Toyota prius 4wd как работает полный привод
Обновлено: 05.07.2024
Toyota Prius 2019 4WD: насколько весело быть полноприводной
Так что обозначает славная буковка «e» на шильдике Toyota Prius 4WD? Не что иное, как электрический. И этот самый электрический мотор находится на задней оси, он абсолютно независим от обычного мотора и способен выдавать 7 л.с. и 52 Нм момента. Кроме того, отсутствие магнита для работы электромотора способствует меньшему сопротивлению и позволяет Toyota Prius расходовать всего 4,5 литра на 100 км в городе, 4,9 литра на 100 км пути на шоссе и 4,7 литра в смешанном цикле. Электромотор помогает автомобилю при начальном движении — со старта и до 9 км/ч — после чего он отключается, переводя машину только на передний привод. Но если датчики передают, что в определенный момент времени необходимо подключение задней оси, то электромотор способен поддерживать максимальную эффективность вплоть до 70 км/ч.
Небольшой тест от компании Toyota прошел на специально построенной для этого трассе. Причем каждая из испытуемых полноприводных машин была укомплектована стандартным пакетом тяг поперечной устойчивости и настройками подвески. На импровизированной трассе присутствовали: 6% уклон, участок для разгона, 90% поворот и секция скоростных поворотов «змейка». В целом, на этой дороге переднеприводной версии делать абсолютно нечего, а вот Toyota Prius 4WD показала себя как нельзя лучше, полностью раскрыв свой потенциал. И даже небольшое проскальзывание колес можно было отнести к резине, а не приводу. Максимальная скорость на некоторых участках достигала порядка 50–60 км в час, при чем при любых поворотах водители чувствовали себя весьма уверенно, даже не усомнившись в работе системы полного привода.
После этого Toyota Prius 4WD была протестирована на улицах города, без особых нагрузок и резких маневров. Тут гибрид вел себя как обычная переднеприводная машина. Правда некоторое неудобство вызывало переключение передач, на которое постоянно приходится отвлекаться, дабы посмотреть на кнопки. Рядный 4-цилиндровый мотор объемом 1,8 литра отлично справлялся со своей задачей, издавая очень приятный рокот.
Toyota Prius 2019 оснащается гибридной системой Synergy Drive общей мощностью в 121 л.с. и 142 Нм крутящего момента. Что касается полноприводной версии, то представители компании сказали, что там она немного отличается. Интересный факт: в полноприводной версии литий-ионные аккумуляторные батареи заменены на никель-металлогидридные. При всех равных данных они более компактны, ставятся под заднее сиденье, не изменяя при этом вместимость багажного отсека.
Так же для Toyota Prius введена общая классификация комплектаций компании. Полный привод доступен только в LE и LXE модификациях. Это поможет избежать путаницы и грамотно определит ценовую политику модели. При первом взгляде вы сможете отличить новый модельный ряд — здесь был видоизменен дизайн передних и задних фар, а также противотуманок. Следом за этим были переработаны передний и задний бамперы. К тому же полноприводные версии получили бонусом два эксклюзивных цвета кузова: Electric Storm Blue и Supersonic Red.
Как бы не складывалась ситуация на рынке автомобилей, как бы не рос спрос на кроссоверы, как бы не наступали на пятки другие производители гибридных автомобилей — Toyota Prius остается самой востребованной и обязательно находит своего покупателя. Это подтверждают продажи в 4,3 миллиона единиц.
Полноприводный Prius AWD-e: 1 ДВС + 3 электродвигателя = 4 ведущих колеса
На канале я выпустил серию статей про устройство гибридной системы автомобилей Toyota Prius. У этого автомобиля есть пока еще "экзотичная" для всего мира комплектация с индексом ZVW55 , которая до 2019 года была доступна только для внутреннего японского рынка. Чем она примечательна ? Ответ из названии статьи очевиден - приводом на все колеса .
Предлагаю детально разобраться с самой свежей гибридной электрической полноприводной трансмиссией автомобиля Prius ZVW 55 и понять, как из 1-го ДВС и 3-х электродвигателей сделали привод всех 4-х колес.
История вопроса
На сегодняшний день выпускается уже рестайлинг IV поколения автомобиля, вся же его история начинается с создания Toyota Hybrid System (THS) в 1997 году: I поколение - 1997 год (NHW10), II - 2003 (NHW20), III - 2009 (ZVW30), IV - 2015 (ZVW50) .
Первых три поколения максимально близки по своей компоновке и по конструкции гибридной системы. IV поколение (ZVW 50) построили на абсолютно новой платформе Toyota New Global Architecture (TNGA) и это принесло модульность, новые компоновочные решения, лучшую энергоэффективность компонентов, обновленную гибридную систему и полный привод E-Four!
Как это устроено?
TNGA - платформа модульная, по-этому полноприводный автомобиль делали на основании переднеприводного , добавив в этот конструктор оригинальную заднюю часть.
Передняя часть
Передняя часть полноприводного гибрида Prius ZVW 55 E-Four ничем не отличается от переднеприводного донора ZVW 50.
В IV поколении электродвигатели разнесены на параллельные оси: на одной оси вращения остались ДВС, MG1 (мотор-генератор) и PSD (Power Split Device – распределитель мощности). Тяговый электромотор MG2 переместился в сторону. PSD распределяет потоки мощности между генератором MG1 и ДВС и передает часть на промежуточный вал . MG2 и PSD соединяются между собой через тот же промежуточный вал с зубчатыми колесами. Этот же промежуточный вал находится в зацеплении с главной передачей автомобиля .
