A Toyota Prius és a Hibrid Technológia: Működés, Karbantartás és Tippek a Hatékony Vezetéshez

A Toyota Prius[1] egy hibrid hajtású személyautó, amelyet a japán Toyota Motor Corporation gyárt 1997 óta. A piacon minden bizonnyal a Toyotáé a legrégebbi, ennélfogva legismertebb hibrid rendszer. 1997-ben Japánban adták el az első Prius járművet, amelyet a Toyota Motor Corporation készített. 2001 körül terjedt el jobban a világban, 2003-ra közel 160 000 darab készült a típusból. Összesen 4 generációja van, de már az ötödik is megjelent. Az XW10 az első generáció, az XW20 a második generáció, az XW30 a harmadik generáció, míg az XW50 a negyedik generációt jelöli. Az XW60 az ötödik generációs Toyota Prius, melyet 2022-ben mutattak be.

A Hibrid Hajtáslánc és a Különleges "Váltó"

A hibrid rendszerek, különösen a Toyota megoldása, sokban eltérnek a hagyományos belső égésű autókétól. Így bizonyára sokan tudják, hogy a Prius, vagy épp a hibrid Corolla úgy tesz, mintha automata váltós lenne: a karon a szokásos R-N-D és B jelzéseket látjuk. Pedig a japán gyártó autóiban valójában nincs klasszikus értelemben vett váltó. Helyette egy bolygómű kapcsolja össze az elektromos- és benzinmotort, maga osztja be, melyik mit csinál, és mikor csinálja.

A Toyota megoldását sokan hiszik CVT váltónak, pedig csak a viselkedése hasonlít arra, de hogy ne legyen ilyen egyszerű a képlet, más gyártók valóban építenek ilyen fokozatmentes automatát hibridbe. A CVT előnye, hogy a sok automata váltóra jellemző késedelemmel nem kell megküzdeni, és a szerkezet elfedi a villany- és benzinmotor összjátékát, viszont kevésbé tudja hasznosítani a mozgási energiát töltésre, mint más megoldások.

A Priusok működése rendkívül finom és hatékony. Induláskor a villanymotor nagy nyomatékkal hajtja az autót néhány méteren át, 40 km/h-s sebességig. Azután egyenletes, közepes fordulaton beindul a belső égésű motor, de nincs zúgás és erős zaj. Fékezésnél, amikor megállunk a forgalomban, leáll a másfél literes benzinmotor, és nem indul újra addig, amíg újra fel nem gyorsul az autó. Induláskor újra a csendes elektromos motor veszi át a meghajtást, amely indítási energiáját részben a lejtmenetből és a fékezésből visszanyert akkumulátortöltésből kapja.

A Priusokban nincs kuplung, nincs turbó, nincs kettős tömegű lendkerék, a harmadik generációs modellben még szíjak sincsenek: egy csomó alkatrészt el lehet felejteni, amelyek más kocsikban előbb-utóbb elkopnak és drágán cserélhetők. A Prius jellegéből fakadóan békés, spórolós vezetést kívánó autó, így aki ráérez a hibrides stílusra, nem fogja gyors kanyarokkal, extrém gyorsításokkal és fékezésekkel terhelni a kocsit.

A Prius gyújtógyertyáinak fontossága

Műszaki adatok (példa, generációtól függően eltérő lehet)

Pedálok és Regeneratív Fékezés: Modern Autóvezérlés

Sok tévhit kering az elektromos autókról, de egy dologban szinte mindenki egyetért: fékezéskor az elektromos autó visszatölt. Hogyan működnek a pedálok és a "váltó" egy elektromos autóban? Kezdjük azzal, hogy az elektromos autókban a pedálok máshogy működnek, mint a régebbi benzines autókban. A gázpedál nem áll fizikai kapcsolatban semmivel, hanem egy elektronikus érzékelő figyeli a helyzetét.

A fékpedál sincs egyértelműen a fékbetétekhez kapcsolva. Biztonsági okokból megtalálható a hagyományos fékrendszer, de van egy szakasz, amikor a pedált egy rugó ellenében nyomjuk, és egy érzékelő figyeli a szöghelyzetet. Ebben az esetben fizikailag semmi sem történik. Ezt azért jó tudni, mert segít megérteni, hogy egy modern autóban nem vasakat nyomkodunk, hanem számítógépeknek adunk bemenő jelet. Csak megmondjuk az autó komputerének, mit akarunk, az pedig eldönti, mit csináljon.

