Гибридного двигателя автомобиля тойота

Гибридные автомобили в России — цены и список моделей гибридов от производителя Тойота

Что такое гибридные автомобили?

Гибридный автомобиль – это машина, которая использует не только обычный двигатель внутреннего сгорания, функционирующий на бензине либо дизеле, но и альтернативный источник в виде электродвигателя.

Второй мотор начинает работать при небольших оборотах, что позволяет значительно сэкономить топливо, к примеру, при загруженном трафике на дороге. Также гибридные авто более экологически чистые, что делает их более популярными.

Преимущества и недостатки гибридов

Преимущества гибридных машин:

• Заметное уменьшение расхода горючего. Показатель затрат топлива у гибридных представителей до 30 % ниже по сравнению с обычными автомобилями. Сжигание меньшего количества горючего одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные автомобили являются более экономными и экологически чистыми по сравнению с аналогами, которые оборудуются только ДВС;
• Снижение шума в процессе работы;
• Долгая служба деталей тормозной системы;
• Гибридные авто по сравнению с электромобилями имеют большой запас хода и являются универсальными при ежедневной эксплуатации. Гибрид не нужно обязательно заряжать от электросети, его можно заправлять бензином. После сгорания топлива часть энергии собирается в аккумуляторе, благодаря которому начинает работать электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора есть преобразование кинетической энергии движущейся машины в электричество;
• Также гибриды имеют ряд конструктивных решений и вспомогательных систем для большой экономии и уменьшения уровня вредных выбросов: система старт-стоп и т.д.

К недостаткам гибридных автомобилей можно отнести большую начальную стоимость, а также некоторые сложности при ремонте и обслуживании данных моделей. Еще одним недостатком можно назвать возможный критический разряд аккумулятора и его быстрый вывод из строя при больших перепадах температуры.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине. Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

• двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
• электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
• трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
• топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
• аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
• инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
• генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

• на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
• при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
• в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Типы гибридных агрегатов

Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

• микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
• среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
• полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.

Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

• ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
• нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
• не нужно сцепление и коробка передач;
• автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

1. потери энергии в процессе преобразований;
2. большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.

Микрогибрид

У моделей есть функции рекуперации энергии во время торможения, автоматика типа стоп-старт. Микрогибриды подразделяются на три типа:

• машины с системой старт-стоп;
• транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
• модели, объединяющие две технологии, со свинцово-кислотным AGM—аккумулятором и объединенным блоком стартера/генератора.

При экономичности топлива и экологичности, электрического воздействия на привод не происходит.

Важно! Данный транспорт нельзя назвать гибридными машинами на 100 %.

Мягкий гибрид

Что же такое мягкий двигатель типа гибрид? Электрическая силовая установка обеспечивает поддержку ДВС, работа в режиме чистого электричества не осуществляется. Рекуперация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте находится стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются небольшой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при ускорении или разгоне.

Полный гибрид

Электрическая часть задействуется в режиме поездок по городу, на высоких скоростях работает стандартный ДВС. Схема соединения электромотора с двигателем внутреннего сгорания реализуется последовательным, комбинированным или разветвленным способом.

Транспортное средство не заряжается от сети, а только в процессе рекуперации. При разрядке литий-ионного аккумулятора можно переключиться на ДВС.

Гибриды-плагины

Что такое plug-in и надежный ли это гибридный автомобильный двигатель? Электрическая часть осуществляет сбор энергии для заряда батареи, совместно с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает вращение колес.

Инновационные модели двигаются при задействовании усилий двух моторов, отличаются объемной мощной батарей (от 70 до 100 лошадей). Рядом с люком бензобака расположен порт для зарядки от розетки. Особенность плагинов – преодоление расстояния до 50 км только на электрической тяге.

Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы

• Гибридные авто являются новинкой, которая до конца не усовершенствована и имеет множество недоработок. Это миф, так как бренд Тойота занимается полномасштабным серийным производством гибридных моделей почти 20 лет.
• В гибридах разряжаются аккумуляторы, что приводит к проблемам. Это правда, но только частично. На начальных этапах развития технологии подобные случаи встречались, но сегодня высокоточная электроника не допускает глубокого разряда батареи.
• Гибридные авто чаще ломаются, их дорого и сложно ремонтировать. Это миф, так как гибридные автомобили не менее надежны в эксплуатации по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми ДВС. Большинство СТО комплексно обслуживают гибриды наравне с обычными авто. Более того, КПП в гибридах исключает наличие фрикционов, что делает такую трансмиссию простой и надежной, чего не скажешь о различных типах АКПП. Что касается ДВС, мотор на гибридах чаще работает на низких оборотах, не выходит на пиковые нагрузки. Если также учесть цикл Аткинсона, тогда моторесурс двигателя на гибриде намного больше обычного мотора.
• ДВС гибрида имеет меньшую мощность, такие авто теряют в динамике сравнительно с аналогами. Да, мощность ДВС на гибридах меньше, но за счет добавления электромотора суммарная мощность установок значительно превосходит мощность обычных аналогов с одним бензиновым мотором.
• Расход гибридной машины на практике не сильно отличается от обычного авто. Частично это правда, так как показатель расхода гибридных автомобилей напрямую зависит от режимов езды. Для достижения максимальной экономичности необходимо изменить стиль вождения на медленный, спокойный и плавный, избегая разгонов, активного дросселирования и т.д. Другими словами, сильные нажатия на педаль газа будут давать команду системе управления к тому, что необходимо завести ДВС.

Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке. Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и ОЖ, заряд батареи, движение под уклон или на горку и т.д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.

• Аккумулятор для гибрида трудно найти в свободной продаже, а также батарея занимает много места в багажнике автомобиля. Это миф, так как аккумуляторы для гибридов всегда доступны к заказу в авто магазинах, а также представлен широкий выбор на различных Интернет-ресурсах. Что касается свободного места, батарея практически не занимает полезное пространство в багажном отсеке.
• На гибридную машину нельзя поставить газ. Это миф, так как мировые производители ГБО производят оборудование, совместимое с электронным блоком управления гибридным авто.

Линейка гибридов Toyota

Японский бренд производит другие модели машин, оснащенных гибридной двигательной системой:

• Тoyota Сrown модификации Нybrid – 13 поколение усовершенствованного седана элегантного дизайна с 3,5 л двигателем на бензине и электромоторе с мощностными показателями в 296 л.с;
• Toyota Vellfire поколения Hybrid – полноприводной минивэн с вариаторной КПП, крутой «начинкой» современными системами безопасности, комфорта, движения и парковки;
• Toyota модели Prado Hybrid – мощный внедорожник на гибридной тяге превзошел все ожидания покупателей. Характеризуется мощной подвеской, элегантным кузовом и технологичным оборудованием.

Технология электрических силовых установок и моторов на бензиновом моторе от Тойота обеспечивают массовый выпуск экономичных и современных авто, оснащенных всевозможными системами безопасности.

Toyota Alphard Hybrid

Toyota модели Alphard – это Hybrid 3 поколения. Непревзойденный минивэн усовершенствованного дизайна класса «М». Авто получило в 2018 году рестайлинг и стало самым совершенным в своем сегменте.

Технические характеристики

Тойота модели Альфард Гибрид — функциональный минивэн, у которого достойные технические характеристики:

• основной мотор на 2,5 л;
• 4 клапана, 4 цилиндра;
• мощность в 152 л.с;
• привод полный;
• 2 электромотора — передний (143 л.с) и дополнительный (68 л.с);
• средний расход топлива 5,4 л за 100 км

Важно!На одном заряде батареи можно проехать около 400 км, в гибридном режиме – до 1200 км.

Toyota Corolla Fielder Hybrid

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

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.

Toyota Auris Hybrid

Тойота хетчбэк Аурис Гибрид третьего поколения был презентован в 2018 в Женеве.

Технические характеристики

Тойота модификации Аурис Гибрид третьего поколения увеличила свои технические характеристики. Японский автомобиль получил мощную силовую установку, представленную 1,8-литровым двигателем на бензине и электромотором до 122 л.с. Аккумулятор заряжается автоматически в процессе торможения. Авто разгоняется до 180 км/час за 10,9 секунд. Расход топлива в городской среде составляет 3,9 л на 100 км. Коробка передач в Toyota Auris генерации Hybrid вариатор автомат, привод – переднего типа.

Toyota Highlander Hybrid

Автомобиль Toyota класса «тяжелый» Highlander Hybrid завоевал популярность среди многих потребителей.

Технические характеристики

Гибридная версия Хайлендера оснащена:

• 6-ти цилиндровым мотором мощностью 290 л.с.;
• КПП автоматического типа с 8-ю ступенями;
• системой распределения нагрузки на передние и задние осевые элементы с просветом 20,4 см.

Максимальная скорость полноприводного внедорожника – до 180 км/ч. В условиях города расход топлива составляет 12,8 л на 100 км.

Технические характеристики Toyota Avalon Hybrid

Электрический силовой агрегат оснащен никель-металлогидридной батареей и бензиновым двигателем на 2,5 л. В сумме мощность системы составляет 200 лошадей.

Toyota Camry Hybrid

Эргономичный гибрид – еще один японский автомобиль, выпущенный от 2018 году и стоит 1 млн 900 тыс. руб. В линейку Camry входят бизнес-седан и спортивное авто. Производитель реализовал Hybrid System II с четырехцилиндровым двигателем на 2,5 л. Мотор функционирует по циклу Аткинсона и регулирует фазы распределения топлива. Электрическая часть – на 147 лошадиных сил. Маленькие аккумуляторы скрыты в багажнике. Расход топлива в черте города при смешанном цикле составляет 4,4 л.

