0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и принцип работы гибридного двигателя

Как устроен гибридный автомобиль? На примере Toyota Prius

Будущее марки Тойота – это гибридные автомобили. Пока электромобили не совершенны и передвигаются без подзарядки максимум до 150 км. Аккумуляторные батареи гибридных автомобилей получают подзарядку от ДВС, обеспечивая комфорт и экономичность при езде на любые расстояния.

Устройство гибридного автомобиля

Устройство гибридного автомобиля (например, Тойота Приус) основано на последовательно-параллельно схеме. У таких транспортных средств крутящий момент на колеса может подаваться и от мотора, и от мотора-генератора. При этом величина мощности агрегатов варьируется в зависимости от степени заряда и возможностей мотора.

Основу конструкции составляют двигатель внутреннего сгорания, электромотор, два генератора и делитель мощности. Последнее устройство позволяет трогаться и осуществлять движение на малых скоростях исключительно на электромоторе. ДВС в этот момент будет обеспечивать только работу генератора.

Зарядка гибридного автомобиля осуществляется посредством отдельного генератора, поэтому электрический мотор-генератор используется только для привода ведущих колес. Во время высоких нагрузок, таких как подъем в гору или езда на высокой скорости в работу активно подключается бензиновый мотор. Делитель мощности контролирует передачу от крутящего момента ДВС на колеса, перераспределяя часть ее для заряда АКБ и генератора.

Принцип работы гибридного автомобиля

Принцип работы гибридного автомобиля (например, Тойота Приус) состоит в следующем: старт, первоначальный разгон и езду на малых оборотах обеспечивает электрический мотор-генератор, при повышенных нагрузках подключается бензиновый мотор. Компьютер регулирует его работу так, чтобы были обеспечены самые высокие показатели экономичности.

Шестерня делителя мощности, передающая крутящий момент на ведущие колеса, вращается посредством электромотора. Основной принцип действия гибридного автомобиля заключается в формировании передаточного числа трансмиссии делителем мощности, именно он распределяет уровень включенности в работу каждого из моторов.

Такая схема гибридного автомобиля называется последовательно-параллельной. Она соединила все преимущества последовательно и параллельной схем. В итоге инженеры японского автоконцерна смогли создать максимально надежный агрегат, ведь управление крутящим моментом происходит при помощи электроники, исключая участие множественных механических узлов и механизмов.

Рекуперативная система торможения также передает кинетическую энергию на генератор, восполняя запас аккумулятора. Для экстренного торможения применяется обычная фрикционная тормозная система.

Двигатель (ДВС) гибридного автомобиля

Мотор авто, работающего по принципу гибрида, в первую очередь основывается на принципе экономичности. Для Тойота Приус инженеры компании Toyota смогли выпустить агрегат в 1,8 литров мощностью 98 лошадиных сил. Теперь расход Тойота Приус гибрид составляет примерно 4,5 литра на 100 км (5 литров по городу и 3,9 литра по трассе). В холодное время года вне зависимости от режима езды потребление топлива увеличивается в среднем на 2 литра на 100 км. Для заправки завод-изготовитель рекомендует использовать бензин марки АИ-95.

Стоит отметить, что разогнать машину до сотни получится чуть боле, чем за 10 секунд. При этом максимальная скорость авто составит 180 км/ч.

Тип двигателя Тойота гибрид подбирался с точки зрения максимального коэффициента полезного действия. У современных гибридов он составляет 40%. Такие показатели позволило получить использование мотора, работающего по циклу Аткинсона. Основная особенность такого бензинового мотора состоит в том, что сжатие топлива запаздывает за ходом поршня. Оно запускается несколько позже начала движения поршня в верхнюю часть гильзы. Благодаря такой уловке некоторое количество топливно-воздушной смеси возвращается во впускной коллектор.

Данный тип ДВС дал современному мотору Toyota Prius следующие преимущества:

  • увеличение рабочего хода поршня;
  • повышение КПД;
  • уменьшение расхода топлива;
  • оптимально подходящая конструкция для работы в узком диапазоне оборотов коленчатого вала;
  • 122 лошадиных силы суммарной мощности движущей установки.

