Первая гибридная машина тойота

Гибридные автомобили: вековая история

Гибридными называют автомобили с несколькими (более одного) источниками движущей энергии (крутящего момента). А история таких силовых агрегатов берет свое начало еще с XIX века, когда Фердинанд Порше в 1899 году построил автомобиль Lohner Electric Chaise с системой привода электрических мотор-колес Lohner-Porsche Mixte. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания там обеспечивал привод генератора, который вырабатывал электричество для передних мотор-колес. Интересно, что этот гибрид был построен на платформе электромобиля Lohner-Porsche. Затем ДВС конструктивно усовершенствовали, и потому гибридные силовые установки и электромобили ушли на второй план.

Первый гибрид, 1899 г.

Вернулись к этой теме в Конгрессе Соединенных Штатов Америки в 1960 году. Этому предшествовал бум в автомобилестроении, и уже тогда Америка с ее огромными машинами с многолитровыми моторами начала задыхаться от большого количества выбросов отработавших газов. Именно поэтому в США сделали первый законодательный шаг для поощрения перехода на электромобили и гибриды. Но поощрения были малоэффективны, пока в 1973 году не грянул нефтяной кризис. Первую гибридную трансмиссию в 1968 году создал известный разработчик и производитель автомобильных комплектующих компания TRW. Это была конструкция, в которой крутящий момент для передачи на колеса автомобиля выдавал и двигатель внутреннего сгорания, и электромотор. В серийном авто эта трансмиссия впервые была установлена на модели GM 512 Hybrid. До 16 км/ч такой гибрид мог перемещаться на электротяге, а дальше на помощь приходил бензиновый ДВС. Европа подключилась к процессу гибридизации в 1973 году, когда Volkswagen представил гибридную модель такси (Taxi Hybrid).

Эти автомобили дали старт развитию гибридных технологий. Процесс их усовершенствования длился около 25 лет. В 1994 году Toyota Motor Corporation начала реализацию проекта под названием G-21, который подарил миру первую эффективную гибридную технологию. Так, в 1997 году Toyota Prius стал первым в мире серийным гибридным автомобилем. Это самый известный гибрид в мире, и на данный момент с серийного конвейера сходит уже третье его поколение. Кстати, Toyota Prius Plug-in Hybrid – единственный гибрид Toyota, батареи которого можно подзаряжать от электросети.

В 1999 году вышел серийный гибрид Honda Insight, а чуть позже к процессу гибридизации подключилась и Audi, выпустившая мелкую партию машин с дизелем 1.9 TDI и 28-сильным электромотором. В 2000-х годах гибридами начал активно заниматься еще один производитель автомобильных комплектующих – компания Bosch.

В Европе первым серийным гибридом на базе модели Audi 100 стала модификация Duo, у которой задние колеса приводились в движение 12-сильным электромотором Siemens. Питался он от блока никель-кадмиевых батарей. Привод передних колес осуществлял 2,3-литровый 134-сильный бензиновый двигатель. Из-за большого веса эта машина оказалась менее динамичной, чем базовая Audi 100, поэтому гибрид был не слишком востребован и его сняли с производства.

Так начался процесс внедрения гибридных технологий в серийные автомобили и последующее их совершенствование. Законодателем мод здесь стала Toyota с ее моделью Prius, которая разошлась по всему миру, от Японии до Латинской Америки, в огромном количестве. Ежегодно продавалось по 20 тысяч таких гибридов. Именно поэтому термин «гибрид» сейчас в первую очередь ассоциируется с маркой Toyota, в модельной линейке которой на сегодняшний день огромное количество авто с гибридными силовыми установками.

Гибридная силовая установка Toyota имеет довольно сложный, уникальный механизм распределения крутящего момента ДВС и электромотора

Эра гибридов Toyota

С момента начала продаж гибридных моделей Toyota было реализовано более 9 миллионов таких машин! На Prius в этой статистике приходится более 3,7 млн автомобилей. С 90-х годов до нынешнего времени компания выпустила около тридцати моделей и модификаций с гибридными силовыми установками (под марками Toyota и Lexus). Экомодели семейства Hybrid продаются более чем в 90 странах мира, в том числе и в Украине. В нашей стране из семейства Toyota Hybrid представлен Auris Hybrid и уже совсем скоро появится RAV4 Hybrid. В линейке Lexus Hybrid имеются модели CT 200h, GS 300h, LS 600hL, NX 300h, RX 450h. Японская компания совершенствует свою гибридную технологию и на раллийных трассах. Так, в 2006 году началась разработка гибридной системы для гоночных автомобилей Toyota Hybrid System – Racing. И как результат – первой в мире машиной с гибридной силовой установкой в июле 2007 года стала Toyota Supra, которая одержала победу на соревновании «24 часа Токачи».