Задняя часть
Задний модуль AWD-e полного привода очень компактен и не потребовал сильной переделки гибрида. У задней оси нет механической связи с передними колесами , что позволило сохранить панели пола и не делать большой тоннель.
Пострадало только запасное колесо, на месте которого теперь располагается инвертор питания электрического двигателя задней оси. Такое решение спорное, но не требует прокладки дополнительных кабелей в подкапотное пространство (как это сделано, например, у RAV4 Hybrid).
Электропривод задних колес
Остановимся подробнее на самом важном в полноприводном Prius - конструкции задней мотор-оси e-Four . И пусть Вас не смущает его маленькая мощность, ниже объясню зачем он такой нужен.
Индукторный электродвигатель очень компактен и имеет скромные характеристики 5,3кВт / 55Нм (для примера: MG2 в приводе передней оси - 53кВт / 163Нм). Но у него есть внушительный понижающий редуктор с передаточным числом 10,487 , который позволяет при старте автомобиля получить дополнительные 577Нм тяги на задней оси!
Задний электромотор e-Four всегда активен при трогании автомобиля и при движении до 10 км/ч . При скорости <69км/ч электромотор лишь помогает автомобилю корректировать траекторию (система стабилизации VSC) или при пробуксовках, отдавая накопленную в батарее энергию на привод задних колес. Как только скорость превышает 69 км/ч - e-Four перестает работать (в конструкции нет магнитов, двигатель не создает сопротивления). Как заверяет Toyota, к такому алгоритму пришли сознательно, это баланс между безопасностью и экономичностью .
Такой полный привод позволяет помочь автомобилю при движении по скользким покрытиям и по грунту, добавляет стабильности и безопасности при маневрировании на дороге, уменьшает вероятность сноса автомобиля, при этом в приоритете остается и топливная экономичность (расход всего +0,2л/100км по сравнению с моноприводным автомобилем).
Toyota Prius e-4WD — привод будет полный!
Toyota Prius e-4WD — привод будет полный.
Гибридный силовой агрегат изменится.
Photo: Holiday Auto
Prius оснастят модернизированным мотором с циклом Аткинсона объёмом 1800сс. Новый электродвигатель несколько меньшего размера, но повышенной эффективности. Инвертор тоже станет меньше и мощней. Так что суммарная мощность силовой установки возрастёт.
Эти параметры положительно повлияет на динамические характеристиках Prius e-4WD, особенно если учесть, что благодаря платформе C-класса стало возможно снизить массу Приуса примерно на 70 кг.
Проделано много работы по повышению эффективности расхода топлива. Новый Приус станет на 25 процентов экологичней и будет выбрасывать лишь 70 грамм CO2 на километр, расходуя на сотню 3,1 литра топлива.
Самая приятная для для очень похожих на наши регионов с долгими и снежными зимами :) Toyota будет устанавливать систему полного электрического привода e-4WD с электромотором. Работает эта система на невысоких скоростях до шестидесяти километров в час.
Приус будет с проверенными временем NiMH батареями. canadian pharmacy cialis Это тоже хорошая новость для холодных регионов. Никель-металл-гидридные батареи может быть и не так эффективны, как новые литий-ионные, но не так боятся морозов и несколько дешевле.
Как будет выглядеть новинка доподлинно неизвестно, но есть изображение предполагаемого дизайна нового поколения Toyota Prius, оно из японского журнала.
Toyota отходит от столь полюбившегося клиновидного профиля. Капот опустят примерно на 9 см, переднюю стойку отодвинут назад, а начало крыши перенесут вперед на пол-метра. Увеличится объем багажника, который станет вмещать 500 литров полезных мелочей, мусора, и запасных частей.
В то же время вместе с Toyota Prius e-4WD планируется плаг-ин версия Toyota Prius PHV, которая будет оснащена литий-ионными аккумуляторами. Силовые установки этих моделей практически одинаковы.
Toyota prius 4wd как работает полный привод
Краткий обзор основных схем реализации полного привода на автомобилях Toyota начнем с наиболее массового варианта - с поперечным расположением двигателя и автоматической трансмиссией.
| 1.1. Постоянный полный привод |
| 1.1.1. Схема STD I |
A241H - коробка передач с простым гидравлическим управлением и контроль блокировки в ней достаточно примитивен (подробное описание - "АКПП A241H"), тогда как в более совершенной A540H реализовано полноценное электронное управление с обратной связью (подробное описание - "АКПП A540H").
Максимальный коэффициент блокировки реализуется системой управления в диапазонах "L" и "R".
Номинальным для повседневной езды является именно автоматический режим, его отключение предусматривается только при буксировке машины или использовании запасного колеса-докатки (выдержка из инструкции).
В данной схеме часто использовался опциональный задний самоблокирующийся дифференциал типа Torsen.