Электромотор автомобиля Тойота

В Toyota Prius имеется два электромотора: управляющий и тяговый моторы-генераторы. Оба движка питает АКБ.
Тяговый мотор-генератор обеспечивает авто запуск и первоначальный разгон. Управляющий мотор-генератор отвечает за зарядку гибридного автомобиля, а также выполняет функции стартера.

Как правило, по городу в режиме «старт/стоп» Toyota Prius перемещается исключительно за счет электрической установки.

Мощность электромотора Тойота Приус определяется следующими характеристиками:

  • 60 лошадиных сил;
  • 56 кВт;
  • 163 Н*м.

Последние модели Prius получили возможность заряжаться и от электрической розетки, что позволило сделать их еще экономичнее. Минус один – полная зарядка аккумулятора составит 6 часов, поэтому пока использование транспортного средства без участия двигателя внутреннего сгорания неудобно для поездок на дальние расстояния.

На борту Тойота Приус аккумуляторных батарей две:

1. Вспомогательная аккумуляторная батарея автомобиля емкостью 45 А/ч.

2. Основная никель-металлгидридная высоковольтная аккумуляторная батарея емкостью 6,5 А/ч и напряжением 201,6 В, состоящая из 168 ячеек.

Особенность устройства основной аккумуляторной батареи автомобиля состоит в том, что они оснащены собственной системой охлаждения.

В свое время Тойота Приус была первопроходцем среди автомобилей гибридов. Сегодня установки типа hybrid удалось усовершенствовать так, что они стали устанавливаться и на другие более массовые модели Toyota, тем не менее Prius заслуженно входит в . Популярность подобной схемы мотора можно объяснить ее экологичностью, экономичностью и надежностью, проверенной годами.

Принцип работы гибридного двигателя. Все о его устройстве и работе

Скачать PDF

Давайте рассмотрим, на чем основан принцип работы гибридного двигателя и как это влияет на работу автомобиля. Прежде всего, следует знать, что такой двигатель сочетает в себе работу двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Причем каждый из них может работать независимо друг от друга, или осуществлять совместные рабочие циклы.

Автомобили, в которых установлены гибридные виды двигателей, оборудованы компьютерами, которые полностью контролируют процессы нагрузок на ДВС и электромотор.

Сама идея установки на автомобилях двигателей-гибридов предполагает использование различных режимов. Например, при езде по загородному шоссе, движение автомобиля может осуществляться благодаря бензиновому мотору или дизельному двигателю. В более спокойных городских условиях машина может работать на электродвигателе. При этом во время работы бензинового мотора, происходит преобразование механической энергии в электрическую, которая аккумулируется в автомобиле для дальнейшего ее использования.

Описание работы

Принцип работы гибридного двигателя, а точнее схем работы гибридов существует несколько. Самой простой схемой работы является последовательная. При этом головным мотором в гибридной паре является электромотор, который используется для запуска и движения автомобиля, а вот топливный мотор предназначен для придания вращающего момента генератору.

Использование такой схемы требует применение достаточно громоздких аккумуляторов, да и скорость такого автомобиля будет не велика. К тому же наличие доминирующего электродвигателя, существенно уменьшает километраж на одном лишь заряде аккумуляторов.

Хорошо себя зарекомендовали смешанные схемы работы гибридных двигателей, которые подразумевают надежное взаимодействие двигателей внутреннего сгорания и электромотора. Автомобиль движется, благодаря их совместной работе, а при наличии бесступенчатой трансмиссии, этот тандем является весьма эффективным, но и очень дорогим.

Читать еще:  Чтобы двигатель ваз 2110 работал хорошо

Особенности гибридных двигателей

Несмотря на то, что автомобили с гибридными двигателями стоят дороже, стоит разобраться, какими преимуществами они обладают. Прежде всего, выхлоп вредных веществ в атмосферу снижается на порядок, в сравнении с обычными автомобилями. К тому же пройти СТО контроль не составит никакого труда.