Toyota Hybrid System – Racing

Поколения Toyota Prius

Prius 1-го поколения
1997-2003,
объем ДВС 1,5 л,
цикл Аткинсона,
мощность ДВС 70 л.с,
рабочее напряжение 273,6 В,
общая мощность системы 100 л.с.

Prius 2-го поколения
2003-2009,
объем ДВС 1,5 л,
цикл Аткинсона,
мощность ДВС 76 л.с,
рабочее напряжение 500 В,
общая мощность системы 110 л.с.

Prius 3-го поколения
2009-2015,
объем ДВС 1,8 л,
цикл Аткинсона,
мощность ДВС 99 л.с,
рабочее напряжение 650 В,
общая мощность системы 136 л.с.

Prius 4-го поколения
2015-наше время,
объем ДВС 1,8 л,
цикл Аткинсона,
мощность 98 л.с,
рабочее напряжение 650 В,
общая мощность системы 122 л.с.

ЭКОэффект

По данным Toyota Motor Corporation, использование гибридных автомобилей Toyota и Lexus позволило снизить выбросы углекислого газа (СО²) на 49 млн тонн. Выбросы углекислого газа считаются одной из основных причин парникового эффекта на планете, что ведет к повышению температуры, таянию ледников и другим природным катаклизмам. Согласно подсчетам японской компании, эксплуатация гибридных автомобилей Toyota и Lexus привела к экономии 18 млрд. литров топлива по сравнению с автомобилями аналогичного класса с бензиновыми силовыми агрегатами.

*Расчеты производились с учетом объема реализованных гибридных автомобилей по состоянию на 30.09.2014

Источник

Гибридные автомобили: от истории до перспектив

Перед тем, как отправиться в прошлое нам необходимо дать определение гибридному автомобилю, чтобы знать, что искать.
Гибридный автомобиль – это средство передвижения, которое использует для привода ведущих колёс разнородную энергию. Довольно часто понятие гибридного автомобиля включает в себя следующую схему: «двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигатель (ТЭД)».
Самые первые гибридные автомобили (если такой агрегат можно было назвать автомобилем) появились ещё в середине девятнадцатого века. Эти неуклюжие, примитивные конструкции развивали скорость не более 10 километров\час (чуть больше средней скорости человека). Основным источником энергии, которая приводила в движение это чудо инженерной мысли, была паровая установка.
Первая версия гибрида, который использовал электрическую энергию в качестве двигательной силы, появилась в 1839 году. Разработал эту модель основатель электромобилестроения Роберт Андерсон. Правда изобретение первого гибридного электромобиля так и осталось незамеченным широкой общественностью и вскоре о нём забыли.

