Тойота приус мотор генератор (4 видео)

Всем привет, давно ковыряюсь с разными генераторами но.

Вот достал на авторазборке «коробку» от Toyota Prius.
Я Вам скажу великая Весчь однако!
Её то и коробкой назвать трудно. Там стоят два мощных моторгенератора. (фото взято с гибридного форума — в разрезе)

(нажмите чтоб увеличить)

MG1 30 кВт (номинальные обороты 1200 об/мин) подписан Generator он же и Стартером является.
MG2 Мотор но он же и Рекуперацию выполняет при торможении. Оба они 3-фазные на мощных неодимовых магнитах — отвертка прилипает так что струдом оттягиваешь.

в общем испытания такие!
первый на 30 кВт на замкнутой одной фазе практически неподвижен, а если и удается прокрутить рычагом ток до 10 ампер фиксируется.

Подключил галогенку (12В — 50 Ватт) тоже пока только к одной фазе, рукой раскручиваешь вал, = лампочка разгорается до очень яркого свечения,
на днях буду с диодами тестить. Отпишусь.

вот в разборе вал с двумя магнитами
(нижний толстый от 50 кВт-ного верхний тонкий от 30)

(нажмите чтоб увеличить)

Но самое интересное расположено сразу над толстым магнитом, — Планетарный редуктор Над ним сразу шестерня под цепь (на привода колес)
вот фотки обоих генов в разборе

(нажмите чтобы увеличить)

Я заснял видео планетарного редуктора и на vimeo загрузил —

Как Вы думаете можно ли это использовать в качестве мультика?
наверное гимор будет со смазкой,
а то хоть коробку целиком поднимать на мачту

(нажмите чтобы увеличить)

Содержание

Теория работы силовой установки Приус
Приус, как работает гибрид?
Из чего состоит гибридный двигатель Тойота Приус?
Мотор-генератор №1 и №2
Планетарная «коробка передач»
Описание режимов работы гибридной силовой установки
Начало движения с запуском ДВС
Старт на электротяге и езда на высокой скорости
Запуск ДВС на ходу
Задний ход
Заключение
📽️ Видео

Видео:электромотор toyota aquaСкачать

Теория работы силовой установки Приус

Не моё, но очень понравилось как расписано, поэтому решил оставить у себя.
Добавил картинки.
С некоторыми утверждениями я либо не согласен,
либо их можно было бы дополнить\подкорректировать. (кому интересно, вэлком ниже в комменты)
Оставил только авторский текст.
взято где то на просторах интернета.
—————————————
ТЕОРИЯ

Вообще, писать о принципе работы гибрида сначала не хотел – уже написаны тонны статей.
Но регулярно повторяющиеся «перлы» от владельцев и невладельцев заставили пересмотреть вопрос.
Все-таки лучше «на пальцах» объяснить принцип работы.
Конечно, особо отмороженным и это не поможет, но кто-то из потенциальных покупателей,
возможно, прочтёт и поймет суть, а это постепенно искоренит страх перед гибридом.
Поэтому я кагбэ посвящаю этот раздел будущим владельцам, которые сомневаются,
а не является ли проект «Приус» родственником проекту «МММ»?

В общем и целом я слышал несколько типовых неправильных мнений о том,
почему гибрид экономичней остальных машин.
Я не буду исследовать их популярность, просто приведу встречавшиеся мне:
1. «Гибрид экономней, потому что может отключить ДВС и ехать на батарее».
(Как вариант продолжения фразы – «А когда энергия в батарейке закончится,
то он включит ДВС и будет потреблять столько же, сколько и 1.5л Королла»).
2. «Гибрид экономичен только потому, что у него 1.5л ДВС. 1.5л Королла съест столько же».
3. «Гибрид экономит только летом, когда тепло, а зимой:
А) батарейка быстро сядет (варианты – сдохнет/взорвется/разлетится/превратится в лед/улетит на Марс)
и никакой экономии не будет.
Б) Гибрид экономит, потому что выключает ДВС в пробках,
а зимой выключаться не будет, поэтому не будет и экономии.
В) Зимой вообще все замерзнет вместе с водителем и никуда не поедет.
Г) Да он вообще не заведется!»
4. «Он вообще не экономичней! Это всемирный заговор!»

Для владельцев гибридов эти пункты выглядят смешными. ?

Сначала я постараюсь «на пальцах» объяснить причину неэкономичности обычных,
негибридных машин, потом общие принципы работы гибрида и с помощью чего он экономит бензин,
а потом попунктно объясню неправоту высказывающихся
(хотя после объяснения принципа работы это уже может и не потребоваться).

Основная причина неэкономичности любой бензиновой негибридной машины
– дроссельная заслонка мотора.
Смысл в том, что если ехать на средней скорости (ну, пусть 100км/ч),
то 1.5-литровый мотор усредненной сферической короллообразной машины в вакууме
будет выдавать 20-25л.с. (при том, что типичные 1.5л моторы максимально выдают 90-110л.с.
и максимальный момент 130-150Нм).
В таком режиме дроссель открыт слегка и ДВС всасывает воздух через узкую щель.
Естественно, что ДВС таким образом работает как воздушный насос
и тратит на это немало энергии. Кто не верит, пусть попробует подышать не через нос,
а через узкую трубочку для питья коктейлей – увидите, что надолго вас не хватит.
Так вот, в таком режиме ДВС будет работать не со своим максимальным КПД 35-39%,
а всего лишь 25-30%, а при мЕньших скоростях – ещё меньше.
Вторая причина неэкономичности более очевидна – холостой ход в пробках,
когда работа ДВС, в общем-то, не нужна. Какой из этого вывод?
Заставить работать ДВС как можно чаще с более сильно открытым дросселем
и не работать вхолостую – и профит обеспечен.

Сразу появляется вопрос:
а почему этого нельзя сделать без всяких хитроумных трансмиссий?
Почему это нельзя сделать с помощью обычной коробки передач
(механической или автоматической)?
А потому, что традиционные ступенчатые КПП имеют ограниченный диапазон регулирования,
как правило от 4 до 5.5. Это число показывает, во сколько раз первая передача отличается от высшей.
Ну, к примеру, первая – 3, пятая 0.75, диапазон = 3/0.75 = 4.
Выше этот диапазон чисто технологически сделать затруднительно
(габариты/вес/нагрузки/сложность/цена. Но даже если бы таких ограничений не было,
есть гораздо более серьезное ограничение – водятел,
которому переключать более 5-6 ступеней будет просто лень).
Поэтому низшие передачи подбираются для более-менее нормального разгона,
а высшие – для приемлемой экономии и максимальной скорости,
приблизительные передаточные числа МКПП от 3 до 0.75, для АКПП от 2.5 до 0.5.
А теперь вспомним, какие ПЧ для короллообразных?
При 100км/ч на 5 передаче обычно около 2500об/мин.
Это означает, что если ДВС должен выдавать около 20л.с.,
то он должен развивать всего 57Нм крутящего момента, а это всего лишь треть от номинала.
То есть, дроссель пропускает всего лишь треть воздуха от максимально возможного.
Если бы ДВС работал при вдвое меньших оборотах (1250об/мин)
и выдавал вдвое больший момент (114Нм), то мощность была бы той же,
а расход бензина заметно меньше, так как дроссель был бы открыт сильнее
и меньше сопротивлялся потоку воздуха.
Но короллобразные этого режима осилить не могут – при таких «растянутых» ПЧ
разгоняться до 100км/ч они будут минуты, а при малейшей горке вверх
мотору не хватит момента затащить машину и придется «подтыкать» более низкую передачу,
что комфорта водятлу не прибавляет.
Поэтому Тойота напряглась и выдала на-гора хитрую трансмиссию –
электромеханический вариатор,
который в своей первой ипостаси имел название THS, а потом – HSD,
хотя по сути конструкция одна и та же.

