не удобно мешает кнопка открытия капота. ее нужно держать нажатой (поставил рядом скобочку которая это делает — зажмет кнопку открытия капота) и ВУ аляяяяяяяяя два проводка с крокодильчиками на + в предохранительном блоке и любой болт кузова. заводится. При этом первым начинает включатся рэле и система ваккумного усилителя.
    Холодноват кузов точнее долго прогревается зимой. расход на трассе 5.2 л/100км. в городе 9л/100км но в городе у меня очень малый пробег от дома до работы 1.7км и стоп на 4 часа потом опять 1.7км при таком цикле расход большооооооой 9л зимой естественно даже двигатель толком не прогревается.
    НРАВИТСЯ у сына 30 ка. как ни странно мне она нравится меньше чем 20 ка (субьективное оценка).
    Здоровский автомобиль

  2. Андрей

    Купил Приус 30 2014 года с пробегом 130 000 км. Сейчас 132 000 км. Расход пока по городу и трассе 4,5-5,5 литров в среднем. Машиной очень да волен.

  3. Роман Иванович

    Моя машина 2010 года брал 2х летнюю с Европы. Клиренс очень низкий. Поломок нет никаких. Из болячек не держат двери когда открываешь и износ задних тормозных направляющих за 5 лет. Все. Слушайте больше эту писанину. Да батарею я сам убил раньше срока на пробеге 180тыс кончилось топливо но я спешил. Жал газ в пол и полностью высадил Ввб на что она не рассчитана. Выел рампу. Под замену 14 элементов их 28. Решил поставить новую батарею. Это все.

  4. Дмитрий

    Эта писанина не имеет ни чего общего с реальностью!
    Шасть лет назад взял этот автомобиль с целью пару месяцев покататься пока не нашёл замену своему внедорожнику, но не тут-то было. Я влюбился в этот автомобиль! На нём можно проехать хоть тысячу километров и не устать, всё интуитивно понятно. Что бы что-то сломать надо быть полным неудачником. Батарея имеет ресурс 7-9 лет, на пробеге ни как не сказывается, даже наоборот т.к. никельметаллгидридные батареи не любят простоя и быстрее выходят из строя из-за долгих простоев. Расход будет как захотите, от 4 л/100км до 7,5 больше просто не сможете. Я езжу всегда с педалью в пол и у меня не получается. Помпа электронная и даже если она умирает, то сразу автомобиль сообщит об этом. Инвертор можно купить на разборе из Японии за копейки, батарея с частичной заменой обойдётся рублей в 20, но вы за 7 лет больше на ТО потратите с автомобилем с традиционным ДВС. На Prius ТО заключается в замене масла и фильтров! Ни каких тебе роликов, ремней, свистов, текущих рейках и прочего геморроя! Едет он хоть на низкой хоть на высокой скорости очень бодро, меня на светофорах останавливали тачки по 400 коней чтобы узнать сколько у меня лошадок. А коней в Prius 30 на ДВС 99 и на электрогенераторе 37, а налог только за 99. Высокая масса не даёт застрять на мягком снегу и прочих трудностях, но если сядете, то берите трос по крепче. На высокой скорости автомобиль идёт как по рельсам, отзывчивость просто офигенная. Единственный минус — это клиренс в 140 мм, но это с лёгкостью решается установкой проставок. Так что хватит кошмарить народ!!! Просто прокатитесь на нём разок и сами всё поймёте!

Автомобиль Toyota Prius имеет достаточно сложную систему привода.

Основные компоненты силовой установки Toyota Prius:

1. Двигатель внутреннего сгорания - бензиновые двигатель работающий по циклу Аткинсона. Основные достоинства такого двигателя - малый расход топлива, высокий КПД и очень низкая токсичность.
Двигатель может не только передавать усилие на колеса автомобиля при необходимости, но так же может крутить мотор генератор вырабатывая энергию для электрической сети автомобиля.
Электричество от генератора может запасаться в аккумуляторных батареях или тратится на климат-контроль или другие системы автомобиля.

2. Мотор/генератор 1 - может работать как генератор, вырабатывает энергию для последующей зарядки аккумуляторов или для прямой передачи энергии к мотору 2 который непосредственно крутит колеса, в моменты когда ему не хватает мощности батарей. Так же этот мотор помогает запустить ДВС как стартер в обычном автомобиле.
3. Мотор/генератор 2 - служит для передачи основного усилия на колеса автомобиля используя энергию аккумуляторных батарей.

Оба мотор/генератора сделаны на основе мощных неодимовых магнитов.

Постоянные магниты двигаются внутри элетромагнитного статора состоящего из множества медных обмоток вырабатывая электрический ток.

На выходе статора при работе в режиме генератора мы получаем трехфазное переменное напряжение, которое с помощью конвертера преобразовывается в постоянное напряжение, необходимое для подзарядки аккумуляторов и стабильно работы электросети автомобиля.

Так же в режиме мотора, если на обмотки электромагнитного статора подается трехфазное контролируемое напряжение, ротор с магнитами крутится вырабатывая необходимое количество кинетической энергии.

4. Планетарный раздаточный механизм - самый сложный элемент привода автомобиля. Позволяет комбинировать усилия от Двигателя внутреннего сгорания и тягового электродвигателя. Механизм может не только подключать в нужные моменты ДВС, но так же может отключать его от всей системы привода, оставляя его один на один с генератором.

