Ремонт и обслужване на хибридни автомобили Урок 3 Лекция 2

TOYOTA PRIUS HONDA LEXUS

Топъл старт

При запалване на PRIUS с топъл двигател, ДВГ на Приус 10 и Приус 11 ще работи в течение на няколко сек. на празен ход с 1000 об/мин и след това ще спре.

За съжаление на тези два модела е невъзможно да се преустанови запалването на ДВГ, когато искате да преместите автомобила без да се задейства двигателя. В моделите PRIUS 20, PRIUS 30 и всички следващи е възприет друг алгоритъм. При тях можете да преместите транспортното средство без да се задейства ДВГ. Това е така, когато има достатъчно електроенергия във ВВБ и не включвате подгряването на салона и предното стъкло. ДВГ няма да запали и ще светне надписа „READY“. Това означава, че автомобилът е готов за движение. Тогава остава само да преместите джойстика в полжение „D“ или „R“ и да пуснете спирачката. Докато при Приус 10  и Приус 11 имаме скоростен лост, при PRIUS 20 и всички следващи имаме джойстик.

Високоволтовата батерия на Prius

Преместване на автомобила

Напомняме, че ДВГ на PRIUS винаги е свързан на предавка. Това означава, че той не може самичък да обезпечи въртящия момент за енергичен старт от място. Въртящия момент за начално ускорение се допълва от мощността на МГ2 чрез въртене на короната на планетарния механизъм. Този механизъм е свързан с редуктор, който след това предава въртенето на колелата. Вече знаем, че електродвигателите развиват съществено по-добър въртящ момент , отколкото ДВГ, на низки обороти. Затова те идеално подхождат за обезпечаването на всеки режим на движение на автомобила от неговия старт.

МГ1 на Prius

Да си представим, че ДВГ работи и автомобилът е неподвижен. В такъв режим МГ1 се върти в обратна посока. Това означава, че той работи като генератор и произвежда електроенергия. В този момент електронната система отнема електроенергията от МГ1 и я подава на МГ2. В този режим на работа на силовия хибриден агрегат се появява момент с противоположно направление, възпрепятстващо въртенето на ДВГ. Той е локализиран в механизма за разпределение на мощността (PSD). Компенсирайки загубите на агрегата, компютърът увеличава оборотите на ДВГ. Получената по този начин допълнителна мощност от ДГ се предава на водача (оста) на сателитите на планетарния механизъм. Взаимните еднопосочни моменти са концентрирани в (PSD) и от тях се получава резултатния момент на короната, която предава въртящия момент на колелата. Схема 3

Схема 3

Да си припомним, че в планетарния механизъм въртящия момент на ДВГ се дели в процентно съотношение 72:28 между короната и слънчевото колело. Докато не сме натиснали на педала на газта, ДВГ само е безделничил и не е произвеждал никакъв въртящ момент. След натискането на газта оборотите се повишават и 28% от въртящия момент започват да въртят МГ1 и той започва да работи като генератор. Останалите 72% от въртящия момент механично се разпределят на короната и следователно на колелата. Едновремено с това електроенергията от МГ1 също постъпва на МГ2 и по този начин на колелата. Схема 4

Схема 4

Сега си струва да проследим как 28% от въртящия момент на ДВГ, предаван на генератора МГ1, могат да усилят старта на автомобила с помощта на мотора МГ2. За да стане това сме длъжни да различаваме двете понятия: въртящ момент и енергия. Въртящ момент – това е ротационна сила, която аналогично на праволинейната сила не изисква изразходването на енергия за поддържане на самата сила.

TOYOTA PRIUS HONDA LEXUS

Да предположим, че вадите от кладенец кофа вода с помощта на лебедка. Тя (лебедката) отнема (натрупва) енергия. Ако лебедката се въртеше от електромотор, вие трябва да и осигурите електроенергия. Но когато кофата е вдигната до горе и закачена за нещо, силата (теглото на пълната кофа), която е приложена върху въжето, и въртящия момент, предаван на барабана на лебедката, не са изчезнали никъде. Те са си там и докато силата никъде не се премества, няма и никакво предаване на енергия. Няма също и разход на енергия.

Ситуацията с автомобила е аналогична. Работещ ДВГ предава 72% въртящ момент на колелата. Но доколкото, в такъв режим на силовия агрегат, короната не се върти няма и никакъв поток енергия в това направление. Няма и загуба на енергия. Слънчевото колело в този момент получава 28% от момента и се върти с висока скорост. Това позволява на МГ1 да произвежда значително количество електроенергия. Тази електроенергия може да бъде достатъчна да завърти МГ2. Той от своя страна притежава необходимия въртящ момент за да завърти механичния редуктор. При големи токове на намотките на мотора МГ2 голяма част от енергията се губи във вид на топлина, но когато от старта автомобила започва бавно набиране на скорост, енергията постъпваща от МГ1 е напълно достатъчна да го движи.

TOYOTA PRIUS HONDA LEXUS

В режим на потегляне на автомобила, Генератор МГ1 се върти бавно и произвежда малко количество електроенергия. При набиране на скорост потребността на електроенергия нараства. Тогава компютъра добавя обороти на ДВГ. Усилията от двигателя с вътрешно горене започват да се увеличават и  MG1 ще бъде снабден с голям въртящ момент чрез слънчевото колело. В резултат генерирането на енергия нараства до много високо ниво. В показания режим на работа от старта, малките обороти на двигателя с вътрешно горене се компенсират от увеличаването на общия въртящ момент на цялото задвижващо устройство.

До този момент пропускахме да споменем за ВВБ за да е ясно, че тя не е задължителна да се приведе автомобила в движение. По-голямата част от всички тръгвания от място се осъществяват посредством електроенергията от ББВ, която се подава на МГ2. Схема 5

Схема 5

Има ограничения за високите обороти на ДВГ при бавно движение на автомобила. Те се дължат на необходимостта от предотвратяване на повреди на МГ1, който трябва да се върти на максимални обороти. Тази зависимост ограничава количеството енергия, произведена от ДВГ, за движението на хибрида. В допълнение, твърде високата скорост на двигателя в режим на плавно потегляне може да влоши комфорта на водача на колата с бръмченето си.

Тази схема работи последния алгоритъм. Колкото по-силно натискате педала на газта, толкова повече ДВГ увеличава оборотите, но в същото време повече енергия идва и от батерията. Ако натиснете педала до дупка, тогава при скорости, близки до 40 км/ч приблизително 40% от енергията ще дойде от ВВБ и 60% от двигателя. По-нататъшното увеличаване на скоростта на автомобила и с педал натиснат до край, води до факта, че двигателят дава повече енергия, достигайки стойност от 75% при скорост на превозното средство от 96 км/ч.

Както си спомняме, общата мощност на силовия агрегат включва работата на двигателя с вътрешно горене и това, което е получено от генератора MG1 и предавано като електричество на двигателя MG2. При скорост от 96 км/ч МГ2 всъщност дава повече въртящ момент и следователно повече мощност на колелата, отколкото се доставя чрез планетарната предавка от ДВГ. Но по-голямата част от електричеството, използвано от МГ2, идва от МГ1 и следователно косвено от ДВГ, а не от ВВБ.

TOYOTA PRIUS HONDA LEXUS

следва продължение

инж. Пламен Пеев