Принцип работы Приус (8 видео)

Prius

Японским конструкторам удалось разработать гибридный агрегат для моделей Toyota Prius, используя полезную работу трех двигателей. Работают благодаря одноосному редуктору. Рассмотрим принцип работы и устройство гибридного двигателя Тойота Приус.

Содержание

Из чего состоит гибридный двигатель Тойота Приус?
ДВС
Мотор-генератор №1 и №2
Планетарная «коробка передач»
Описание режимов работы гибридной силовой установки
Начало движения с запуском ДВС
Старт на электротяге и езда на высокой скорости
Запуск ДВС на ходу
Задний ход
Заключение
💡 Видео

Видео:Как устроен гибридный автомобиль.Скачать

Из чего состоит гибридный двигатель Тойота Приус?

Чтобы понять, как устроен гибрид Toyota Prius, вам потребуется ознакомиться с основными компонентами установки. В его состав входят бензиновый двигатель и два мотогенератора.

ДВС

2ZR-FXE устанавливается на Prius с кузова XV30

Принцип работы ДВС основан на использовании цикла Аткинсона. Допускается использование в качестве топлива бензина АИ-92 и АИ-95. Силовой агрегат отличается пониженным уровнем токсичности, экономичным расходом и высоким КПД. Функциональность планетарной передачи позволяет передавать крутящий момент на колеса автомобиля, а также обеспечивать работу мотор-генератора. Это способствует выработке электроэнергии для поддержания заряда аккумулятора, работы кондиционера и других электроприборов.

Мотор-генератор №1 и №2

Первый предназначен для запуска двигателя внутреннего сгорания, действуя как классический стартер. Также он обеспечивает работу генератора №2. 2, когда заряд аккумулятора уменьшается. Еще одна функция No. 1 предназначен для выработки электроэнергии для передачи заряда аккумулятора.

Планетарный редуктор и электродвигатели Prius (XW20 слева, XW30 справа)

Второй мотогенератор обеспечивает прямую передачу крутящего момента на колеса, отбирая энергию от ВВБ.

Принцип работы электродвигателей Toyota Prius основан на взаимодействии электромагнитных полей. Для этого в роторе используются мощные неодимовые магниты. Обмотка статора состоит из медных проводников. Прибор может работать в двух режимах:

Генератор: с клемм статора выводится трехфазное переменное напряжение. Преобразуется в константу с помощью преобразователя. В дальнейшем вырабатываемая энергия направлена на поддержание работы электрооборудования и зарядку аккумулятора;

Двигатель: мотогенератор получает трехфазное питание на обмотку статора, затем ротор начинает вращаться. Это связано с взаимодействием магнитных полей. Результат — кинетическая энергия.

Планетарная «коробка передач»

Продуманная конструкция планетарного редуктора обеспечивает качественную работу гибридной установки. Коробка передач сконструирована таким образом, чтобы подключать бензиновую систему исключительно для обеспечения работы генератора или вращения колес. В этом случае последний режим используется только тогда, когда оптимальная скорость установлена на 2ZR-FXE. Указанный датчик находится на уровне 2000 об / мин.

Принцип распределения работы гибридных двигателей Toyota Prius, благодаря конструкции планетарного механизма, следующий:

движение машины на малых скоростях осуществляется на электротяге;
для обеспечения увеличения скорости и ее поддержания дополнительная энергия используется генератором, который приводится в действие двигателем внутреннего сгорания.

В этом случае главной особенностью планетарного устройства является отсутствие прямой связи бензинового агрегата с полным приводом.

Видео:Гибридная силовая установка Toyota Prius 30Скачать

Описание режимов работы гибридной силовой установки

Prius Prime за плату

В этом разделе мы рассмотрим, как гибридная установка Toyota Prius работает в различных режимах. Между ними:

начало движения с запуском ДВС;

электрический старт и высокоскоростное движение;

запускать 2ZR-FXE на ходу;

инверсия.

Начало движения с запуском ДВС

Prius 10

Этот режим используется, когда заряда аккумулятора недостаточно для запуска с места Toyota Prius. В этом случае гибрид работает следующим образом:

Из-за действия генератора No. 1 вращается планетарный механизм, который запускает двигатель внутреннего сгорания;
Энергоблок внутреннего сгорания начинает разгонять мотогенератор No. 1, что сопровождается переходом последнего в генераторный режим. Впоследствии вырабатывается количество электроэнергии, необходимое для зарядки аккумулятора и обеспечения работы второго двигателя генератора;
2ZR-FXE может работать только для обеспечения работы первого мотора-генератора и поддержания необходимого напряжения в электрической сети Toyota Prius.

Старт на электротяге и езда на высокой скорости

Электропривод гибридной установки Toyota Prius работает при трогании с места в следующей последовательности:

Езда начинается, когда заглушен бензиновый агрегат;
Электродвигатель No. 2 приводит в движение колеса и электродвигатель n. 1 через зубчатую передачу планетарного механизма. Указанный процесс обеспечивается запасенной энергией аккумуляторной батареи. В этом случае напряжение преобразуется из постоянного в переменное.

Чтобы обеспечить движение Prius на большой скорости, когда допустимая скорость No. 1 используется следующий принцип:

Мотор-генератор нет. 2-я сквозная передача переключается на вращение первой с коэффициентом 2,6;
Это обеспечивает снижение скорости вращения машины No. 1 по сравнению со вторым. Максимально допустимое количество оборотов для первого электродвигателя — шесть тысяч, набираемое на скорости 64 км / ч.

Запуск ДВС на ходу

Принцип работы гибрида Toyota Prius с запуском 2ZR-FXE в процессе движения следующий:

Бензиновый силовой агрегат включается, когда двигатель генератора No. 1, который замедляется за счет изменения направления электромагнитного потока в направлении, противоположном направлению вращения ротора. В этом случае запуск двигателя происходит за счет снятия вращающего момента с колес автомобиля;
После того, как ДВС наберет обороты, направления вращения всех узлов гибридной системы совпадают. При одинаковом количестве оборотов будет соблюдаться равномерное распределение сил на вращение колес;
При увеличении оборотов ДВС по сравнению с электродвигателем No. 2, произойдет увеличение электроэнергии, вырабатываемой мотогенератором n. 1. Он используется для зарядки аккумулятора и поддержания дальнейшего движения за счет передачи энергии на аккумулятор No. 2.

Из обозначенного режима работы гибрида хорошо видно, что двигатель напрямую не связан с полным приводом. Он передает энергию на вращение колес только тогда, когда число оборотов колес и оси двигателя равны. Основная задача бензинового агрегата — это работа электрогенератора. Это позволяет поддерживать необходимую емкость аккумулятора.

Задний ход

Prius первый

Двигатель-генератор нет. 1 отвечает за вождение Toyota Prius задним ходом. При отключении системы внутреннего сгорания первый электродвигатель переходит в маршевый режим. Это сопровождается вращением в противоположную сторону по отношению к двигателю-генератору №1. 2. В этом случае планетарная ось зафиксирована, и крутящий момент первого электродвигателя передается второму через зубчатую передачу планетарного механизма. Происходит вращение электродвигателя No. 2 в обратном направлении, что сопровождается движением автомобиля задним ходом.

При работающем бензиновом агрегате для движения задним ходом необходимо увеличить количество оборотов электродвигателя No. 1 по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.

Видео:Как работает Toyota PriusСкачать

Заключение

Гибридная конструкция Toyota Prius позволяет добиться экономии топлива за счет следующих факторов:

Автоматический запуск и остановка газового двигателя в нужные моменты с использованием цикла Аткинсона для его работы;
Рекуперация энергии торможения;
Эффективная загрузка бензинового двигателя за счет установки электромеханического вариатора;
Отличная аэродинамика.