A "váltó" ugyanazt csinálja, mint a gázpedál: elektronikus jellé alakítja a vezető szándékát. Megmondja a vezérlőegységnek, hogy merre akarunk menni, esetleg milyen stílusban (sport, normál, motorfék). A kezelőszervek elektronikus kapcsolaton keresztül tudatják az autó számítógépével, hogy mit akar a vezető. Amikor nyomjuk a gázpedált, az elektronika a motorvezérlőn keresztül árammal látja el a motort.

Ha pedig a féket nyomjuk, akkor a motor segítségével, szintén a motorvezérlőn keresztül, áramot juttat az akkumulátorba, ami lassulást okoz. Ahogy a gyorsítást is fokozatmentesen tudja szabályozni az elektronika, úgy a lassítást is ugyanilyen finomsággal adagolja. Elektromos vagy hibrid autóban tehát minden felhasználó használja a visszatöltős fékezést, akár akarja, akár nem, akár tud róla, akár nem!

A Visszatöltés Mértéke és a "B" Fokozat

A visszatöltéssel való fékezés lassító képessége egyenesen arányos az autó sebességével. Ebből következik, hogy 5-10 km/h-s sebességnél már nem igazán lehet érdemi negatív gyorsulást elérni visszatöltéssel. Ilyenkor a számítógép jelet ad az üzemi féknek. Normál használat mellett minden elektromos és hibrid autó így fékez, így nem kopnak el a féktárcsák és fékbetétek még 100.000 km megtétele után sem, mert az autó 90%-ban a motorral fékez.

A Toyota Prius 1.5 akkumulátorának részletei

Érdemes megemlíteni, hogy ez a viselkedés a normál használatra igaz. Mi a helyzet akkor, ha az akkumulátor töltöttsége 100%? Ilyenkor az akkuba hivatalosan nem fér több töltés, ezért nem működhet a visszatöltés sem. Az elektromos és hibrid autókban általában találunk egy olyan módot, ami extra erős motorfékhatást biztosít. A közhiedelem szerint az autó csak ilyenkor tölt vissza, de ez nem igaz. Inkább egy kényelmi extraként érdemes tekinteni rá, amely lehetővé teszi, hogy az autót 90%-ban egy pedállal vezessük.

Nem kell átlépegetni a fékre, ha meg akarunk állni, egyszerűen csak fel kell engedni a gázpedált és az autó elektronikája először visszatöltéssel lassít, majd egyes típusoknál az üzemi fék használatával megállítja a járművet. A „B” fokozat tartós lejtmenet esetén is hasznos lehet, mert nem kell folyamatosan nyomni a féket, az autó számítógépe biztosítja a motorfékkel elérhető maximális fékhatást, amibe csak ritkán kell pluszban belefékezni.

Sokszor látom leírva, hogy az e-pedal (vagy a „B” mód) veszélyes, mert az erőteljes motorfék megviccelheti a mögöttünk haladót. A feltételezés abból indul ki, hogy az autó féklámpája a fékpedál nyomására aktiválódik, de egy modern villanyautó esetén ez már nem igaz. Érdekes kérdés, hogy milyen hatással van a regeneratív fékezés az autó akkumulátorára. Mivel a visszatöltést számítógép vezérli, amibe beprogramozták, hogy mekkora árammal szabad maximum tölteni az akksit, nem lehet probléma.

Hatékonyság és Vezetési Tippek

Sokan úgy gondolják, hogy a regeneratív fékezésnél nincs hatékonyabb módszer az energiával való spórolásra, de ez sem teljesen igaz. A hatótávnövelés szempontjából a legjobb módszer a kigurulás vagy más néven vitorlázás, amikor az autót hagyjuk szabadon futni egészen a megállásig. Egy autó 50 km/h-s sebességről közel 1 km-t képes gurulni mielőtt megáll, tehát amikor a forgalmi szituáció megengedi, akkor a legjobb, amit tehetünk, hogy normál „D”-ben haladva levesszük a lábunkat a pedálokról és hagyjuk szépen gurulni az autót.

