Планетарная коробка передач на toyota prius: стоимость обслуживания и ресурс

История гибридных двигателей

Гибридные силовые установки были известные ещё в 19 веке. Изобретателем первого гибрида, работающего на электроэнергии, стал Роберт Андерсон. Однако, патент на систему получил Генри Пайпер в 1905 году. В этом же направлении работал Фердинанд Порше. Серийными производителями гибридных моторов были французская компания Parisienne des Voitures Electriques, американская корпорация General Electric, бельгийская Pieper.

Бурного развития технология гибридов в начале 20 века не получила по нескольким причинам:

• низкая стоимость топлива;
• нерентабельность по сравнению с бензиновым ДВС.

К концу 20 века рост на энергоносители и ужесточение экологических стандартов заставили автопроизводителей возвратиться к разработкам эффективных моторов. Изначально в гонку включились VW, Mercedes, GM, Audi, но до серийного производства гибридных автомобилей так и не дошли, перейдя в другие сферы разработок. Первым удачным автомобилем с гибридным двигателем стал Toyota Prius 1997 года. За год компания смогла продать 25 000 моделей. Вторым популярным гибридом на рынке стал Honda Insight.

После Приуса, Тойота наладила серийный выпуск моделей: Hybrid Harrier, Highlander, Estima Hybrid, Crown, Camry Hybrid, Lexus RX. Среди разработок Хонда с гибридной установкой известны Accord Hybrid и Civic Hybrid. Единичные автомобили встречаются у Форда, Ауди, Мазды, Рено, БМВ, Ниссан, Хёндай.

Поговорим подробнее, что значит машина-гибрид. Рассмотрим устройство, принцип работы, в чём плюсы и минусы гибридных установок.

Устали? Отдыхаем опять в практических разделах

Самым задаваемым вопросом по «коробке» автомобиля Prius является следующий: какое масло в нее заливается, сколько его требуется и как часто следует производить замену жидкости? Очень часто среди работников автосервиса бытует такое заблуждение: раз в коробке нет щупа – значит, масло там менять вообще не нужно. Это заблуждение привело к гибели уже не одну коробку.

Поэтому сообщаем, что замену рабочей жидкости в трансмиссии Prius производить нужно! Для модификаций этого ТС марки жидкости и их объемы должны соответствовать: К10 – масло Т-4 / (3,8 л); К11 – Т-4 / (4,6 л); К20, К30 – WS / (3,8 л).

Менять смазку следует через каждые 40 тыс. км. По японским срокам масло меняется раз на 60–80 тыс. км, но для особо тяжелых условий эксплуатации (а японцы относят эксплуатацию автомобилей в России как раз к таким – и мы с ними солидарны), масло положено менять в 2 раза чаще.

Штатный монитор Prius К10 со включенным зажиганием. В этом случае штатное зарядное устройство не может быть активировано никаким способом. Монитор установлен по центру передней консоли автомобиля

Поговорим об основных различиях в обслуживании коробок, т. е. о работах по замене масла. Если в К20, чтобы поменять масло, надо просто открутить сливную пробку и, слив старое, залить новое, то на кузовах К10 и К11 все не так просто. Конструкция масляного поддона на этих машинах выполнена таким образом, что если просто открутить сливную пробку, сольется только часть масла, причем не самого грязного. А 300–400 г самого загрязненного масла с различным мусором (кусочки герметика, продукты износа) останется в поддоне.

Поэтому, чтобы заменить жидкость, нужно снять поддон, слить грязь, почистить его и только тогда установить на место. При снятии поддона мы получаем еще один дополнительный бонус – это возможность продиагностировать состояние коробки по продуктам износа, находящимся в поддоне. Самое страшное для автовладельца – это когда он на дне поддона можно обнаружить желтую (бронзовую) стружку. Это будет означать, что такой коробке жить осталось совсем недолго.

Оригинальная прокладка поддона изготовлена из коры пробкового дуба. Если отверстия на ней не приобрели овальную форму – ее можно использовать повторно безо всяких герметиков. Главное при установке поддона – не перетянуть болты. Иначе можно разрезать прокладку гранями поддона.

Надёжность гибрида, поломки

За безопасность гибрида отвечает фирменная система Toyota Safety Sense.

Поломки случаются редко. В основном, жалуются на недолговечность модулей батареи. Она часто выходит их строя при морозах. Обычно, требуется только частичная замена.

Достоинства и недостатки Тойота Приус ZVW30, 3 поколение

Комфорт в салоне
Экономичность
Манёвренность на дороге
Шумоизоляция
Эстетичный дизайн

Низкий клиренс
Ненадёжная рулевая рейка
Высокая цена

Слабые места Тойота Приус ZVW30 третьего поколения

Гибрид Prius XW30, несмотря на все достоинства, имеет уязвимые места:

1. Топливный фильтр. Он часто ломается и требует замены. Однако инженеры поместили его в топливном баке. Это усложняет ремонт, и увеличивает стоимость работ.
2. Помпа инверторного охлаждения – вечная боль владельцев Prius. Если начинает уменьшаться уровень антифриза, и инвертор перегревается – пора проводить замену помпы.
3. Батарея. Она недолговечна. Особенно при использовании авто в сильные морозы, повышается риск её поломки. Замена потребует приличного вложения средств.

Toyota Corolla Fielder Hybrid

Toyota модели Corolla Fielder с двигателем типа Hybrid соединяет надежность, качество и современные тенденции автомобилестроения.

Внешний вид

Универсал выпускается в 9 цветах, причем, «голубой металлик» характерен именно для этой модели. Внешний вид автомобиля Тойота модели Филдер Гибрид характеризуется сглаженной формой, вытянутыми фарами и большим воздухозаборником. Эмблема производителя слегка видоизменена.

Интерьер

Бюджетной линейке свойственно темное оформление салона. Дорогие варианты могут похвастаться голубой расцветкой панели. На бортовой консоли расположен огромный цветной ЖК-дисплей. Панель приборов обозначается аналоговой шкалой спидометра и тахометра.

Кожаный руль трехспицевый. Салон просторный и вмещает 5 пассажиров. Сиденья удобные, регулируются по высоте.

Технические характеристики

Toyota модификации Fielder Hybrid оснащается:

• топливным двигателем на 1.5 л с мощностными показателями в 74 л.с;
• электромотором на 61 л.с.

Общий показатель силовой установки равен 135 лошадей. Японский минивэн по городу потребляет 3 л на 100 км, а по трассе – еще меньше. Переднеприводный универсал выпускается с КПП-автоматом, вариатором и механикой.

Подвеска у Тойота модификации Филдер с мотором гибрид стандартная: спереди стоит МакФерсон, сзади – торсионная балка, у тормозной системы есть недостатки. Ее конструкция немного устарела, т.к. спереди установлены стандартные тормозные диски, на задних колесах – барабаны. Трансмиссия у минивэнов двух видов – 2ВД и 4ВД.

Х – базовая модель

Оснащена системами климат-контроля, переключателем цвета фар. Среди других возможностей – автоматическое торможение при рисках лобового столкновения, хелпер заезда под гору, корректировки по дорожным разметкам, стабилизация BAS и система антиблокировки ABS.

G – доработки прошлой версии

Линейке свойственны светодиодные задние и передние фары, зеркала заднего вида с подогревом. Клавиша старта и остановки работает без ключа. Кнопки мультимедиа-контроля находятся на руле.

S — топовая комплектация

Отличается от предыдущих моделей наличием спортивных передних кресел и кожаным салоном.

Стоимость Toyota Corolla модификации Fielder гибрид начинается с 15 тыс. долларов для базовой модели. Продвинутый вариант обходиться свыше 20 тыс. долларов.

Что выбрать?

Toyota Prius II в течение всего производства предлагался только в одной версии – с экономичным 1,5-литровым бензиновым агрегатом мощностью 77 л.с. и электромотором отдачей 68 л.с. Двигатель внутреннего сгорания работает по так называемому циклу Аткинсона (т.е. в малом диапазоне оборотов и нагрузок). Суммарная мощность гибридной установки 110 л.с. (с учетом сложения общих диапазонов работы и всех потерь).

Все Приусы имеют трансмиссию E-CVT, проще говоря – вариатор с электронным управлением. Она работает плавно, тихо и отлично вписывается в общую концепцию автомобиля.

Тойота Приус 2 имеет довольно богатое оснащение: 6 подушек безопасности, ESP и климат-контроль. Некоторые Европейские версии оснащались спутниковой навигацией. В 2007 году стали предлагать очень хорошую аудиосистему JBL.

Автомобили, побывавшие в аварии, лучше вообще не рассматривать. Так как при серьезных ДТП велик риск повреждения блока аккумуляторных батарей. Батарея не терпит «травм» корпуса блока. Кроме того, многие важные узлы расположены прямо за передним бампером. Даже после незначительных «толчков» в лоб, они могут перестать правильно функционировать. Не любит автомобиль и длительного простоя — батареи сильно разряжаются.