Эмуляция блокировок осуществляется при помощи системы стабилизации (VSC) - буксующее колесо принудительно подтормаживается, тем самым момент на другом колесе той же оси увеличивается. Аналогичным образом момент перераспределяется между передней и задней осями.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| Harrier MCU35 | 2003-2006 | 4AT U140F' |
| Highlander 20 | 2003-2007 | 4AT U140F' |
| Highlander 40 | 2007-2014 | 5AT U151F |
| Sienna 20 | 2003-2010 | 5AT U151F |
| Lexus RX MCU35 | 2003-2006 | 4AT U140F'+MF2A |
| 1.2. Подключаемый полный привод |
| 1.2.1.1. Схема Flex |
| |
Муфта RBC соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| bB 30 | 2000-2005 | 4AT U340F |
| Funcargo | 1999-2005 | 4AT U340F |
| Ist 60 | 2002-2007 | 4AT U340F |
| Platz | 1999-2005 | 4AT U340F |
| Porte 10 | 2004-2012 | 4AT U340F |
| Raum 10 | 1997-2003 | 4AT A244F+CF1A |
| Raum 20 | 2003-2011 | 4AT U340F |
| Starlet 80 | 1989-1996 | 4AT A244F+CF1A |
| Starlet 90 | 1996-1999 | 4AT A244F+CF1A |
| Tercel / Corsa / Corolla II 40 | 1990-1994 | 4AT A244F+CF1A |
| Tercel / Corsa / Corolla II 50 | 1994-1999 | 4AT A244F+CF1A |
| Vitz 10 | 1999-2005 | 4AT U340F+MF1A |
| Will Cypha | 2002-2005 | 4AT U340F |
| 1.2.1.2. Схема V-Flex I |
Вискомуфта соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| Probox / Succeed 50 | 2002-2014 | 4AT U340F |
| Probox / Succeed 160 | 2014-.. | CVT K310F |
| 1.2.2. Схема V-Flex II |
Вискомуфта, заполненная силиконовой жидкостью, соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора, срабатывает при существенной пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
| 1.2.3. Схема ATC (DTC) |
Муфта соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора. В большинстве случаев машина остается переднеприводной, однако при необходимости система управления автоматически поддерживает запрограммированное значение момента, передаваемого на задние колеса.
Изначальное наименование - "Active Torque Control", после 2012-го на некоторых моделях система получает обозначение "Dynamic Torque Control".
Существует несколько вариантов реализации управления со стороны водителя:
 |
• С кнопкой "LOCK" (паркетники) - режимы "AUTO 4WD" и "LOCK". Обычным является режим автоматического управления подключением полного привода, нажатие кнопки заставляет блок поддерживать максимально возможную степень блокировки электромеханической муфты.
| 1.2.4. Схема DTV |
В большинстве случаев машина остается переднеприводной, при необходимости система управления автоматически регулирует значение момента, передаваемого на каждое из задних колес. Кроме того, предусмотрено размыкание силовой передачи в раздаточной коробке и заднем редукторе, чтобы в режиме 2WD карданный вал и шестерни не вращались впустую.
Официальное наименование - "Dynamic Torque Vectoring AWD", схема представлена в 2018 году.
Подробное описание и неисправности - "Полный привод Toyota. DTV AWD"
| 1.3. Электрический полный привод |
| 1.3.1. Схема E-4WD (E-Four) |
Постоянный передний привод, без механической связи между осями, подключаемый привод задних колес отдельным электродвигателем.
Применяются два типа задних силовых модулей с электродвигателем и редуктором - классический трехвальный (в нескольких вариантах мощности и крутящего момента) и компактный двухвальный с маломощным электромотором (HV4WD).
| Развитие, эффективность, надежность |
Отсчет времени для тойотовского 4WD на исходно-переднеприводных машинах можно вести с 1988 года.
Схема STD I, появившаяся в самые "тучные годы" японского автомобилестроения, так и осталась наиболее совершенной, надежной и эффективной среди всех вариаций полного привода легковых тойот. Этот "Full-Time 4WD" действительно был постоянным, полным и, что немаловажно, строился на базе беспроблемных и выносливых автоматических коробок. Единственный принципиальный недостаток (по современным меркам) - это отсутствие каких-либо межколесных блокировок, что делает машины чувствительными к условному диагональному вывешиванию. К сожалению, выпуск последних моделей с STD I завершился еще в 2002 году.
Для моделей самого младшего B-класса тойотовцы ограничились подключаемым полным приводом по схеме V-Flex I и придерживались этой концепции с конца 1980-х вплоть до 2010-х. В настоящее время схема применяется на единственной, утилитарной модели Toyota.
Затяжной кризис 1990-х сделал новым трендом тотальную экономию - на материалах, на полезных опциях, и, конечно же, на совершенстве конструкций. Для тойотовского 4WD перелом наступил после 1997-го - с запуском и массовым внедрением схемы V-Flex II одна из самых продвинутых систем менялась на самую примитивную. Ее врожденные недостатки общеизвестны:
- запаздывающее "срабатывание" вискомуфты,
- ограниченная степень блокировки,
- потенциальная опасность при активной езде,
- низкая долговечность самой муфты.
Разумеется, даже такой сомнительный 4WD оставался предпочтительнее монопривода, но проблема в том, что опытным тойотовладельцам было с чем его сравнивать. После 2015-го на собственных тойотовских разработках V-Flex II больше не применяется, оставаясь атрибутом только ребейджинговых моделей Daihatsu.
Для только набиравшего в то время обороты класса паркетников/кроссоверов тойотовцы сохранили постоянный полный привод в максимально упрощенном варианте (STD II), который фактически позаимствовали у прежних моделей с механическими коробками (разве что поместив в межосевой дифференциал пять сателлитов вместо четырех). Ожидаемо низкая эффективность вязкостных муфт по сравнению с гидромеханическими отразилась на эксплуатационных характеристиках и в этом случае.