A fékezés közbeni energia visszanyerésnek van egy hátránya, ami miatt jobb a kigurulás, ez pedig a 100% alatti hatásfok. Amikor gyorsítunk az autóval, már akkor kialakulnak bizonyos veszteségek a rendszerben. Az akkumulátornak, a motorvezérlőnek, a motornak, a hajtásnak és a keréknek is van egy bizonyos hatásfoka. Amikor visszatöltéssel fékezünk, akkor az energia ugyanezen az útvonalon, halad végig egészen az akkumulátorig. Ha ez megint 90% alatti, akkor az össz hatásfok nem lehet nagyobb ~80%-nál. Tehát ideális esetben csak a gyorsításra fordított energia 80%-a nyerhető vissza. Ez az oka annak, hogy jobb a vitorlázás. Természetesen egy tisztán belsőégésű motoros jármű a mozgási energia 0%-át képes visszanyerni fékezéskor!

Hibrid egyterű teszt: Prius+

A másik trükk a hatékony vezetésre a folyamatos lassú haladás. Egy korábbi teszt szerint 50-60 km/h környékén olyan keveset fogyaszt az autó, hogy az átlagos használathoz képest majdnem dupla hatótáv is elérhető.

Energiatakarékos Üzemmódok (ECO mód)

A villanyautók többségén van valamilyen energiatakarékos mód. A legtöbb gyártó „eco” jelzőt aggat erre a funkcióra. Ha benyomjuk a gombot, vagy aktiváljuk a menüben, sok érdekes dolog történik, amivel nem biztos hogy tisztában van a felhasználó. A legfontosabb és valóban hasznos korlátozás, a motor teljesítményének csökkentése. Ezzel a gyorsítás mértékét és a végsebességet is limitálni lehet. Tulajdonképpen egy gyengébb autót kapunk a nagyobb hatótávért cserébe.

A másik - elég bosszantó dolog - hogy a belső hőmérséklet szabályzásáért felelős rendszer (klíma, fűtés, levegő befúvás) hatékonysága is csökken. Sok esetben belső keringetésre kapcsol és a ventilátor ereje is jelentősen lecsökken. Az, hogy a klímát csak 1-2 °C fokkal hidegebbre állítsuk, mint a külső hőmérséklet vagy hogy a fűtést 15-18 fokra állítva kormány és ülésfűtéssel vezessünk még elfogadható, mert óránként akár 3-4 kWh energiát is megtakaríthatunk. Viszont a szellőztető ventilátor kikapcsolásával, a lámpák lekapcsolásával és a rádió kikapcsolásával egy 3-4 órás út során is maximum 0,5 kWh-át nyerhetünk. Megéri?

Aki elektromos autóba ül, mindenképp fogja használni a regeneratív fékezést, akár tisztában van vele akár nem. Az autó számítógépe igyekszik először mindig visszatöltéses fékezést alkalmazni. Az e-pedal és a „B” mód nem takarékos üzemmódok, hanem kényelmi extrák, érdemi megtakarítást átlagos vezetési körülmények között nem lehet velük elérni, viszont városban, dinamikus vezetési stílus esetén javasolt a használatuk. A hatótáv növelésének leghatékonyabb eszköze továbbra is az óvatos pedálkezelés, a kis sebesség és az előrelátó vezetés. Ugyan kicsit ellentmond ezzel a villanyautók kiemelkedő dinamizmusa és kanyarstabilitása, de ha meguntuk a játszadozást, jöhet a fogyasztási rekordok beállítása.

Akkumulátorok: Élettartam és Kezelés

A Priusban két akkumulátorral szerelik az autótː egy nagyfeszültség (HV), ún. meghajtó akkuval és egy 12 voltos, kisfeszültségűvel (LV). A tölthető HV-akku mechanikusan elválasztva, 38 modulból álló, 273,6 voltos feszültségű, 6,5 Ah kapacitású és 53,3 kg tömegű, japán Panasonic gyártmányú nikkel-metál-hidrid akkumulátor (NiMH)[7]. Élettartama megnövelése érdekében csak teljes kapacitása 40-60%-ára tanácsos feltölteni, hogy maradjon hely a fékezési energia-visszatáplálásnak.

A második generációs Priusnak 1,310 kWh-s, 28-modulos meghajtó akkumulátora van. Minden modul hat db, sorbakapcsolt, egyenként 1,2 V-os, 6,5 Ah-s Prismatic NiMH cellából áll, 7,2 V-on, 46 Wh/kg-os energiasűrűséggel és 1,3 kW/kg-os kimenő teljesítménnyel[9]. Minden modul beépített töltésvezérlőt és relét tartalmaz. Belőlük 28-at sorbakapcsolva kapjuk a 201,6 V; 6,5 Ah-s meghajtótelepet, amelyet energiatároló rendszernek is neveznek. A számítógép által felügyelt töltésvezérlő az akkumulátor töltését 38% és 82% között tartja, átlagosan 60% körül. Kevés töltési ciklus esetén a telepnek csak kis nettó tárolókapacitása (kb. 400 Wh) hasznosul a hibrid meghajtórendszerben és drámaian növelhető az élettartama a hőelvezetéssel.

Az egyetlen "sötét ló" ebben a rendszerben sokáig a nagyfeszültségű akku volt, de mára már annyi idő eltelt, hogy ennek az alkatrésznek is ismerjük az elhasználódási jellemzőit. A nikkel-metálhidrid akkumulátorok jellemzően 10-12 év és sok százezer kilométer után kezdenek el annyira gyengülni, hogy már javítást igényeljenek. Az akkumulátor élete cellacserékkel és egy hozzáértő szervizben elvégeztetett felújító-beállító kezeléssel néhány tízezer forintos költséggel többször meghosszabbítható!

Érdemes tudni, hogy a kombisabb formájú, nagyobb utasterű, hétüléses változatban is kapható Prius+ akkumulátora nem Ni-MH, hanem lítium-ion. Ezeknek az akkuknak az elhasználódásáról még nincs elegendő tapasztalat, mert ez a típusváltozat csak 2011 után készült és egyszerűen még nem elég öreg ahhoz, hogy tudjuk, mire számítsunk az akkuval.

Amikor a Prius már tíz éve kapható volt az amerikai piacon, 2011 februárjában a Fogyasztói Jelentések megvizsgálták az akkumulátortelep élettartamát és cseréje költségeit. A magazin egy 2002-es Toyota Priust vizsgált 200 000 mérföldes futásteljesítmény után, és összehasonlította annak eredményeit egy 2001-es Prius 2000 mérföldes futás után, a cég által tíz évvel korábban elvégzett teszt eredményeivel. Az összehasonlítás csak egy kis különbséget mutatott ki az üzemanyag-felhasználás és a gyorsulás tekintetében. Az 2001-es modell 5,79 l/100 km, míg a 2002-es nagy futásteljesítmény után 5,82 l/100 km értéket mutatott. A Toyota Hibrid Akkumulátor ExtraCare csak és kizárólag a nagyfeszültségű (hibrid) meghajtó akkumulátor váratlan meghibásodására vonatkozik a Hibrid Állapotellenőrzés során átadásra kerülő szerződésben részletezett feltételek mellett.

Gyakori Karbantartási Kérdések és a Kerékcsapágy Diagnosztika

A hibridautók speciális karbantartást igényelhetnek, de alapvetően megbízhatóak. A fékrendszer, mivel nagyrészt a regeneratív fékezés végzi a lassítást, kevésbé kopik. Azonban más alkatrészeknél, mint például a kerékcsapágy, előfordulhat meghibásodás.

Kerékcsapágyra tippelek de lehet ez valami más is? A csapágy hibát - ha az - hogy tudom tutira megállapítani?

Simán lehetséges, én már átestem egy bal első kerékcsapágy cserén, ami a Priusoknál elő szokott jönni. Elviszed egy futóműveshez, az azt is megmondja egy próbakör és szlalomozás után, hogy melyik kerék! Plusz megemeli, és N-be téve forgathatók kézzel a kerekek!

Figyelmeztetés Prius tulajdonosoknak: Viszont figyelj arra, hogy csak gyújtáson lehet N-be tenni, de ne Ready-ben legyen (tehát fék nélkül 2x Start), nehogy beinduljon a benzinmotor, mert az meglepődést, és esetleg sérülést okozhat (autót is megrántja P-ben, pedig akkor földön áll - habár N-ben elvileg nem lehet baj). Ezekre Neked kell ügyelni, mert annyira még nincsenek képen a hibrid működéssel. Továbbá arra is, hogy ezalatt kapcsold le a szellőzést-klímát, rádiót, világítást, ajtók legyenek rendesen csukva a beltérvillany miatt, mert egy ilyen vizsgálat eltarthat megemeléssel együtt n x 5-10 percig is, azt nehogy leszívja a kis aksit.