Помимо этого, общая масса автомобиля гораздо становится гораздо ниже, плюс использование электроэнергии ведут к существенной экономии расхода топлива. В таком автомобиле установлена энергоустановка, благодаря которой заряжаются батареи, и автомобиль не нуждается в дополнительной подзарядке от внешнего источника питания.

Мало того, в автомобилях с гибридным типом двигателя отсутствует привычная коробка передач, поскольку сила тяги ведущей пары колес обеспечивается электрическим мотором. Рассматривая принцип работы гибридного двигателя, следует отметить, что в таких автомобилях существенно облегчен корпус конструкции, да сам вес мотора гораздо ниже. Возможно, пока такие автомобили не покорили большие скорости на дорогах, однако они существенно могут сократить Ваши расходы.

Краткий обзор 4х поколений Toyota Prius

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.

Это осуществляется с помощью планетарного редуктора (делителя мощности), который состоит из набора шестерней. Четыре из них присоединены к бензиновому двигателю, а наружная — к электромотору. Еще один сателлит присоединен к генератору, который при необходимости посылает энергию на электромотор или заряжает батарею.

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.

Технические характеристики

По сравнению с автомобилями второго поколения двигатель Тойоты Приус 30 увеличил свой объем, благодаря чему повысилась мощность мотора.

Двигатель Тойота Приус 30:

  • Двигатель: 1.8 CVT 2ZR-FXE
  • Объем: 1794 куб см
  • Мощность (л.с / Квт / об мин): 97 / 73 / 5200
  • Крутящий момент (Нм / об. мин): 142 / 4000
  • Подача топлива: инжектор
  • Топливо: бензин АИ 95, АИ — 92

  • Мощность (кВт / об. мин): 82/153
  • Крутящий момент: 207 Нм
  • Напряжение максимальное (В): 650

  • Тип: никель-металл-гибрид
  • Емкость (А/ч): 6.5
  • Напряжение (В): 201,6

Расход топлива Тойота Приус гибрид (в зависимости от модели и погодных условий) варьируется от 3 до 6 л топлива. Эксплуатационные характеристики Тойоты Приус гибрид третьего поколения:

  • Возможность разгона до 100 км / час: 10, 4 секунд
  • Максимально возможная скорость: 180 км / час

Внешний вид Тойота Приус 30 кузов

Тойота Приус в 30 кузове выпускается с 2009 по 2021 год. По сравнению с 20-й моделью, в третьем поколении значительно улучшились аэродинамические показатели кузова (коэффициент сопротивления изменился до 0,25). При этом классические пропорции автомобиля остались практически неизменными. Эксплуатация кузова Тойоты Приус 30 рассчитана на длительный период, поэтому его производят большей частью из высокопрочной стали, используя специальные конструкции, увеличивающие безопасность автомобиля.

Высота автомобиля не изменилась, длина стала 4460 см, а ширина — 1745 см. Наивысшая точка крыши перенесена назад, что увеличило место над задними сиденьями автомобиля. Передние стойки сместились вперед, благодаря чему увеличился наклон ветрового стекла и размер боковых окон. Такие изменения, в комплексе с расширением заднего стекла, значительно увеличили обзор для водителя.

В 2011 году кузов Тойоты Приус 30 претерпел новые изменения, была выпущена рестайлинговая модель, снабженная новым передним бампером и обновленными фарами со светодиодами. Благодаря новой форме бампера (увеличенный воздухозаборник и дополнительные противотуманные фары) внешность машины приобрела агрессивность.

  • Toyota Prius III: 2009-2016 г.
  • Кузов (хетчбек): DAA-ZVW30
  • Размеры кузова: 4460 x 1745 x 1490 — 1505 (см)
  • Вес: от 1310 до 1495 кг.
  • Клиренс: 140 мм.
  • Диаметр шин: 185 /65 / R15-17

Как менялся MG2?