Читайте также: Лодка лодочный мотор в новокузнецке

Смысл ее работы я уже точно словами объяснять не буду
– жаждущие информации и сами найдут картинки в инете, а остальным это не нужно.
Но вкратце – в этой коробке есть 1 планетарная передача и 2 электромотора.
В итоге вся эта электромеханическая ботва дает диапазон регулирования, равный бесконечности.
На практике – около 10-15, но и это намного больше,
чем 4 у МКПП/АКПП и 5 у клиноремённых вариаторов.
Это и означает, что можно ехать в крутую горку
при скорости 1 км/ч и оборотах ДВС 1200об/мин,
а можно при тех же 1200 об/мин ехать около 90км/ч
(А можно, наоборот, стартовать при 2700об/мин и иметь на старте 480Нм момента).
То есть, такая трансмиссия ВСЕГДА сможет обеспечить режим работы ДВС
максимально «внатяг» — то есть минимум об/мин и максимум Нм,
а это и есть максимальный КПД. Ферштейн?
Собственно, вот и вся премудрость.

Исключение работы вхолостую гораздо проще и шире распространено
– системой старт-стоп оснащаются и другие машины.
Это тоже заметно экономит луц, но в основном в пробках.
Еще одна «фишка» гибридов от Тойоты – моторы с циклом Аткинсона.
Опять-таки, долго объяснять не буду (это есть в инете),
но смысл – с помощью фаз ГРМ уменьшаются всё те же насосные потери на низких нагрузках,
это повышает КПД. Рекуперация же сделана вообще «за компанию»,
только потому, что есть аккумулятор и есть электромоторы,
которые могут работать генераторами – почему бы не собрать дармовую энергию при торможении?
На практике же сбережённые рекуперацией 50Втч энергии –
это всего лишь 17мл бензина. Крохи.
Аэродинамика вносит гораздо больше:
Приус экономит 1л/100км бензина за счет низкого Сх=0.26 на скорости 100км/ч
и 2л/100 – при 150км/ч (по сравнению с короллообразными с Сх=0.35)

Итак, по пунктам, экономию дают:
1. Электромеханический вариатор с очень широким диапазоном регулирования, который очень эффективно нагружает ДВС и не даёт ему тратить энергию на прогон воздуха через узкую щель дросселя.
2. Система старт-стоп, которая глушит ДВС в тех случаях, когда его работа не нужна.
3. Цикл Аткинсона, дополнительно уменьшающий насосные потери.
4. Улучшенная аэродинамика.
5. Рекуперация энергии при торможении.

Ну, теперь для проформы, комментарии «перлов»:
1. Гибрид может ехать на батарее, но не это дает экономию,
а то, что потом при включенном ДВС мотор эффективно нагружается
и работает с сильно открытым дросселем, что дает высокий КПД.
2. Гибрид экономичней потому, что может создать такие передаточные числа в коробке,
какие короллам и не снились.
3. Зимой гибрид экономит меньше (это правда), но не из-за батарейки,
а из-за прокладки между рулем и сиденьем, которой нравится ехать в тепле.
А поскольку тепла зимой нужно много, то ДВС не столько жжёт бензин для езды,
сколько для обогрева, а обогрев нужен одинаковый что для гибридов, что для негибридов.
Поэтому если стоять в пробке в -40, то 2 машины с одинаковыми 1.5л моторами съедят,
скорее всего, одинаковое количество бензина.
Правда машину это будет напоминать отдалённо – скорее, мобильная батарея отопления.
Но вот если при тех же -40 постоянно ехать, то Приус будет,
как и летом, молотить свои 1200об/мин при 80км/ч,
а сферическое короллообразное машыно – 2000об/мин,
что сразу даст разницу в КПД и расходе.
4. Приус в нормальном техническом состоянии заводится при -56 град.