К середине 2000-х развитие технологий позволило полностью отказаться от вискомуфт, оставив все три дифференциала свободными (VSC+) - теперь блокировки эмулировались с помощью тормозной системы. Такое решение оставалось в производстве не слишком долго и уже спустя поколение все паркетники получили полный привод типа ATC.
Вообще, с активным внедрением систем стабилизации (у японских марок - со второй половины 2000-х) и появлением эмуляции блокировок межколесных дифференциалов с помощью тормозов, в мире начался новый этап развития полного привода. У некоторых производителей связка подключаемого 4WD и ESP дает лучший эффект, чем даже некоторые варианты классического постоянного полного привода с излишне "мягкой" блокировкой центра или ее эмуляцией. Но не в случае Toyota - сравнивая реальное поведение современных паркетников разных марок нужно признать - тойотовские настройки подключаемого полного привода и эмуляции межколесных блокировок являются крайне неудачными. Некоторые качественные улучшения здесь наметились только с выходом новых моделей в самом конце 2010-х.
Не лучшим образом отразился на возможностях полного привода отказ от автоматов в пользу вариаторов, постепенно идущий с середины 2000-х (моноприводные версии получали их еще раньше). Если для легких машин младших классов это не так принципиально, то для минивэнов и, тем более, кроссоверов именно вариатор становится наиболее узким, уязвимым и дорогим местом в цепи передачи мощности от двигателя к колесам.
Еще один тип условно полного привода, известный еще с 2001-го, сформировали многочисленные гибридные модели (E-4WD). При внешней заманчивости идеи, красивых цифрах и графиках крутящего момента заднего электромотора, в реальности тяговые возможности не оправдали ожиданий - по эффективности E-4WD не дотягивает даже до ATC аналогичных не-гибридных моделей.
Полный привод для "бюджетника"? Изучаем опыт Японии, где на заднюю ось ставят небольшой электромотор
Полный привод в наших краях в заснеженную пору - весьма полезная опция. Но стоимость полноприводного автомобиля изначально высока, он дороже в обслуживании, к тому же не забываем про увеличенный расход топлива. Не все машины имеет смысл оборудовать приводом на все колеса, особенно "бюджетники". Хотя… А если в "бюджетник" поставить бюджетный полный привод?
Очень многие автомобили B-класса российского происхождения изначально имеют неплохие внедорожные способности: небольшой вес, "бронебойные" подвески и высокий клиренс. А если сюда еще добавить полный привод? Хотя бы номинальный! Попробуем пофантазировать на эту тему.
Как-то на презентации Datsun on-Do инженер компании в частной беседе сказал: "В Японии на задние колеса малолитражек ставят небольшой электромоторчик. Это самый дешевый и простой вариант установки полного привода. Мы думаем над этим вопросом, поскольку изначально наши машины имеют неплохую проходимость. Заставить задние колеса помогать передним - и бездорожье Datsun будет преодолевать еще лучше. Решение в виде небольшого электромоторчика сзади имеет перспективу".
Разговор произошел пару лет назад, но на машинах компании Datsun полный привод пока не появился. Представители АвтоВАЗа в прессе тоже периодически анонсируют появление полного привода на базе разработок Renault-Nissan. Какой он будет ,механический или электрический, пока не ясно. Поговорим об электрическом.
Система электрического полного привода называется AWD-e или e-4WD, она хорошо известна в Японии. На задней оси стоит сравнительно небольшой вспомогательный электромотор, который вращает в случае необходимости задние колеса. В основном система предназначена для того, чтобы помочь тронуться с 0 до 10 км/ч на скользкой поверхности. При этом в некоторых случаях AWD-e может работать и до 70 км/ч. Большую часть пути машина остается переднеприводной.
История системы полного привода с электромоторчиком сзади началась в 2000-х годах. В Японии в заснеженных горных регионах дороги не посыпают тоннами соли, поэтому хотя бы номинальный полный привод был бы весьма кстати. Компании Nissan и Mazda искали простое и недорогое решение для реализации полного привода в своих компактных моделях. Упор делался не на возможность езды с помощью электромотора или увеличение мощности автомобиля, а на компактность системы и сам факт - задние колеса могут вращаться и двигать автомобиль вперед. Порой даже малейшая помощь задних колес может оказаться кстати на зимних обледенелых и заснеженных дорогах - вот для чего была сделана эта система.
Решение нашлось в виде привода задних колес с помощью маломощного электромотора от 7 до 12 л.с. Система получила применение в компактных автомобилях Mazda Demio и Mazda2, Nissan Micra, Cube, Tiida и Note.
В данной схеме отсутствует аккумулятор, питание электромотора осуществляется напрямую от генератора ДВС - отсюда малая мощность и невозможность езды только на электротяге. С другой стороны, электромотор настолько мал, что помещается в нише около задней подвески: система не уменьшает багажник и не требует глобальных переделок днища и элементов ходовой части. В системе предусмотрено сцепление, которое размыкает привод от электромотора к колесам. При обычной езде это переднеприводный автомобиль, но как только передние колеса начинают проскальзывать, подключается задняя ось. Подключить привод можно и отдельной кнопкой. То есть в основном задний электромотор отключен и не требует энергии на вращение и дополнительного расхода топлива на питание. Вес автомобиля увеличивается максимум на 80 кг.