Значительные изменения тягового мотор-генератора MG2 начинаются со II поколения гибридной трансмиссии
По аналогии с ДВС MG2 наращивал мускулатуру

вплоть до nhw20, в котором достаточно сильно
подняли напряжение питания
, что позволило сохранить
сравнимые с I поколением габариты
. Это
повышение напряжения
достигается
за счет бустера
, расположенного
в инверторе
,
преобразующего «низкое» напряжение высоковольтной батареи в высокое для обновленного MG2
(т.е. 201,6В высоковольтной батареи ВВБ преобразуются в 500В).

вновь видим
рост мощности
, но
и
сильную
потерю в тяге
.
В конструкции появился планетарный редуктор
(рассматривали ранее),
который понижал увеличившуюся скорость
вращения и, тем самым,
повышал крутящий момент
так, что
к колесам приходит даже больше Н*м
, чем у nhw20. Также такое решение
уменьшает в габаритах MG2
на 27%.
Слева MG2 автомобиля nhw20, справа его более компактный и мощный аналог zvw30.
ZWV50 получил еще большее увеличение скоростей вращения и незначительное уменьшение мощности

, но, благодаря переосмыслению редукторной части THS,
тяга на колесах ничуть не потерялась
.

Как менялась гибридная трансмиссия THS?

с каждым новым поколением
стали дорабатывать гибридную установку
.
Первых 2 поколения
внешне
очень похожи
,
III поколениепринесло
видимые глазу
отличия по компоновке
, а вот
в IV
автопроизводитель решил пересмотреть свои технические решения и выпустил
переосмысленную конструкцию
.
Так выглядит I и II поколение THS (Prius nhw10,11,20). Разница в деталях: разные мощности компонентов, разные скорости вращения, но принцип един.
I и II поколение THS

(Prius nhw10,11,20) мы с Вами
рассмотрели в предыдущих статьях
на канале.
Ниже
по тексту
будут приведены различия
по каждому из компонентов.

Далее в тексте я буду использовать устоявшиеся названия компонентов, как это делает Toyota: где Генератор – MG1

,
Электродвигатель – MG2
,
ДВС – ICE
,
Планетарный редуктор – PSD
(Power Split Device), или их русскоязычные созвучные аналоги.

III поколение гибридной трансмиссии Toyota Prius. Обратите внимание на примкнувший к MG2 компонент. Подробнее его назначение мы рассмотрим ниже.
Кинематика III поколения

при всей похожести
утратила цепь
и
обзавелась
дополнительным компонентом:
планетарным редуктором тягового электромотора
(редуктор MG2 на картинке выше).

В IV поколении

производитель решил отказаться и от такого решения,
заменив планетарный редуктор на вальную компоновку
и
перенеся один из электромоторов с общей оси вращения ДВС в сторону
. Это позволило
сократить кол-во зубчатых зацеплений и повысить общий КПД системы
.

В nhw10,11,20 от MG2 до дифференциала 1 цепная передача и 2 зубчатых зацепления, в zvw30 – планетарный редуктор MG2 и 2 зубчатых зацепления, в zvw50 – только 2 зубчатых зацепления!

А как поменялся при этом PSD ?

Никак! Этот узел дошел до IV поколения почти в неизменном виде

Читать еще:  4afe efi что за двигатель

: он по- прежнему связывает три основных компонента между собой.
IV поколение гибридной трансмиссии Toyota Prius. Обратите внимание, что MG2 уехал в сторону относительно общей для ДВС и MG1 оси. Теперь MG2 и PSD связывает самый обыкновенный вал с зубчатыми колесами, который, в том числе, передает мощность на дифференциал автомобиля.

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;
  • 2ZR-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.

Из указанного режима функционирования гибрида можно четко проследить, что мотор напрямую не соединен с колесным приводом. Он передает энергию на вращение колес только при равенстве числа оборотов колес и оси двигателя. Базовая задача бензинового агрегата — функционирования электрогенератора. Это позволяет поддерживать требуемую емкость аккумуляторной батареи.

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.

Продолжение. Двигатель и коробка передач.