• усиленная задняя подвеска;
• мягкий тормоз в рекуперативном режиме;
• переключение ДВС заметно только при полной подаче газа;
• бесступенчатая трансмиссия;
• больше места на задних пассажирских креслах.

• не слишком эффектный дизайн.

Toyota Prius Hybrid Toyota Prius Prime

Этот подзаряжаемый компактный гибрид является самым продаваемым в мире. По российским меркам Приус – дешевое авто и стоит около 1 млн 189 тыс. руб. Модель версии 2017 года оснащена бензиновым мотором на 1,8 л. Мощность электрического агрегата – 136 лошадей. Во время поездок по городу расходует всего 3,9 л топлива. Максимальный разгон – до 180 км/ч.

• экономичный расход топлива;
• стильный, узнаваемый дизайн;
• хорошие показатели мощности электромотора;
• компактность и практичность;
• богатая цветовая палитра корпуса и салона.

• дорогая стоимость комплектующих.

Интересно знать! Сборка Toyota Prius происходит в РФ, но машину дешевле ввезти из Японии. Таможенный сбор с учетом льготы составит около 6 тыс. евро.

Гибриды других мировых производителей

Гибридные эргономичные авто завоевывают рынок, поэтому на них заостряют внимание изготовители других стран. Тем более, что технология смешанного двигателя дорабатывается лишь слегка.

Ford Focus Electric

Электромобиль в полном смысле – этот гибрид составит достойную конкуренцию Приусу. Электрический хэтчбэк за 3 млн 950 тыс. руб. расходует на 100 км трассы всего 2,2 л топлива. При полной разрядке литий-ионного аккумулятора есть максимальный запас хода 130 км. Серийный гибридный продукт заряжается посредством PHEV за 3 часа. Мотор электрокара – на 143 лошадиных силы. Интегрированная система рекуперативного торможения позволяет сэкономить электроэнергию.

• система SmartGauge – определение километража, на который хватит заряда батареи;
• минимальный уровень шума;
• активное замедление при опущении педали акселератора;
• жидкостная система охлаждения и обогрева АКБ;
• хорошая боковая подвеска.

• маленький объем багажника из-за аккумулятора внутри.

Volvo XC60

Гибридные шведские кроссоверы можно приобрести по стоимости 3 млн 800 тыс. руб. за машину. Автомобили, запущенные в продажу в 2017 году, в 2018 не сдали позиций. Они покоряют привлекательностью профиля, огромным 9-дюймовым дисплеем комплекса мультимедиа в салоне. Суммарная мощность двигателей – 407 лошадей. Электромотор можно подзаряжать, трансмиссия 8-ступенчатая.

• универсальность – подойдет молодой аудитории и зрелым, состоятельным людям;
• превосходная динамика за счет быстрого переключения передач;
• приятный на ощупь мультифункциональный руль;
• отделка в экостиле – обшивка из кожи, деревянные вставки;
• большой просторный багажник.

Lincoln MKZ Hybrid

Американский гибридный просторный автомобиль – это удобный автомобиль класса седан. Транспортное средство потребляет до 7 л топлива и стоит около 2 млн 398 тыс. руб. Модель 2018 года отличается панорамной сдвижной крышей, консольной коробкой передач. Есть режимы автопарковщика и встроенного автопилота. Расход топлива отражает SmartGauge. Общая мощность двигателей – 300 лошадей.

• приятная динамика вождения;
• встроенные датчики дорожного трафика;
• интеллектуальная регулировка передачи в зависимости от погодой;
• электронная начинка управляется голосом.

• расход почти 6 л топлива только в условиях города.

Гибридные технологии: дороговизна или рациональность?

Гибридные современные минивэны, спорткары, внедорожники, хэтчбеки и кроссоверы – актуальный и экологичный транспорт. Сторонников технологии совмещения двигателей несколько смущает стоимость моделей. На российском пространстве актуальны классические машины и низким расходом топлива, привычным дизайном.

Однако, эксперты прогнозируют рост популярности гибридов и расширение имеющихся линеек брендов.

Заключение

В 2018-2019 годах гибридные автомобили представлены большим перечнем моделей от известных мировых производителей. Данные модели более экономичные по сравнению со своими обычными собратьями. В гибридах предусмотрены хорошие системы безопасности и удобный комфортный дизайн. Благодаря различным характеристикам каждый может выбрать для себя подходящую модель автомобиля.

Источник статьи: http://my-zenit.ru/rejting/gibridnye-avtomobili-v-rossii-tseny-i-spisok-modelej-gibridov-ot-proizvoditelya-tojota