Достоинства и недостатки гибридных автомобилей
Достоинства:
Экономия в эксплуатации гибридов. Это одно из ключевых преимуществ гибридных автомобилей. Чтобы найти «золотую середину» между экономией топлива и техническими характеристиками проводятся испытания моделей. То есть, сохранить мощность, скорость, ускорение и при этом довести показатель использования топлива до минимальных значений – это и есть основная цель разработки и последующих модификаций гибридной установки.
Экологически безвредная эксплуатация. Возможность сократить выброс вредных веществ в атмосферу до минимальных количеств, полная остановка двигателя во время стоянки, небольшие размеры аккумуляторных батарей (меньше утилизировать) – все эти свойства способствуют улучшению экологической обстановки, особенно в крупных мегаполисах.
Отличные ходовые характеристики. Использование, в необходимых случаях, сразу двух двигателей (ДВС и электромотора) позволяет достигнуть нужной мощности, без установки более сильного бензинового мотора. Например, при движении по наклонной плоскости на гибриде работают сразу два двигателя, создавая при этом необходимую мощность для передвижения. Довольно часто гибридные установки используют во внедорожниках и спортивных карах.
Дальность пробега. Решение извечной проблемы электромобиля в дальности хода на одной зарядке в гибриде достигнуто. Заправка бензином или дизельным топливом происходит в несколько раз реже, так как ДВС используется в основном для поддержания работы генератора энергии. Словом, как тут не вспомнить название первого гибридного автомобиля Порше «Всегда живой».
Заправка обычным топливом. В отличие от электромобилей, которые необходимо заряжать значительное время: в домашних условиях – 6-8 часов, а на специальных станциях источником большого напряжения (50 кВт) – 15-20 минут, гибриды заправляются углеродным топливом, на самой обычной АЗС. Это большой плюс гибридов, так как после быстрой заправки бензином или дизтопливом можно сразу продолжать движение.
80/20. Этот золотой принцип заложен и в эксплуатации гибридных автомобилей в городском цикле. Так 80 процентов времени гибрид работает как электромобиль и только 20 % как ДВС.
К недостаткам гибридных автомобилей можно отнести следующие качества:
Сложность гибридной установки. Гибридные установки гораздо сложнее в ремонте и производстве, чем автомобили на ДВС.
Утилизация аккумуляторных элементов.
Достаточно высокая стоимость моделей. Сложность производства гибридов и их непростой ремонт влечёт за собой увеличение стоимости на автомобили с гибридной установкой.
Производители гибридных автомобилей
Конечно же, первая компания — производитель гибридов, которая добилась серийного выпуска своих моделей – это Toyota. В модельном ряде японской компании шесть разновидностей гибридов: Toyota Prius, Lexus RX 400h, Toyota Highlander, минивэн Toyota Estima Hybrid, Toyota Crown, автобус Coaster. В будущем планируют пополнить парк гибридов такие модели как Toyota Camry Hybrid и Lexus GS 450h.
Далее в рейтинге следует Honda. Её модельный ряд гораздо скромнее и насчитывает всего три гибрида: Accord Hybrid, Insight и Civic Hybrid. Основным отличием от гибрида Toyota – последовательное включение ТЭД в силовую схему автомобиля.
Европейский коллега по гибридному цеху Ford может похвастаться только двумя моделями: Escape Hybrid и Mercury Mariner Hybrid.
Audi выпускает гибрид-внедорожник Q7.
DaimlerChrysle планирует производить Direc Hybrid, Blueteс Hybrid.
General Motors выпускает гибриды: Chevrolet Silverado, GMC Sierra Hybrid, Opel Astra Diesel Hybrid.
Mazda: Mazda Demio.
Renault: Renault Kangoo.
Nissan: Altima Hybrid.
Перспективы гибридных автомобилей
Гибридизация автомобильного парка происходит везде по-разному и с различной скоростью. Обуславливается это тем, что Европа ещё в середине прошлого века перешла на дешевые дизельные модели и не спешит пока выкидывать деньги (причем немалые) за гибридную установку. В Америке гибридов гораздо больше потому, что японский производитель насыщает в, первую очередь, авторынок США. В Японии, Китае и Корее гибридизация идёт семимильными шагами, так как количество проживающих в этих странах людей достаточно большое и экономное использование топлива становиться приоритетной задачей. И, конечно же, наличие в Японии крупнейших производителей гибридных моделей, таких как Toyota и Honda только способствует популярности данного вида транспорта.
В целом, несомненно, когда гибридные автомобили станут гораздо дешевле и доступнее, тогда можно будет говорить о серьезной конкуренции их с автомобилями на ДВС.

Источник

Тойота Приус Гибрид: в борьбе за экономичность и экологичность

В рамках Киотского протокола, подписанного в 1997 году, многие страны взяли на себя ответственность сократить вредные выбросы в атмосферу.

Учитывая тот факт, что одним из инициаторов этого протокола была именно Япония, многие крупные японские компании запустили ряд проектов, призванных снизить количество выбросов. Одной из компаний была и Toyota Motor – здесь еще в 1992 году представили «Хартию Земли», дополненную впоследствии «Экологическим планом действий».

Эти два документа определили одно из наиболее приоритетных на сегодняшний день направлений деятельности компании – разработку новых экологически чистых технологий. В рамках этой программы разрабатывались несколько вариантов силовых установок, среди которых и гибридная силовая установка, появившаяся в 1997 году на автомобилях Тойота Приус Гибрид.

Первое поколение Toyota Prius (1997-2003 гг.)

Разработка автомобиля с гибридной силовой установкой началась еще в 1994 году. Главной задачей для инженеров являлось создание электродвигателя и источников питания, способных если не заменить, то хотя бы эффективно дополнить основной двигатель внутреннего сгорания.

Источник

Первая гибридная машина тойота

Более четверти века тому назад японский автопром всерьез обеспокоился ограничением использования углеводородов для работы ДВС (двигателей внутреннего сгорания) и глобальными проблемами экологии своей страны. Япония не обладает крупными запасами природных ресурсов и они быстро истощаются, поэтому подобные острые вопросы действительно могут поставить всю нацию перед вопросом выживания в ближайшие сто лет.

Инженеры Тойота принялись активно разрабатывать средство передвижения, способное минимизировать зависимость авто от углеводородов. Так в 1994 году родился проект G-21 и уже в 1997 году в серийное производство поступил первый в мире гибридный автомобиль Toyota Prius (от лат. «первый»). За минувшие 24 года, он разошелся многомиллионным тиражом по всему миру и удерживает до сих пор первое место среди всех проданных гибридных автомобилей. Рынок Украины, в свою очередь, охотно принял гибридные японские автомобили. В ближайшее время официальный импортер планирует расширить список доступных к покупке бензоэлектрических Тойота в Украине.

Особенности гибридных Toyota

Идея гибридного автомобиля Toyota — обеспечение хода машины только на электротяге при малых нагрузках во время движения по городу. При более интенсивном разгоне и на трассовых скоростях в работу должен вступать ДВС. Особенностью конструкции первых гибридов была синхронная силовая установка, состоящая из рядного бензинового четырехцилиндрового мотора объемом 1,5 л (58 л.с.) и электродвигателя (30 кВт), которые работали как одновременно, так и по очереди.

Электродвигатель бензоэлектрического Toyota Prius первого поколения получал энергию от высоковольтной батареи Panasonic емкостью 6,5 А•ч, расположенной в багажнике автомобиля, заряд которой происходил в процессе рекуперативного торможения с помощью электромотора. При этом владелец электрической машины, в которую теперь превращалась гибридная Тойота, существенно экономил на тормозных колодках, поскольку торможение осуществлялось силовой установкой при отпускании педали газа и плавном нажатии на педаль тормоза.

Для снижения затрат энергии на разгон, «оболочка» Prius была выполнена в характерной каплевидной форме кузова типа хэтчбэк, коэффициент аэродинамичности которого демонстрировал Сх — 0,3. За счёт этого гибрид имел широкое остекление для лучшего обзора в городе и просторный салон. Размер багажника из-за установленной в нем батареи был небольшим и это единственный минус в такой удачной компоновке.

Преимущества Toyota Hybrid

Преимущества гибрида Toyota заключались в том, что он, при равных объемах двигателей с одноклассниками, оснащенными только ДВС, затрачивал примерно на 30-40% меньше топлива, а при одновременном включении электромотора и ДВС во время разгона был на 20% быстрее.

Не менее важным преимуществом является то, что при движении на малых скоростях гибридный Toyota Prius мог похвастаться абсолютно бесшумной работой электромотора, благодаря чему для него, в отличие от автомобилей с ДВС, был открыт въезд в специальные экологические зоны многих европейских городов.

Как работает гибридная технология Toyota

При нажатии кнопки Start гибридный автомобиль уже готов к движению на малой скорости с выключенным ДВС. Во время интенсивного ускорения или движения на шоссейных скоростях подключается бензиновый двигатель, после чего два мотора продолжают работать одновременно.

После сброса педали газа ДВС отключается, давая электрической установке подзарядить батарею, одновременно замедляя движение автомобиля. Во время остановки бензиновый двигатель Prius не работает, экономя топливо в баке. При очевидных плюсах гибридного авто, модель имела и значительные минусы в виде возросшего веса, что негативно сказывалось на управляемости и расходе топлива.

Новое поколение Toyota Hybrid

Новое поколение модельного ряда гибридных автомобилей Тойота с системой Hybrid Synergy Drive использует более компактную трансмиссию, снижающую потери энергии примерно на 20%. Генератор и электродвигатель самозарядных гибридов стали легче, а блок управления электросистемами на 20% эффективнее и на треть компактнее. Тяговый электромотор теперь развивает на 10 л.с. большую мощность.

Так, например, гибридный Prius четвертого поколения использует бензиновый двигатель объемом 1,8 мощностью 98 л.с. с обновленной системой охлаждения и выхлопом типа EGR (реверс выхлопных газов для быстрого прогрева мотора). Теперь данные гибриды могут комплектоваться полноприводной трансмиссией на заказ. Кроме того, силовая установка на модели нового поколения демонстрирует средний расход топлива на уровне 4 л/100 км.

Обзор гибридных автомобилей Toyota

Современная линейка выпускаемых гибридов Toyota состоит из следующих моделей автомобилей:

Таблица технических характеристик модельного ряда