Читайте также: Мотор для стиральной машины малютка

В качестве бонуса поясняю, почему при обычной повседневной езде
нельзя достичь расхода менее 3.5л/100км даже при том,
что особо отмороженные приусофаги достигали 2л/100км,
проезжая на полном баке 2400км. Когда машина движется совсем медленно (ниже 70км/ч)
потребность в энергии для движения столь низка (менее 5кВт),
что даже супер-пупер цикл Аткинсона и не менее супер-пупер HSD
со всей их эластичностью не могут извернуться и нагрузить ДВС так,
чтоб он работал с сильно открытым дросселем.
Даже на своих минимальных 1200 об/мин ДВС с сильно открытым дросселем
даст около 70Нм момента, а это около 9кВт.
Поэтому при низких скоростях расход опять начнёт расти.
По многочисленным личным экспериментам установлено,
что наиболее экономичная скорость для 20-ки 72-75 км/ч по спидометру.
Расход составляет около 3-3.5л/100 по ровной дороге, около 4л/100 при холмистой.
А что касается 2л/100км, то технология достижения следующая:
ставим машину на уклон, так чтоб в бак влезло почти 50л луца под завязку.
Затем движемся в режиме Pulse&Glide, то есть разгоняемся до 50км/ч,
отпускаем педаль и катимся до 30км/ч, потом опять жмём газ и разгоняемся до 50км/ч.
Степень нажатия на педаль газа должна быть такой,
чтобы время работы ДВС составляло 25% от всего времени движения.
Ну, и конечно же не забываем про перекачанные до 3атм колеса и заклеенные щели на кузове.
Хотя при таких скоростях потери на аэродинамику составят всего-то 0.3-0.4л/100км.

А где же недостатки? ?
А основной недостаток хитрой трансмиссии – в её повышенных потерях.
Ведь если в ступенчатых коробках момент передается шестернями
и энергия теряется только на трение, то в гибриде ко всему этому прибавляется необходимость
постоянно поддерживать определённое передаточное число.
А как оно поддерживается?
А довольно просто: один из мотор-генераторов работает как генератор,
вырабатывая энергию; электронный преобразователь преобразовывает
некоторый вырабатываемый ток и напряжение в другие ток и напряжение,
которыми питается второй, тяговый мотор-генератор.
Все это преобразование ведется с помощью компьютера
и поддерживаются такие обороты обоих моторов,
которые и дают нужное передаточное число и максимальную экономию.
В МКПП таких потерь нет.
Поэтому на высоких скоростях, когда ДВСу и так нужно работать
с почти максимальной загрузкой, гибрид перед негибридом уже преимуществ не даёт:
ДВСы работают одинаково эффективно,
а в трансмиссии потери выше – фейл гибрида.
Хорошая аэродинамика, конечно, частично это компенсирует,
но сама силовая установка работает с меньшим КПД.
Отсюда мораль:
для постоянной езды по автомагистралям с высокими скоростями гибрид не нужен.
Лучше дизель. (Кстати, поэтому в некоторых «специально обученных тестах»
Приус проигрывает дизельным машинам.
Просто потому, что можно подобрать такие режимы движения,
в которых гибрид преимуществ не имеет
и длительное трассовое движение с высокими скоростями –
именно такой невыгодный для гибрида режим).

Объединяя преимущества и недостатки, можно сказать, что гибрид будет полезен людям, которые:
1. Ездят в городе с разрешёнными скоростями зимой и летом
2. Ездят по трассе со средней скоростью (обычно менее 120км/ч)
Гибрид НЕ НУЖЕН людям, которые:
1. Специально ждут зимы, чтобы встать в многочасовую пробку и стоять там на месте,
постоянно греясь в машине. ?
2. Ездят с максимальной скоростью по автобанам при -40. ?