Городская реальность на гибридной Honda

Есть даже русское руководство и русские карты. Но спасет не сильно

Описывать плюсы и минусы Civic не имеет смысла. В меру удобная машина с низким клиренсом, хорошей подвеской. Относительно дешева — ровно настолько, чтобы хорошо продаваться в регионах. Достаточно надежная, чтобы не сравнивать с российским автопромом.

В целом, «цивик» предлагает все, за что любят японский автопром. У описываемой машины всего 3 ярко выраженных преимущества: левый руль (машина для Европы), топовая комплектация (касается всех гибридов Civic), минимальный износ.

Об остальном могут рассказать другие владельцы аналогичных машин. Но вот езда на гибридной «хонде» отличается и от бензиновых, и от электрических выходцев с островов.

Начнем с полезного. Расход в городе около 5-7 литров, зимой — 6-9 недешевого АИ-95. При этом чем более медленная, рваная езда, чем больше остановок — тем меньше расход.

Почти классический “цивик”, но особенности оставляют его только фанатам

Фактически, в пробке этот гибрид идет почти всегда на электротяге с нулевым расходом топлива. И всего за один пятикилометровый проспект в час пик успевает пополнить батарею (о ней чуть позже, для новой потребуется около 10 км).

Фирменная система «старт-стоп» гасит двигатель на светофоре почти моментально, и не запускает его при полной батарее в теплое время года до скорости 30-35 км/ч. До 60 км/ч машина идет в смешанном режиме с работой двигателей 50/50.

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Полный гибрид

Полноценный гибридный автомобиль способен работать на одном тяговом электромоторе при выключенном ДВС. Электрический двигатель заменяет сцепление, работает как генератор для заряда аккумуляторных батарей, в том числе в режиме рекуперативного торможения. В отличие от умеренного гибрида, здесь применяется электромотор мощностью 60 — 250 кВт.

Принцип полного гибрида реализован в Audi A1 и BMW X6 ActiveHybrid. В такие гибриды устанавливают мощные литий-ионные аккумуляторные батареи. Однако, при ёмкости в 12кВт/ч, накопитель электроэнергии сможет обеспечить пробег автомобиля не более 60 км. При низком уровне заряда ДВС подключается автоматически, но чтобы снизить потребление топлива и увеличить пробег электрического мотора, инженеры разработали Plung-In.

Гибриды плагины

Plung-In или гибрид-плагин по принципу работы схож с полным гибридом. Разница заключается в возможности подзарядки аккумулятора от внешней сети. Расстояние, которое может проехать машина на одной электрической тяге, характеризуется показателем PHEV.

Чтобы превратить гибридный двигатель в Plung-In, необходимо поставить дополнительное оборудование: зарядное устройство, дополнительный блок управления и блок батарей. Розетка для заряда располагается возле лючка для заправки топливного бака. Для подпитки батареи можно использовать домашнюю электросеть, учитывая рекомендации производителя.

Вид гибридной установки

В гибриде Toyota Prius V используется последовательно-параллельная схема гибридной установки. Устройство гибридного двигателя включает: ДВС, электромотор, планетарный редуктор, аккумуляторную батарею.

ДВС и электромотор работают как одновременно, так и по очереди. Крутящий момент на колёса может передаваться как от ДВС, так и от электромотора в разных соотношениях. Количество энергии распределяется при помощи планетарного редуктора, который соединяет оба мотора.

Гибридная установка

Батарея питает электродвигатель. Если её заряд недостаточен, то он автоматически восполняется при помощи рекуперативного торможения. Уровень заряда ВВБ напрямую влияет на общую динамику авто.

На бортовом компьютере есть функция отображения работы гибридной установки

Суммарная мощность гибридной силовой установки составляет 136 л.с.

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.

Технические характеристики Toyota Prius V

Выбирая кузов минивэн, разработчикам пришлось немного поменять технические характеристики, чтобы они смогли соответствовать обновлённому Prius V.На автомобиле установлен передний привод.

Основные технические данные представлены в таблице.

Вид сбоку

Бензиновый двигатель

ДВС представлен 4-цилиндровым мотором 2ZR-FXE с объёмом 1,8 литров и 16-ю клапанами. Максимальная мощность равняется 98 л.с. при 5200 об/мин. Крутящий момент составляет 142 Нм.

Двигатель оснастили системой газораспределения dual VVT-i. Установлен распределённый впрыск топлива.

Электродвигатель

В связке с бензиновым агрегатом работает электродвигатель, который размещается под капотом. Мощность составляет 60 кВт, а крутящий момент доходит до 207 Нм.

Улучшенные показатели мотора обеспечивают комфортную езду на электротяге. Увеличенная мощность позволила показать достойные результаты при разгоне.