Ha jó füled van, akkor Te is hallgatózhatsz, hogy honnan jön a hang. Érdemes átülni anyós oldalra is, esetleg hátra, más perspektívából meghallgatni, akkor jobban kijön, hogy honnan hallani. Ha meg már nagyon rossz, akkor megemelve simán megforgatva is érezni, hogy melyik forog "érdesebben". Ha meg még rosszabb, akkor már megállva a felnit megfogva esetleg meleg is az a kerék közepe. Aztán már csak besül, és megforog a csapágy, akkor cserélheted a bölcsőt is. Úgyhogy sokáig ne húzd.

Cserélni lehet házilag is, de én szervízbe vittem, miután már a féltengely csavarját sem tudtam lelazítani, mert nem volt akkora kulcsom (illetve méretre volt, csak mélységre nem - mert kiállt a féltengely menetes része is). De mint kiderült jobban is tettem, mert jobban le kell bontani, mint gondoltam (egész bölcsőt kiszedni satupadra), mert a csapágyat-kerékaggyal sem tudtam volna kivenni, mert a futóműszervíz is csak préssel tudta, az is valami embertelen nyomással. Továbbá visszarakni is préssel kellett. Márkának csak az SKF-et javasolják (persze dupla annyi, mint a másik Jakoparts 40 vs 80), ha nem akarsz többet foglalkozni vele. De kedvezménnyel jobb ár is lehet.

Általános Karbantartás és Megbízhatóság

A hibridtechnika sokat finomodott, a Prius pedig nagyot nőtt a második majd a harmadik generáció bemutatásával. A 2003 és 2009 között gyártott 2-es széria jó állapotú, fiatal, keveset futott példányai, jellemzően az 1,5-2,5 milliós árszegmensben illetve a 2015-ig készült 3-as Prius olcsóbb, nem sokkal két- két és félmillió forint feletti darabjai a leginkább a megbízhatóságra hajtó Prius-rajongók kedvencei. Ezek a modellek még toyotás viszonylatban is különösen tartós autók. Nem is csoda, mert a sokak által még ma sem egészen értett hibridtechnika a takarékosság mellett minden porcikájában a tartósságot szolgálja. A Priusok láncos vezérlésű benzinmotorjai Atkinson-ciklusúak, vagyis viszonylag szűk tartományban, alacsony és közepes fordulatszámon pörögnek.

2-300 ezer kilométer után már senki ne csodálkozzon azon, ha ki kell tisztítani az EGR-szelepet, ki kell cserélni a vízpumpát vagy komolyabban hozzá kell nyúlni a fékhez, a futóműhöz. Az idősebb kocsiknál a rozsdásodás ellenőrzésére kell nagy figyelmet fordítani. A Prius szépen öregszik, az utastere se válik leharcolttá akár százezer kilométereken át sem, de az alját ugyanúgy képes megtámadni a korrózió, mint a hagyományos technikájú autókét!

Karbantartási követelményekkel kapcsolatos leírás megtalálható a gépkocsi Kezelési utasításában és a Szerviz és garancia füzetben. A periódikus karbantartások során cserélendő / ellenőrzendő alkatrészekről és az intervallumokról részletes információt talál a gépkocsi Szerviz és garancia füzetében. A Toyota jótállási feltételi értelmében Önnek biztosítania kell, hogy járműve részt vegyen a gyártó által előírt karbantartásokon és be kell tartania a használati útmutatóban foglalt utasításokat.

Gumiabroncsok és Kerekek

A gépkocsi gyári gumiabroncs és keréktárcsa méretei megtalálhatók a gépkocsi COC dokumentumában (Megfelelőségi nyilatkozat) Tyre/wheel rész alatt. Az érintett dokumentumot az első forgalombahelyezéskor az eladótól a vásárló megkapja. A téli és nyári guminak eltérő az összetétele. A vulkanizálással alakítják ki a lágyságát, keménységét. Nyári, téli, 4 évszakos gumiabroncsok valamint komplett "gyári" téli szerelt kerék szettek vásárlása is lehetséges márkakereskedéseinkben, ahol a részletes kínálatról, elérhetőségekről és árakról is részletes tájékoztatást kaphat.