Привод задних колес реализован в едином корпусе. Электрический кабель от генератора к приводу проходит через салон автомобиля с целью снижения риска нарушения изоляции. Кнопка включения полного привода расположена на приборной панели. Для питания электропривода используется отдельный генератор увеличенной мощности, то есть у "полноприводных" версий два генератора.
На форумах по e-4WD мнения владельцев машин разнятся. Кто-то из считает, что привод работает посредственно, кто-то, наоборот, полностью доволен системой. Единого мнения нет. Зато есть очень много постов с обсуждением того, как отремонтировать сломавшийся e-4WD. Судя по всему, в российских условиях электрика нередко дает сбой.
И сегодня эта система используется на ряде моделей. Например, Toyota недавно анонсировала старт продаж в США Prius с системой AWD-e. Компания называет его одним из самых экономичных полноприводных автомобилей на рынке. Предварительные данные по расходу в комбинированном американском цикле EPA - 4,7 л/100 км. Спереди тут все как у обычного Prius: мотор 1.8, два электродвигателя и соединяющая их между собой бесступенчатая трансмиссия. Задний электродвигатель развивает всего семь с небольшим "лошадок". Компания уточняет, что он активируется с нуля до 10 км/ч, чтобы помочь автомобилю стартовать на скользкой или заснеженной поверхности. Помимо того, бортовая электроника может подключать его на скоростях до 70 км/ч, если в том возникает необходимость.
Интересный факт: если Prius с передним приводом в США используют литиево-ионную тяговую батарею, то модификации с полным приводом AWD-e — никель-металлогидридную. Казалось бы, это шаг назад в технологиях, однако никелевый блок лучше переносит холод и обеспечивает хорошую производительность при низких температурах. А ведь гибрид с полным приводом, очевидно, будет особенно востребован в северной части континента, где бывают морозы.
Появится ли электрический полный привод на кроссоверных версиях российских "бюджетников", большой вопрос. Если и внедрять подобную систему, то необходимо приспосабливать ее к российским (и белорусским) условиям: перенастроить под глубокий снег и грязь (владельцы жалуются на плохую работу системы при старте в таких условиях), защитить вспомогательный генератор в моторном отсеке от воздействия дорожных реагентов зимой и так далее.
Понятно, что e-4WD далеко не так эффективен, как механический полный привод. Основное преимущество системы - она не требует глобальной переделки автомобиля и дешева в производстве. А значит, ее реализация на российских автомобилях (а может быть, и на белорусско-китайских, если совсем размечаться) вполне осуществима.
Конструктивные особенности и отличия планетарной коробки передач Toyota Prius
Японский седан Toyota Prius стал первым массовым гибридным автомобилем, который движется как за счет работы бензинового двигателя, так и за счет электрического мотора. За оригинальность и новшество получил множество разных престижных наград. Большая часть из них, конечно же, касается веского вклада в экологичность и сохранение окружающей среды. Основным двигателем автомобиля считается бензиновый силовой агрегат, работающий за счет сгорания топливно-воздушной смеси. Мотор работает по циклу Аткинсона.
Его основные достоинства – невысокий уровень расхода, высокий КПД и крайне низкий уровень токсичности выхлопных газов. Силовой агрегат способен не только передавать усилие на колеса транспортного средства, но и крутить мотор-генератор, так будет вырабатываться необходимое электричество. Вырабатываемое электричество аккумулируется в батареях и расходуется электроприборами. Но больший интерес все-таки представляет планетарная коробка передач, отличающаяся некоторыми особенностями.
Особенность работы привода
Бензиновый движок может лишь частично помогать колесам вращаться на оптимальных оборотах и на определенном скоростном режиме. Особенность работы мотора по циклу Аткинсона состоит в том, что он практически не отдает момент на низких оборотах. Он работает оптимально во время движения по трассе, когда двигатель раскручивается до 2000 оборотов и выше. Таким образом, наиболее важное предназначение ДВС – крутить генератор, который в свою очередь вырабатывает электроэнергию.
Если машина движется по пробкам и с небольшой скоростью, усилие на колеса поступает от основного электромотора. То есть, имеем дело с последовательно-параллельной гибридной системой THS, включающей преимущества от двух одноименных системы. Самое главное, что переход из последовательного в параллельный режим при выезде из города на трассу водителем остается незамеченным.
Планетарный механизм: конструкция
В трансмиссии гибрида отсутствуют органы управления, включая муфты, синхронизаторы, гидравлику и фрикционы. Это своеобразный «электрический вариатор», в котором скорость вращения изменяется не за счет клиновидного ремня, а путем суммирования мощности ДВС и двух электромоторов через планетарный редуктор.
Планетарный шестеренчатый механизм состоит из следующих частей:
- круговая шестерня – внешнее основное кольцо;
- центральная шестерня – она же солнечная шестерня, расположенная в центре механизма;
- планетарная шестерня – находится на планетарной оси, вращающейся вокруг центральной (солнечной) шестерни, по такому же принципу вращаются и планетарные шестерни.
Электродвигатель, работающий в качестве генератора (он же мотор-генератор номер один), также может работать в качестве стартера, напрямую соединен с солнечной шестерней. Второй электродвигатель (мотор-генератор номер два) напрямую соединен с основным кольцом, соответственно и с колесами. ДВС подключен к планетарной оси с шестернями. Получаем, что редуктор связывают между собой три компонента (ДВС и мотор-генераторы), отсюда он получил еще одно название – устройство распределения мощности или Power Split Device. Специалисты обычно говорят, что Toyota Prius получил бесступенчато-регулируемую трансмиссию. Коробка передач работает точно так же, как и обычная КПП, за тем исключением, что передаточное отношение может меняться беспрерывно и плавно.
Отличия трансмиссии гибрида от других коробок передач
Дифференциал, оси, колеса гибрида – вполне обычные. Дифференциал традиционно позволяет вращаться с одинаковой скоростью внутренним и внешним колесам во время вхождения транспортного средства в поворот. За счет осей крутящий момент передается от дифференциала до ступицы колеса. Предусмотрено специальное сочленение, позволяющее колесам двигаться вслед за подвеской – вверх или вниз.
Чего нет в трансмиссии Toyota Prius, что есть практически в каждом другом автомобиле?
- Отсутствует ступенчатая коробка передач.
- Нет сцепления или гидротрансформатора. Колеса автомобиля всегда жестко соединены с ДВС и электромоторами.
- Отсутствует стартер. Бензиновый двигатель заводится посредством мотор-генератора один (MG1) через специальные шестерни устройства распределения мощности.
Конструктивно гибрид получился не сложней обычного автомобиля с бензиновым мотором. Основную загадку для большинства автолюбителей представляют разве что мотор-генераторы и PSD – устройство распределения мощности. Но, как показала практика, они более надежны и выносливы, чем некоторые составные части трансмиссии, которые были убраны. Также автомобиль лишился некоторых узлов, к примеру, обычного генератора переменного тока, обязанности которого взяли на себя электромоторы, вырабатывающие ток в случае необходимости.
Обслуживание коробки передач
Многих автовладельцев интересует вопрос обслуживания трансмиссии гибрида. В Toyota Prius также необходимо менять трансмиссионное масло. Для замены смазочного материала в 20-м кузове нужно просто открутить сливную пробку, дождаться, когда отработанная техническая жидкость вытечет, после чего залить свежее масло. Ничего необычного и сложного. Гораздо сложней менять масло самостоятельно в авто 10 и 11-го кузова. Основная проблема – необычная конструкция поддона. То есть, открутив сливную пробку, можно слить только часть старого масла.
Примерно 300 мл отработанного самого грязного материала (продукты износа, остатки герметика) остаются в поддоне. Правильная смена трансмиссионной жидкости в таком случае должна начинаться со снятия поддона и слития оттуда материала с последующей промывкой. С одной стороны – лишняя дополнительная работа, с другой стороны – возможность выполнить диагностику и оценить состояние коробки передач. Чего не хотел бы увидеть ни один автомобилист – бронзовую стружку на дне поддона. Это верный сигнал, что трансмиссии автомобиля осталось работать недолго и грядет скорый ремонт.
Заключение
Гибрид Toyota Prius – своеобразный и интересный автомобиль, отличающийся экономичностью и мизерным расходом топлива. Он отлично подойдет тем, кто большую часть времени проводит в городе, эксплуатируя автомобиль в умеренном скоростном режиме. Также машина оправдывает себя при движении по загородным дорогам со средней скоростью (не выше 120 км/ч). Для постоянной езды по автомагистралям на высокой скорости Тойота Приус не совсем подходит и в плане экономичности может проигрывать даже авто с дизельным силовым агрегатом.
Toyota Prius 50 кузов, 4 поколение: характеристики, фото
Toyota Prius 50 кузов 4 поколение с его причудливыми, вытянутыми фарами, линзованной оптикой и оригинальным задним свесом легко узнаваем в городском потоке. Впервые представленный в 2015 г, в феврале 2017 г. поставлен в серийное производство. В ноябре 2018 г. подвержен рестайлингу, выпускается и по сей день.
Экстерьер Toyota Prius 50 кузов, 4 поколение
Агрессивная внешность лицевой части автомобиля делает его похожим на присевшего и приготовившегося к прыжку гепарда.
Хищная оптика, вертикальные, выполненные в виде вертикально расположенных треугольников противотуманки и сползающие вниз поворотники – всё это делает внешность автомобиля запоминающейся.
Боковое остекление выполнено в виде треугольника, вершина которого приходится на центр передней двери, после чего начинается плавный спуск до крайней точки двери багажника, присущее классическим лифтбекам.
Оригинальной может показаться задняя часть. Днище багажника выполнено в виде среза, позволяющего не беспокоиться за целостность бампера при парковке над высокими бордюрами.
Интересно! Хотя Тойота Приус даже в минимальной комплектации идёт с легкосплавными дисками, они закрыты пластиковыми колпаками. Это увеличивает аэродинамические характеристики автомобиля.
Интерьер Toyota Prius 50 кузов, 4 поколение
Футуристический интерьер четвёртого поколения Приуса разработан с целью создания максимального удобства.
Огромный многофункциональный экран смещён в центр, ближе к ветровому стеклу, дисплей медиасистемы установлен на своём месте, но может отличаться размерами (6, 7 или 9 дюймов), в зависимости от комплектации модели.
Проекция основной информации выводится на ветровое стекло, что позволяет водителю не отвлекаться от дороги во время движения.
Улучшение обзора произошло за счёт увеличившегося остекления и более низкой линии капота. Переключение скоростей осуществляется многопозиционным переключателем, работающим по принципу компьютерного джойстика.