Honda Fit 2014

  • Двигатель и коробка передач.

    В данном посте я расскажу весь принцип работы гибридной установки в паре с новой коробкой переключения передач.

    Новый двигатель LEB имеет 1496 кубиков мощностью 110 лошадиных сил и разработан по циклу Аткинсона – для улучшения экологических и экономичных показателей. Я уже получил несколько комментариев на данный счет, мол, почему в обычной полторашке (GK5) 132 лошадки, а тут всего 110? Ошибка ? Нет, это не ошибка. Тут реально 110 лошадиных сил именно ДВС. Но в паре с электродвигателем суммарная мощность равна 137 л.с. Это говорит о том, что налог Вы будете платить и полис ОСАГО именно исходя из показателей двигателя внутреннего сгорания 110 л.с.

    Вся гибридная установка работает в паре с новой преселективной коробкой передач – это второе поколение роботизированных коробок передач. Особенностью данной коробки является наличие двух отдельных валов для четных и нечетных передач, каждый из которых управляется своим сцеплением. Семиступенчатая коробка в данном случае работает по принципу механической, совмещая в себе все прелести последней – низкие потери и мощный, динамичный разгон. В данном случае переключение передач происходит практически моментально – т.е. одно сцепление включается, а второе отключается. Все это управляется дополнительным “мозгом”, который сам выбирает стиль и принцип работы системы. А их несколько. В пробках и небольшой скорости (как правило до 20кмч) автомобиль движется на электротяге. Разгон же происходит в гибридном режиме, дабы получить максимальное КПД для набора скорости. При движении по трассе работает только двигатель, без электроустановки – считается, что в данном режиме такое решение максимально эффективное.

    Вообще, система сама выбирает, как и в каком режиме работать при разном стиле вождения и уровня заряда батареи. Например, при торможении она вообще может отключить двигатель для зарядки. В общем гибрид, он и в Африке гибрид, но не такой, как остальные. У Приуса принцип работы немного отличается.

    А теперь самое интересное.

    Садимся в автомобиль, заводим, выезжаем на ровный участок дороги и даем газ в пол со старта. Что сказать, сперва я не понял, обороты поднялись до 7000, потом упали до 3000, и пошла динамика вверх. Доходит снова до 6800 и держит, как на вариаторе. Это непонятное плавание на старте я объясню в следующем посте, посвященному негативным моментам Фита. Но сегодня только позитив. Что сказать, я обалдел. Мне показалось, что под капотом у нас стоит мотор F20B, потому что именно такие ощущения у меня были при владении в свое время Honda Torneo.

    Читать еще:  Характеристики двигателя man d 2866

    По просьбам трудящихся … даю сводную характеристику мощности и динамики разгона в сравнении с другими авто.

    Pruis 20 кузов – нервно курит в сторонке. Вообще нет смысла сравнивать даже.

    Prius 30 кузов – отстает на 2 корпуса. А то и больше. Причем со старта.

    Fit GE8 рестайл на палке – уходит вперед из-за хорошего старта, но потом на крейсерской скорости проигрывает, как стоячий.

    CR-Z автомат – та же ситуация, что и с Фитом.

    Fit GE8 рестайл на палке Rotrex Turbocharger – да простит меня Дэнчик, но и он проиграл. Я понимаю, что у него еще система не настроена, как положено. Но на текущих овощных настройках Гибрид едет веселее.

    Вывод, со старта Фит может и не едет, предоставляя, так сказать фору своим конкурентам, но потом он их разрывает в пух и прах.

    Как работает гибрид Toyota

    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?

    Гибридный силовой агрегат Toyota включает в себя ДВС, два электромотора и планетарный механизм.

    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.

    Расположение основных и вспомогательных элементов гибридной силовой установки Toyota Prius.

    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».

    Очень гибкое распределение крутящего момента в гибридной силовой установке Toyota обеспечивает планетарный механизм.

    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.

    ДВС

    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.

    Во время торможения один из электродвигателей начинает работать в режиме генератора, подзаряжая АКБ.

    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.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector