Toyota Prius to pierwszy
na świecie samochód hybrydowy produkowany na
masową skalę. Napęd stanowi zespół spalinowo
elektryczny sterowany cyfrowo. Toyota
wyprzedziła tu o 10 lat niemal wszystkie
koncerny i trzeba było aż kryzysu naftowego, aby
konkurencyjne koncerny zaprezentowały swoje
pojazdy tego typu wychodząc tym naprzeciw
potrzebom rynku, które wzrosły pod tym względem
jak nigdy. Pierwsza wersja samochodu z 1,5
litrowym silnikiem spalinowym i 30kW-atowym
silnikiem elektrycznym pojawiła się w Japonii w
1997 roku. Prius był zawsze niezwykle udaną
konstrukcją, ale prawdziwy napęd w sprzedaży
odnotowano dopiero po roku 2001 gdy cena ropy
zaczęła niebezpiecznie galopować w górę. Na
dzień dzisiejszy (rok 2008) zapotrzebowanie
rynkowe jest znacznie wyższe niż produkcja tego
samochodu, w USA na Priusa w salonie trzeba
czekać ok pół roku. Pojazd powstał głównie, aby
zmniejszyć emisję CO2 do atmosfery, dla
przykładu typowy samochód o masie 1300kg z
automatyczna skrzynią biegów wydala 200 nawet do
300 gram CO2 na 1 km trasy, Prius tylko ok 100
gram. Spalanie też jest sporo niższe np dla
modelu NWH11 4,2 do 6,4 litra / 100km dla
silnika 1,5 l. Prius ma bardzo ciekawy układ
wspomagania silnika spalinowego, można by rzec,
że tylko Japończycy mogli coś takiego wymyśleć,
układ wyjątkowo sprawny i prosty w budowie.

Zasada przekazywania
napędów w Priusie. Aby lepiej to zrozumieć
proszę wejść na

http://eahart.com/prius/psd/ i zejść na dół
strony, tam jest pokazana przekładnia planetarna
i obok są interaktywne suwaki (proszę nie
zamykać strony w dalszej części tekstu omówię o
co chodzi). Dodatkowo proszę się przyjrzeć
obrazkom niżej. Prius ma skrzynie biegów typu
ECVT, czyli przekładnia elektromechaniczna o
płynnej zmianie przełożenia. Składa się ona z 2
silniko-generatorów 3-fazowych i przekładni
planetarnej. Silnik spalinowy w Priusie jest
sprzężony z kołami za pomocą tylko tej stałej
przekładni planetarnej (dyferencjał narzazie
pomijam). Regulacją momentu obrotowego idącego
na koła np potrzebnego do ruszenia auta zajmuje
się silnik elektryczny, który wspomaga wał
napędowy silnika spalinowego. W modelu NWH11
jednostka MG2 ma 33 kW, a MG1 10kW, MG2 pracuje
zwykle jako silnik czasem jako generator np przy
jeździe z górki i hamowaniu silnikiem, a MG1 głownie jako generator, a czasem
jako silnik. Silnik
spalinowy jest na stałe sprzężony z satelitami
przekładni planetarnej, na rysunku oznaczone
kolorem niebieskim.

Główny silnik MG2 jest na
stałe sprzężony z kołami pojazdu i wieńcem
przekładni planetarnej, na rysunku kolor
czerwony, a na zielono mamy silniko-generator
MG1 na stałe sprzężony z centralnym kołem
zębatym przekładni planetarnej. Nad wszystkim
czuwa kilka komputerów i wszystko jest
podłączone do akumulatora NiMH o napięciu 270V
(dla NWH11). Przy jeździe na samym silniku
elektrycznym z średnią prędkością bateria
wystarcza na około 5 km. Oczywiście można
zwiększyć zasięg Priusa i do 400 km na baterii,
ale trzeba by zwiększyć baterię, dołożyć
dodatkowe ogniwa, nie jest to czynność prosta,
ponieważ komputer sterujący baterią steruje nią
na bazie zapisanej do pamięci pojemności
baterii, aby dołożyć dodatkowe ogniwa trzeba
przeprogramować komputer akumulatora co jest
możliwe i w pełni wykonalne. Toyota daje
gwarancje gwarancje na 100 000 mil na baterie,
ale w rzeczywistości wytrzymuje ok 200 000 mil,
rekordziści dochodzili do 350 000 mil. Odzysk
energii hamowania w Priusie jest na poziomie
odzysku minimum ponad 50 % całej siły hamowania. W
zależności od siły hamowania załącza się MG1
hamujący pojazd przy pracy jako prądnica lub jak
trzeba więcej siły hamowania to MG2 lub oba
razem. Przy delikatnym ruszaniu z miejsca działa
tylko silnik elektryczny, jeżeli potrzeba więcej
mocy załącza się silnik spalinowy, Prius często
wyłącza silnik spalinowy gdy nie jest on
potrzebny np w jeździe po mieście. Rozłączanie i
uruchamianie spaliniaka odbywa się niemal nie
zauważalnie dla kierowcy, płynie i gładko i jest
całkowicie sterowane przez komputer.
Prześledzimy teraz cykle pracy napędu Priusa na
podstawie linku podanego na początku strony.
Ustawcie na suwakach wartości: MG2 0, ICE
(silnik spalinowy) 1207, MG1 4343, w tym
ustawieniu mamy postój, MG2 stoi, MG1 ładuje
akumulator na postoju, a ICE kreci na ja
obrotach jałowych. Teraz ustawmy MG2 3835, ICE 2772, MG1 7, w tym
ustawieniu mamy jazdę ok 65 mil/h, generator MG1
niemal stoi, elektryczny się kreci na

zewnętrznym pierścieniu bezwładnie bez
wykonywania pracy, włączy się dopiero przy
gwałtownym przyspieszeniu, czyli wspomagając
moment obrotowy spalinowego zastąpi skrzynie
biegów. Inne ustawienie to np. MG2 455, ICE
1239, MG1 3278, tutaj ruszamy autem, moment
obrotowy silnika spalinowego jest za mały dla
ruszenia auta i przyśpieszenia go ze względu
właśnie na “bezzmiennoprzekładniowy” sprzęg
silnika z kołami samochodu. MG1 odbiera część
mocy spalinowemu i przekazuje ją do MG2, który
wspomaga silnik spalinowy przy rozpędzaniu się.
Inny układ to MG2 715, ICE 0, MG1 1859, mamy tu
tryb jazdy na silniku elektrycznym. Poniżej opis
produkowanych modeli Priusa. Samochodu tego nie
można doładowywać z gniazdka elektrycznego
chyba, że dorobimy sobie wtyk do baterii lub
kupimy wersje Plug-In.

Prius posiada przyjazny i czytelny system obsługi z
dużym kolorowym dotykowym wyświetlaczem LCD, wyświetlane
są tam niemal wszystkie informacje na temat
pracy pojazdu. Poniżej kilka zdjęć z
wyświetlacza Priusa. Widać tam przepływ mocy
miedzy baterią, silnikami elektrycznymi, a
spalinowym. Widać też rejestrator zużycia
energii i paliwa płynnego, licznik odzyskanej
energii. Dwie niższe fotki pochodzą z nowszego
Priusa NHW20. Obecnie (rok 2008) pojazd ten
można nabyć za około 15 000 zł za najstarsze
modele.