Отдельного внимания требует максимально укомплектованная система безопасности. Уже в стандартной версии Тойота Приус в 50-ом кузове имеет 7 подушек безопасности.
Заметка! Удобство посадки, свободное место над головой и в ногах нареканий не вызывает. В совокупности со светлой обивкой салона, ещё дольше увеличивающей пространство выглядит всё очень эффектно.
Устройство и принцип работы гибридной установки
- ДВС.
- Электромотор, который может выполнять функции генератора.
- Электрогенератор.
- Планетарная передача.
- АКБ.
- Инвертор.
- Распределитель энергии, преобразующий планетарную передачу в подобие вариатора.
Работа автомобиля построена на последовательно-параллельном принципе работы гибридной установки. Основную роль выполняет бензиновый двигатель. На небольшой промежуток времени автомобиль становится электромобилем с остановленным ДВС.
1. В результате вращения редуктора крутящий момент передаётся на колёса, тем самым оказывается влияние на запуск и разгон автомобиля.
2. При спокойном движении функционирует ДВС. При обгоне или ином ускорении электромотор помогает бензиновому.
3. При торможении и движении задним ходом ДВС отключается, активируется электрический.
Справка! За счёт совокупного использования двух двигателей, КПД машины достигает максимальных значений. Управление движением происходит, в обход сложных агрегатных механизмов. В роли стартера выступает генератор.
Что такое 4WD на машине и что необходимо знать о полном приводе
Автомобили бывают разные. Одни были созданы исключительно для движения по дорогам с твердыми покрытием. Другие – для преодоления более сложных ландшафтов. Не случайно, в инструкции по эксплуатации обычных легковых автомобилей указан их класс – дорожный. С автомобилями, имеющими полный привод все гораздо сложнее.
Для обозначения привода, была принято обозначение колесной формулы следующим образом. Например, колесная формула 4Х4 обозначает количество ведущих колес к их общему количеству. Ведущими называют колеса, на которые подается крутящий момент от двигателя. Также полноприводные машины обозначают 4WD, что буквально означает привод на четыре колеса.
Разумеется, трансмиссия 4WD машины конструктивно куда более сложная, чем автомобиля, имеющего передний или задний привод. Казалось бы, сделать внедорожный автомобиль 4WD довольно просто. Но, это не так.
Чтобы распределить крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам, необходим еще один агрегат – раздаточная коробка. С ее помощью крутящий момент распределяется на все ведущие оси. Распределение крутящего момента – ключевая функция полноприводной трансмиссии. Вместе с тем, все автомобили с полным приводом 4WD, конструктивно отличаются друг от друга. наиболее часто встречаются автомобили как с постоянным полным приводом (Full time), так и с подключаемым (Part time). Поговорим о них более подробно.
Жесткий подключаемый полный привод (Part time) 4WD.
Самое простое решение для автомобиля 4WD – прямое подключение всех ведущих мостов. Такой тип трансмиссии сравнительно прост и надежен. Крутящий момент, поступает через коробку передач к раздаточной коробке, а от нее через шарнирные приводы к дифференциалам мостов. Усилие от двигателя непосредственно распределяется на передний и задний мост практически в равном количестве.
В результате, величина крутящего момента как на задних, так и на передних колесах становится практически равной. Такое распределение момента существенно повышает проходимость. Автомобиль может преодолевать существенное бездорожье.
Для увеличения крутящего момента дополнительно в трансмиссию 4WD вводится еще одна понижающая передача, называемая демультипликатором. При включении понижающей передачи, автомобиль существенно теряет в скорости, зато увеличивается тяга на колесах, что еще больше повышает проходимость. Для движения по рыхлому снегу, а также по вязким почвам рекомендуется включение понижающей передачи.
Такая конструкция лежит в основе всех классических 4WD внедорожников – тяжелых автомобилей, имеющих жесткую рамную основу и зависимую, часто, рессорную подвеску с неразрезными балками мостов. Конструкция классического 4WD внедорожника является фактически повторением конструкции автомобилей с американской маркировкой «general purpose», что в буквальном переводе означало: «автомобиль общего назначения». Позднее, это словосочетание трансформировалось в ставший нам привычным «джип» (Jeep).
Повышенной проходимости способствует не только полный 4WD привод на все колеса с дополнительной понижающей передачей. Успешному преодолению бездорожья во многом способствует удачное распределение веса автомобиля по осям, а также жесткая рама и конечно же, высокая и мощная подвеска, в которой вертикальное перемещение обоих колес жестко связано между собой.
Все это способствует хорошим внедорожным качествам. Если в автомобиле используются межколесные самоблокирующиеся дифференциалы, его проходимость повышается еще больше. Большинство «классических» внедорожников представляют собой автомобили с мощными двигателями, высокой посадкой и внушительными габаритными размерами. Такие автомобили способны преодолеть серьезное бездорожье, снежные заносы и даже переехать неглубокие водоемы без сильного течения.
Наряду с известными преимуществами, классические внедорожники 4WD имеют и ряд существенных недостатков. Главным из них является, как ни странно, жесткий полный привод. Все дело в том, что крутящий момент распределяется в равной степени между осями автомобиля. При некоторых условиях угловые скорости передних и задних колес не всегда бывают одинаковыми
. И если при движении по рыхлому грунту это компенсируется пробуксовкой колес, то при движении по твердому и ровному дорожному покрытию в трансмиссии будут возникать опасные перегрузки. Например, при прохождении поворотов, из-за разности давления в шинах или неравных угловых скоростях карданных шарниров, в трансмиссии внедорожника возникают крутильные колебания, в результате которых механизмы легко выходят из строя.