Добавлено от меня.
Тест, длительная езда на скорости 73 км\ч.
средний расход за поездку составил менее 3.5 л\100 км

Видео:Двигатель от гибридного автомобиля Toyota Prius в качестве ветрогенератора.Скачать

Приус, как работает гибрид?

Японские конструкторы смогли разработать гибридный агрегат для моделей Toyota Prius, использующий полезную работу трех двигателей. Они функционируют благодаря одноосному редуктору. Рассмотрим принцип работы и устройство гибридного двигателя Тойота Приус.

Видео:Toyota Prius ⚠️ ошибка P3120 замена М.Г.2 (мотор генератора)Скачать

Из чего состоит гибридный двигатель Тойота Приус?

Для того чтобы разобраться, как работает гибридный Тойота Приус, понадобится ознакомиться с базовыми компонентами установки. Она включает в себя бензиновый мотор и два мотор-генератора.

Принцип действия ДВС основан на использовании цикла Аткинсона. В качестве топлива допускается использовать бензин марок АИ-92 и АИ-95. Силовой агрегат отличается сниженным уровнем токсичности, экономичным расходом и высоким коэффициентом полезного действия. Функционал планетарной передачи позволяет передавать вращательный момент на колеса автомобиля, а также обеспечивать работу мотор-генератора. Это способствует выработке электрической энергии для поддержания заряда аккумуляторной батареи, функционирования климатической установки и других электроприборов.

Мотор-генератор №1 и №2

Первый предназначен для запуска ДВС, выступая в роли классического стартера. Также он обеспечивает работу мотор генератора №2, при снижении заряда АКБ. Еще одной функцией электродвигателя №1 является выработка электрической энергии для передачи заряда аккумуляторной батареи.

Планетарная коробка и электромоторы Приус (слева XW20, справа XW30)

Читайте также: Ремонт мотора печки в новосибирска

Второй мотор-генератор обеспечивает непосредственную передачу вращательного момента на колеса, беря энергию из ВВБ.

Принцип работы электромоторов Тойота Приус основан на взаимодействии электромагнитных полей. Для этого используются мощные неодимовые магниты в роторе. Обмотка статора состоит из медных проводников. Оборудование может работать в двух режимах:

Генераторный – происходит выдача трехфазного переменного напряжения с выводов статора. Оно преобразуется в постоянное, за счет применения конвертора. В дальнейшем выработанная энергия направляется на поддержание работы электрооборудования и заряд АКБ;

Двигательный – мотор-генератор получает трехфазное питание на обмотку статора, далее начинает вращаться ротор. Это происходит за счет взаимодействия магнитных полей. В результате получается кинетическая энергия.

Планетарная «коробка передач»

Сложная конструкция планетарного механизма обеспечивает качественное функционирование гибридной установки. Редуктор разработан таким образом, чтобы подключать бензиновую установку исключительно для обеспечения работы генератора или вращения колес. При этом последний режим используется только при наборе оптимального числа оборотов 2ZR-FXE. Указанный показатель находится на уровне от 2000 об/мин.

Принцип распределения работы моторов Тойота Приус гибрид, благодаря конструкции планетарного механизма, выглядит следующим образом:

передвижение машины на низких скоростях осуществляется на электротяге;
для обеспечения набора скорости и ее поддержания используется дополнительная энергия от генератора, который двигается с помощью ДВС.

При этом главной чертой планетарного устройства является отсутствие непосредственной связи между бензиновым агрегатом и приводом колес.

Видео:С этими моторами любая самоделка будет просто летать!Скачать

Описание режимов работы гибридной силовой установки

В указанном разделе рассмотрим, как работает гибридная установка Тойота Приус в различных режимах. Среди них:

начало перемещения с запуском ДВС;

старт на электротяге и движение на высокой скорости;

Начало движения с запуском ДВС

Данный режим используется при недостаточном заряде АКБ для старта с места Тойота Приус. В этом случае гибрид работает следующим образом:

За счет действия мотор генератора №1 осуществляется вращение планетарного механизма, который запускает двигатель внутреннего сгорания;
Силовой агрегат внутреннего сгорания начинает разгонять мотор-генератор №1, что сопровождается переходом последнего в генераторный режим. Далее происходит выработка требуемого количества электрической энергии для заряда АКБ и обеспечения работы второго мотор генератора;
2ZR-FXEможет работать исключительно для обеспечения работы первого мотор генератора и поддержания требуемого напряжения в электрической сети Тойота Приус.