Основной особенностью планетарного механизма автомобиля Toyota Prius является то, что двигатель внутреннего сгорания не связан напрямую с колесами. ДВС может частично помогать вращать колеса отдавая лишь часть энергии и происходит это на оптимальных оборотах двигателя и на соответствующей оптимальной скорости автомобиля.
Как показывает практика - ДВС работает оптимально на трассе при оборотах выше 2000 - особенно это касается двигателя с циклом Аткинсона, который практически не отдает момента на низких оборотах.

В основном ДВС крутит генератор который вырабатывает электрическую энергию. Если автомобиль движется в пробках и передвигается медленно, его перемещает основной электродвигатель за счет аккумуляторных батарей. В случае если автомобилю нужно набрать скорость дополнительная энергия вырабатывается генератором который раскручивается с помощью ДВС.


Основные части планетарного механизма

1. Основное кольцо - внешняя круговая шестерня
2. Солнечная шестерня - по аналогии с солнечной системой расположена в центре механизма
3. Планетарные шестерни - расположены на планетарной оси которая вращается вокруг солнечной шестерни и соответственно так же вращаются и планетарные шестерни.

Мотор/генератор 1 - который в большинстве случаев работает как генератор или как стартер подключен напрямую к солнечной шестерне.
Мотор/генератор 2 - подключен к основному кольцу и в свою очередь напрямую к колесам.
ДВС - подключен к планетарной оси с планетарными шестернями.

На стенде представлена вся система в сборе.

Основные элементы - диск сцепления на валу планетарного механизма (ДВС), мотор/генератор 1 и Мотор/генератор 2.

Видео - принцип работы и составные части планетарного механизма соединяющего электродвигатели и двс в тойту приус

Примеры работы коробки передач тойоты приус:

1. Если автомобиль остановился Мотор/генератор 2 тоже останавливается так как соединен напрямую с колесами.
Если аккумлуяторные батареи недостаточно заряжены для последующего движения их нужно зарядить с помощью генератор. Для этого необходимо завести двигатель.
Мотор/генератор 1 начинает свое вращение и через планетарный механизм вращает и заводит двигатель.
ДВС в свою очередь начинает вращать Мотор/генератор 1 и тот в режиме генератора вырабатывает необходимую энергию. Переменное напряжение на выходе генератора преобразовывается в постоянное напряжение 120 Вольт для зарядки аккумуляторов.
Так же двигатель может запускаться и останавливаться в таком режиме при необходимости для зарядки аккумуляторов или для подпитки потребителей бортовой сети автомобиля (климат-контроль, магнитола, свет).

2. Если нам необходмо начать движение и двигатель внутреннего сгорания остановлен, энергия направляется на Мотор/генератор 2 который начинает вращать колеса и одновременно через планетарный механизм вращает Мотор/генератор 1. На этом этапе происходит обратное преобразование из постоянного напряжения 120 Вольт в трехфазное переменное для вращения электромотора.

При большом разгоне автомобиля, мы можем достигнуть такой скорости на колесах автомобиля а значит и на оси Мотор/генератор 2 которая будет больше допустимой скорости Мотор/генератор 1. Обычно это скорость около 40 миль в час при которой обороты на Моторе 1 достигают максимальных 6000.

Мотор 2 приводит в движение Мотор 1 через шестерни с соотношением 2,6. То есть при вращении Мотор 2 на максимальных оборотах, Мотор 1 будет делать в 2,6 раза больше оборотов.

3. Запуск двигателя на ходу происходит при остановке Мотор/генератор 1 с помощью электромагнитного поля подаваемого как противовес - против вращения ротора. При такой комбинации усилий, сила вращения колеса передается на вал ДВС. Двигатель прокручивается и заводится.

ДВС начинает вращаться и увлекает за собой Мотор/генератор 1. Теперь все моторы вращаются в одном направлении и все силы равномерно расходуются на движения колес. Правило соблюдается только если скорости всех моторов одинаковые.

Если ДВС начинает крутится быстрее прикода колес (Мотор/генератора 2), он начинает быстрее вращать генератор 1 вырабатывае больше энергии для зарядки аккумуляторов и последующего движения.

На данном примере мы можем четко проследить что Двигатель Внутреннего сгорание не связан напрямую с приводом авто. Он вращается свободно - может вращаться быстрее или медленнее основного привода (Мотор/генератора 2). ДВС может только помогать вращаться колесам при совпадении оборотов колес и оси двигателя - в остальных случаях он работает только на генератор добавляя необходимую энергию в систему в нужные моменты.

4. Задний ход реализован с помощью Мотор/генератора 1, который как вы помните по описанию выше использовался только как генератор или стартер.
В случае если ДВС заглушен и автомобиль необходимо сдвинуть назад - Мотор/генератора 1 подключается в режиме мотора и вращается в направлении противоположном вращению Мотор/генератора 2. При остановленом ДВС планетарная ось остановлена на месте и усилие с Мотора 1 передается через планетарные шестерни напрямую на Мотор 2.
Мотор 2 вращается в обратно направлении и автомобиль двигается назад.

Если в момент запуска заднего хода работает ДВС, необходимо просто вращать Мотор/генератора 1 быстрее чем вращается ДВС, тем самым дополнительное усилие (вращение с превышающей скоростью) будет передаваться на Мотор/генератора 2 в виде обратного вращения - заднего хода.

Таким образом сложный и в тоже время простой планетарный механизм позволяет соединить три двигателя в любых комбинациях необходимых для полноценной работы автомобиля Toyota Prius.