Az Összkerékhajtás (AWD) a Későbbi Prius Modellekben

A Prius minden változatát kicsit más külsővel látja el a Toyota a negyedik generáció esetében, így már messziről könnyen megkülönböztethető a hagyományos öntöltő verzió a konnektorostól. Most pedig egy harmadik variáció lép a színre, méghozzá a frissített verzió, mely a külső mellett új technikai megoldást is hoz. Nagy részben hasonlít az alapkivitelre, ám a kifogásolható részleteken finomítottak egy keveset. Eltűntek az első fényszórók alsó nyúlványai, valamint a hátsóké is kicsit átalakult, most már nem lefelé, hanem vízszintesen befelé nyúlnak a csomagtérajtóra.

A technikai frissítés persze a lényeg, és az összkerékhajtás itt is ugyanúgy értendő, akárcsak a Volvo, vagy a PSA rendszerénél, vagyis fizikai összeköttetés nincs a benzinmotor és a hátsó kerekek között. Egy nagy teljesítményű - pontosan nem tudni, mekkora - villanymotor került a hátsó tengelyre, mely egy külön nikkel-fém hidrid akkumulátort is kapott, amit a hátsó üléssor alá építettek be. A hátsó hajtás 10-70 km/h-ig működik, vagyis lép segítségbe, de csak akkor, ha az első kerekek megcsúsznának, havas, jeges, vagy vizes útburkolaton. Került egy villanymotor a hátsó tengelyre, külön akkumulátort is kapott, de csak bizonyos esetekben, megcsúszáskor szól bele a hajtásba, fizikai összkerékhajtás nincs.

Vezetési Dinamika és Biztonság

A gyárak törekednek inkább alulkormányzottra építeni a járműveket, mint túlkormányzottra, hiszen az biztonságosabban, nagyobb eséllyel kezelhető. Fékezés nélkül haladva a tapadóerőt az iránymódosításra tudjuk használni. Amennyiben kormányzunk és fékezünk is, a tapadóerőt megosztjuk, megbontjuk. Kisebb lesz az oldalvezetés, hamarabb túllépheti a jármű a tapadási határt. Fékezéskor az ABS szakaszosan dolgozik: felváltva gördül és megcsúszik a kerék. A vezetéstámogató rendszerek segítenek ebben, de egy határon túl azok sem mindenhatóak.

Használt Prius Vásárlása és Élettartama

A 2003 és 2009 között gyártott 2-es széria jó állapotú, fiatal, keveset futott példányai, jellemzően az 1,5-2,5 milliós árszegmensben illetve a 2015-ig készült 3-as Prius olcsóbb, nem sokkal két- két és félmillió forint feletti darabjai a leginkább a megbízhatóságra hajtó Prius-rajongók kedvencei. Ezek a modellek még toyotás viszonylatban is különösen tartós autók. A vásárláshoz érdemes tapasztalt priusos segítséget magunkkal vinni, aki tudja, hogyan kell pontosan működnie a hibridrendszernek, milyen finoman kell váltania az elektromos és a benzines üzemmód között a technikának. A műszerfali hibajelzések, az elektromos üzemmód tiltása, a próbaúton nem töltődő akkumulátor mindenesetre nem elfogadható jelenség egy ennyire megbízható típusnál. És persze érdemes szem előtt tartani, hogy a tágas utasterű, a kompakt és a középkategória határán billegő, kis fogyasztású Priusokat a taxisok is nagyon kedvelik Európa-szerte.

Villamosmérnökként szakmai csodálattal tekintek minden elektromos járműre, ugyanakkor azt látom, hogy sok az ismerethiányból adódó ellenérzés irántuk. Írásaimmal ezen szeretnék pozitív irányban változtatni!

tags: #prius #2 #elso #kereket #forgatni #szabad

• Hogyan működik az Espace futómű-szabályozása?
• Az Opel Zafira fejlődése
• Üzemanyag betöltő cső hibaelhárítás Ignis
• Varázslatos védelem és stílus
• Mazda 6 rendszámvilágítás csatlakozó javítása