Старт на электротяге и езда на высокой скорости

Электротяга гибридной установки Toyota Prius работает при старте машины с места в следующей последовательности:

Езда начинается при заглушенном бензиновом агрегате;
Электродвигатель №2 приводит в движение колеса и электромотор №1 через шестеренчатую передачу планетарного механизма. Указанный процесс обеспечивается запасенной энергией аккумуляторной батареи. При этом происходит преобразование напряжения из постоянного в переменное.

Для обеспечения движения Приус на высокой скорости, когда достигаются допустимые обороты электродвигателя №1, используется следующий принцип:

Мотор-генератор №2 посредством шестерен переключается на вращение первого с кратностью 2.6;
Это обеспечивает уменьшение скорости вращения электромотора №1 в 2.6 раз, по отношению ко второму. Максимально допустимое число оборотов для первого электродвигателя составляет шесть тысяч, набираемых при скорости в 64 км/ч.

Запуск ДВС на ходу

Принцип работы гибрида Тойота Приус с запуском 2ZR-FXE в процессе движения выглядит следующим образом:

Бензиновый силовой агрегат включается в момент остановки мотор генератора №1, который тормозится за счет изменения направления электромагнитного потока в противоположную сторону относительно вращения ротора. При этом запуск мотра происходит благодаря снятию вращающегося момента с колес автомобиля;
После набора оборотов двигателем внутреннего сгорания, происходит совпадение направлений вращения всех агрегатов гибридной установки. При равенстве числа оборотов будет наблюдаться равномерное распределение сил на вращение колес;
При увеличении оборотов ДВС, в сравнении с электромотором №2, будет наблюдаться рост вырабатываемой электроэнергии мотор генератором №1. Она распределяется на зарядку АКБ и поддержание дальнейшего движения, за счет передачи энергии на электродвигатель №2.

Из указанного режима функционирования гибрида можно четко проследить, что мотор напрямую не соединен с колесным приводом. Он передает энергию на вращение колес только при равенстве числа оборотов колес и оси двигателя. Базовая задача бензинового агрегата — функционирования электрогенератора. Это позволяет поддерживать требуемую емкость аккумуляторной батареи.

Задний ход

За езду автомобиля Тойота Приус задним ходом отвечает мотор-генератор №1. В момент заглушенной установки внутреннего сгорания, первый электромотор переходит в двигательный режим. Это сопровождается противоположным вращением относительно мотор-генератора №2. При этом планетарная ось фиксируется на месте, а вращающий момент с первого электродвигателя передается ко второму, посредством шестеренчатой передачи планетарного механизма. Происходит вращение электромотора №2 в обратную сторону, что сопровождается движением автомобиля задним ходом.

При запущенном бензиновом агрегате, для передвижения задним ходом необходимо увеличить число оборотов электродвигателя №1 относительно двигателя внутреннего сгорания.

Видео:Мотор Тойота Аква. Как повысить обороты мотора не перематываяСкачать

Заключение

Конструкция гибрида Toyota Prius позволяет получить экономию топлива за счет следующих факторов:

Автоматический пуск и остановка бензомотора в требуемые моменты, с использованием цикла Аткинсона для его функционирования;
Сбор энергии рекуперации при торможении;
Эффективная нагрузка бензинового силового агрегата благодаря монтажу электромеханического вариатора;
Отличная аэродинамика.

источники:

https://evakuatorinfo.ru/toyota-prius-motor-generator