Батарея и пробег на одном заряде

На Toyota Prius V установлен блок никель-металлогидридных батарей. Располагается под задним рядом сидений.

Общее напряжение составляет 201,6 Вольт. Ёмкость – 6,5 А*ч. ВВБ состоит из 28 маленьких батареек, напряжение каждой составляет 7,2 Вольт.

Батареи хватает максимум на 20 км. Скорость езды в режиме EV ограничена отметкой в 60 км/ч. В случае поломки, на замену потребуется 100 000 рублей.

Расход топлива на 100 км и динамика

Обновлённый Prius V разгоняется до 100 км за 11,3 секунды. Для семейного минивэна приемлемо. Максимальная скорость составляет 165 км/ч.

При езде по городу будет тратиться 5,9 литров топлива. По трассе показатель уменьшится до 5.3 литров. В смешанном цикле будет потребляться 5,6 литров бензина на 100 км.

Бортовой компьютер показывающий расход топлива

Для уменьшения расхода топлива можно воспользоваться следующими способами:

• использовать режим EV в местах, где необходима низкая скорость;
• своевременно тормозить, завидев препятствие;
• не забывать о подзарядке батареи;
• проверять давление в шинах.

Составные части двигателя

Чтобы разобраться в особенностях функционирования гибридного Приуса, необходимо изучить работу каждого отдельного элемента, входящего в основную систему.

Система Приуса включает такие компоненты:

1. бензиновый мотор;
2. инвертор;
3. электрический двигатель.

ДВС

Двигатель внутреннего сгорания, присутствующий под капотом Тойоты Приус, работает посредством цикла Аткинсона. Для его функционирования необходимо топливо, в качестве которого выступает бензин марок АИ-92, 95.

ДВС здесь имеет ряд особенностей:

1. пониженный уровень токсических выбросов;
2. экономичность расходования топлива;
3. высокий КПД.

Планетарная передача обладает всем необходимым функционалом для того чтобы передавать крутящий момент к колесным парам, обеспечивать функционирование мотора-генератора. Все это делает возможным поддержание выработки энергии электродвигателем, поддержания оптимального уровня зарядки аккумулятора, а также работы иных электрических приборов (к примеру, климатической установки).

Моторы генератора

Toyota Prius Hybrid имеет два функционирующих генератора:

1. Первый используется для того чтобы запустить работу двигателя с бензином, который является стартером. Он дает возможности для работы второго элемента. Кроме того, он вырабатывает необходимый ресурс электрической энергии, которая в последствие, передается аккумулятору.
2. Второй агрегат необходим для передачи вращательного момента колесам, что осуществляется посредством энергии, полученной из ВВБ.

Электромоторы Приуса работают посредством взаимодействия одного электромагнитного поля с другим. С этой целью в роторе расположены неодимовые магниты достаточного уровня мощности, а обмотка статора создана с применением медных проводников.

Работа оборудования происходит в двух режимах:

1. Генераторный режим обеспечивает выдачу переменного напряжения в трех фазах из статора. Это напряжение подлежит преобразованию в постоянное, для чего действует конвектор. Переработанная подобным образом энергия, поддерживает работу электрического оборудования, дает нужный заряд аккумуляторной батареи.
2. Двигательный режим: во время этой работы генератор получает питание в трех фазах, приходящее на обмотку стартера, что приводит к движению ротора. Вся эта работа осуществляется за счет взаимодействия магнитных полей, что приводит к выработке кинетической энергии.

Планетарный механизм КПП

Планетарный механизм отличается сложной конструкцией, которая необходима для обеспечения качественной работы всего оборудования гибрида Приус. Сам редуктор создан таким образом, чтобы бензиновая установка подключалась для запуска генератора, вращения колес. Последний режим можно использовать не ранее, чем будет достигнуто нужное количество оборотов – на уровне 2000 за минуту.

Распределение работы моторов в Приусе происходит следующим образом:

1. когда автомобиль движется с низкой скоростью, используется электрическая тяга;
2. чтобы набрать скорость, поддерживать ее на нужном уровне, требуется дополнительный источник энергии, который дает генератор, а работает он посредством двигателя внутреннего сгорания.

Привод колес и ДВС не имеют непосредственной связи между собой.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Разобравшись, как работает гибридный автомобиль, подведём итог в виде объективной оценки. Сведём плюсы и минусы гибридного двигателя в таблицу.

Похожие записи:

Сколько масла нужно заливать в коробку передач и где оно заливается Индекс нагрузки шин Alfa romeo stelvio 2020-2021 Kia sportage 4 Модели jeep / джип Самоклеящаяся пленка: как с ее помощью декорировать мебель и окна (29 фото)