Toyota Prius Hybrid

O alternatywnych napędach i źródłach energii mówi się od dawna, jednakże do ich rozpowszechnienia wciąż jeszcze jest daleko. Oprócz barier finansowych, technologicznych i infrastrukturalnych do pokonania pozostaje wciąż – bodaj czy nie najtrudniejsza z nich – bariera przyzwyczajenia. Okazuje się, że szansę na popularność może uzyskać tylko taki pojazd, którego obsługa i użytkowanie jedynie w minimalnym stopniu będą inne niż zwykłego auta z silnikiem spalinowym, zasilanym benzyną lub olejem napędowym. Do wniosków tych doszła Toyota, wprowadzając na nasycony i konserwatywny europejski rynek hybrydowego Priusa, przystosowanego specjalnie do tutejszych wymagań.
Sprzedaż Priusa ruszyła w Japonii pod koniec 1997 r. i znalazło się dotychczas 40 tys. nabywców. Od połowy tego roku samochód jest także dostępny w USA. Zmiany wprowadzone w jego konstrukcji na potrzeby klientów ze Starego Kontynentu skłoniły producenta do operowania, nieco na wyrost, określeniem „druga generacja”.
W istocie skupiono się na optymalizacji oprogramowania, sterującego pracą zespołu napędowego, w kierunku podniesienia osiągów, przybliżając je do europejskich warunków ruchu (wyższe średnie prędkości jazdy); skorygowaniu charakterystyki zawieszenia z uwzględnieniem specyfiki tutejszych dróg (większa „twardość”); dodaniu tylnego stabilizatora i zastąpieniu tylnych hamulców bębnowych tarczowymi. Inny jest również zestaw akumulatorów, ma o 60% mniejsze wymiary i o 30% mniejszą masę niż pierwotnie. Kosmetyczne modyfikacje nadwozia (kształt zderzaka, lamp, spojlera) zbliżają je do gustów mieszkańców Europy. Wyposażenie, zarówno to wpływające na komfort, jak i na bezpieczeństwo jazdy, nie odbiega od przyjętych tu standardów.
Przypomnijmy jednak, że jest to pojazd, w którym zastosowano hybrydowy, elektromechaniczny zespół napędowy, łączący cechy układu szeregowego i równoległego, o nazwie własnej THS. Składa się on z czterocylindrowego silnika benzynowego o zmiennych fazach rozrządu i mocy 53 kW, silnika elektrycznego prądu zmiennego o pracy odwracalnej i mocy 33 kW, generatora energii elektrycznej, przekładni planetarnej, baterii 38 akumulatorów NiMH połączonych szeregowo, o nominalnym napięciu 274 V oraz przetwornicy prądu stałego. Działanie instalacji koordynuje elektroniczny system sterujący, nadzorujący przepływ mocy zależnie od warunków ruchu. Głównym zadaniem silnika spalinowego, funkcjonującego przy możliwie stałym obciążeniu (maksymalna sprawność, minimalna emisja toksyn) jest napędzanie kół jezdnych. Nadmiar wytwarzanej przezeń energii zasila generator, który przetwarza ją na prąd elektryczny, ładujący akumulatory lub poruszający silnik elektryczny. Podczas pokonywania wzniesień lub wyprzedzania, gdy niezbędny jest zapas mocy, dostarcza jej silnik elektryczny, czerpiący energię z akumulatorów. W warunkach pracy silnika spalinowego, wykraczających poza zadany zakres, optymalny z punktu widzenia sprawności i zawartości w spalinach substancji szkodliwych (np. wolna jazda w mieście, bieg jałowy, zjeżdżanie ze wzniesienia, ruszanie z miejsca) zostaje on automatycznie wyłączony na rzecz maszyny elektrycznej. Odwracalność jej pracy pozwala na odzyskiwanie energii hamowania. Funkcje tradycyjnego alternatora i rozrusznika przejął generator. Moment obrotowy trafia na koła przednie poprzez przekładnię redukcyjną. Podczas cofania wykorzystywany jest wyłącznie napęd elektryczny. Działającą samoczynnie przekładnię dystrybuującą płynnie moc (jej działanie przypomina pracę bezstopniowych przekładni typu CVT) tworzą generator, silnik elektryczny, złożenie planetarne i przekładnia redukcyjna. Zespół planetarny znajduje się tuż za silnikiem spalinowym. Z jego wałem korbowym jest połączony koszyk satelitów, podczas gdy silnik elektryczny współpracuje z kołem o zazębieniu wewnętrznym, a generator z kołem słonecznym. Baterię akumulatorów zabudowano za tylnym siedzeniem, tak, aby w możliwie jak najmniejszym stopniu ograniczała przestrzeń bagażową. Przetwornica transformuje stały prąd z akumulatorów na prąd zmienny, zasilający silnik elektryczny, prąd zmienny z generatora na prąd stały ładujący baterie, a prąd stały wysokiego napięcia na prąd stały 12 V, ładujący akumulator i zasilający instalację elektryczną (oświetlenie, sprzęt audio i klimatyzację).