Чтобы этого не произошло, один из ведущих мостов, чаще передний, имеет возможность отключения от трансмиссии 4WD. Если вы двигались по бездорожью и решили выехать на дорогу с асфальтовым покрытием, прежде чем двигаться по дороге, вы должны отключить одну из ведущих осей. Многие отечественные и зарубежные модели 4WD внедорожников для уменьшения механических потерь оснащаются специальными муфтами, при помощи которых передние колеса подключаются к трансмиссии.
Некоторые модели имеют вакуумный или электромагнитный привод колесных муфт. Исходя из этого, такой тип автомобилей называют «part time 4WD». Повышенный расход топлива – еще один существенный недостаток внедорожников. Тяжелая рамная конструкция, чугунные балки мостов, большие механические потери обуславливают повышенный топливный аппетит таких автомобилей.
Достоинства 4WD:
- повышенная проходимость,
- простота и надежность конструкции,
- жесткая конструкция.
Недостатки 4WD:
- высокий расход топлива,
- повышенные потери мощности,
- необходимость отключения одной из ведущих осей,
- высокий центр тяжести (склонность к опрокидыванию).
Постоянный полный привод (Full time) 4WD.
Со временем прогрессивная конструкция внедорожников стала уступать место более легким моделям 4WD автомобилей, которые обладали не менее выдающимися внедорожными качествами. Со временем отпала необходимость в жесткой раме. А колесная подвеска стала полностью независимой. Претерпела изменение и конструкция трансмиссии. Для того, чтобы подключить полный привод 4WD, необходимо было полностью остановить автомобиль, затем подключить колесные муфты, а уж после переводить рычаг включения моста.
Конструкция постоянного полного привода 4WD полностью исключает все эти операции, поскольку крутящий момент передается на обе оси. Это стало возможным, благодаря введению в трансмиссию еще одного элемента – межосевого дифференциала. Межосевой дифференциал напоминает конструкцию колесного дифференциала планетарного типа.
Устройство способно распределять крутящий момент между осями по принципу наименьшего сопротивления. Если передняя ось автомобиля испытывает большее сопротивление движению, крутящий момент автоматически перебрасывается к задней оси. Такая компоновка трансмиссии позволила полностью отказаться от необходимости отключения одной из ведущих осей.
В зависимости от марки и модели автомобиля, механизм блокировки дифференциала (diff-lock) может иметь рычажный, вакуумный или электромагнитный привод. Благодаря подобной компоновке полноприводной 4WD трансмиссии, появилась возможность ее установки на более легкие автомобили, имеющие несущий кузов и как продольное, так и поперечное расположение силового агрегата. Автомобили с продольным расположением двигателя имеют компоновку трансмиссии, во многом схожую с «классическими» внедорожниками.
Более интересна конструкция с поперечной компоновкой мотора. Обычно, коробка передач, раздаточная коробка и межколесный дифференциал передней оси собраны в один агрегат. Привод на заднюю ось выполнен в виде углового редуктора, внутри которого и расположены элементы межосевого дифференциала. Такая конструкция 4WD хотя и утяжеляет массу автомобиля, но более компактна по сравнению с аналогичными типами трансмиссии.
В результате, автомобиль 4WD способен одинаково хорошо передвигаться практически на любом покрытии. Конструкция full time 4WD легла в основу многих моделей гибридных внедорожников, называемых кроссоверами. В отличие от «классики», многие модели кроссоверов имеют несущую конструкцию кузова и полностью независимую пружинную подвеску. При этом они способны передвигаться как в плотном городском потоке, так и на легком бездорожье. Главное условие движения с заблокированным дифференциалом (diff-lock on) не рекомендуется разгоняться выше 60 км/ч и двигаться не более 2-х часов.
Вместе с тем, жесткая блокировка дифференциала сегодня стала такой же архаичной, как и зависимая подвеска. Наряду с межосевым дифференциалом или вместо него, часто применяется вязкостная муфта (вискомуфта). Принцип ее работы во многом схож с гидротрансформатором в АКПП. Между дисками, жестко соединенными с трансмиссией, находится специальная жидкость.
При незначительном различии угловой скорости передней и задней осей жидкость допускает проскальзывание дисков друг относительно друга. при пробуксовке одной из осей, жидкость разогревается, в результате чего ее плотность резко повышается. В результате, крутящий момент передается через жидкость к неподвижной оси. Вискомуфта позволяет блокировать межосевой дифференциал автоматически в нужный момент. Недостатком ее является склонность к перегреву. Поэтому, преодолевать тяжелое бездорожье в течение длительного времени на 4WD автомобилях с вязкостной муфтой не рекомендуется.
Современные 4WD автомобили оснащаются более совершенными устройствами блокировки. В них вязкостная муфта заменена многодисковой фрикционной муфтой, работающей по принципу сцепления. Управляется муфта электроникой. Электронное устройство отслеживает угловые скорости колес и распределяет крутящий момент на неподвижные. В отличие от жесткой блокировки, такой механизм позволяет распределить крутящий момент более дозировано. Благодаря электронному управлению, 4WD автомобили стали еще более проходимыми и устойчивыми даже на скользком дорожном покрытии.
Читайте также: