Toyota Prius, ultimate gadget

Prošao sam nešto više od tisuću kilometara s posuđenom Toyotom Prius pa je vrijeme i da vas upoznam s ovim automobilom. Ne bih htio tratiti slova na opise kvalitetne plastike, hoda mjenjača (kojeg Prius nema) ili detaljima u šivanju sjedala nego bih ukazao na nekoliko doista sjajnih tehnoloških rješenja koja se u Priusu nalaze. Toyota Prius je hibridni automobil i unatoč tome što je to Priusova najvažnija karakteristika nikako nije i jedina.

Toyota Prius kao i svi ostali automobili koje možete vidjeti na našim cestama koristi motor s unutrašnjim sagorijevanjem. Te motore možemo u grubo podijeliti na dvije osnovne vrste i to one koje koriste benzin (ili nadomjestke poput ukapljenog plina ili etanola) odnToyota Priusosno diesel (ili biodiesel). Prius, kao uostalom i svi ostali trenutno dostupni hibridni automobili koristi kao pogonsko gorivo benzin, no razlika je u tome što Prius ne koristi Otto motor koji je prisutan u skoro svim ostalim automobilima. Karakteristika Otto motora je rad u četiri takta (usis, kompresija, eksplozija/ekspanzija, ispuh). Da bi razumjeli zašto Prius ne koristi Otto motor potrebno je prvo razumjeti zašto Otto motor nije dobro rješenje; ako govorimo o benzinskom motoru on je najefikasniji u točki u kojoj motor postiže oko 40-45% svojeg maksimalnog broja okretaja (iznad toga unutarnje trenje komponenata motora značajno smanjuje efikasnost sustava), odnosno točka u kojem postiže 70-80% maksimalnog okretnog momenta. U automobile veličine/težine Priusa tipično se ugrađuju motori od otprilike 110 konjskih snaga, no da bi Prius držao brzinu od primjerice 100km/h potrebno mu je svega 15% te snage, a za manje brzine i bitno manje od toga. Nažalost, kada bi imali motor tako male snage, ubrzanja bi bila jako dugačka, a automobil bi usporio na svakoj uzbrdici pa su stoga motori uvijek bitno snažniji – ali najefikasnija točka benzinskog motora je i dalje bitno veća od snage na kojoj se automobil najčešće koristi. Da bi Otto motor natjerali da proizvodi samo 10-15 konjskih snaga iako je dizajniran za maksimalnih 110 potrebno je ograničiti dotok zraka u prvom taktu rada motora, no kada to učinite tada se u cilindru prilikom usisa stvara vakuum koji usporava rad motora i stvara neefikasnost.

Kako bi povečali efikasnost motora, a samim time i smanjili potrošnju goriva u Toyoti Prius se nalazi manji motor, od svega 80 konjskih snaga pa je tako optimalna točka ovoga motora bliža uobičajenom režimu vožnje nego što je to kod većih motora, no najbitnije je što se u Priusu koristi Atkinsonov/Millerov motor, koji unatoč velikoj sličnosti Otto motoru ima bitno drugačije karakteristike. Kod Atkinsonovog motora otvor zraka je cijelo vrijeme usisa u cijelosti otvoren, a ventili se ne zatvaraju kada cilindar dođe do najniže pozicije nego je otvoren još neko vrijeme tijekom kompresije (smjesa koja je izbačena koristi se za slijedeći cilindar u slijedu) pa je tako izbjegnuto stvaranje vakuuma i “gušenje motora”. Obzirom da je otvaranje i zatvaranje ventila varijabilno, moguće je precizno podesiti količinu smjese koju želite izgoriti bez da se ograniči dotok zraka što dramatično povećava učinkovitost motora i smanjuje potrošnju goriva.
Prius - kontinuirano varijabilni mjenjač (animacija)Problem Atkinsonovog motora unatoč povećanoj efikasnosti i štedljivosti je smanjeni okretni moment u nižem broju okretaja, odnosno manja snaga u višem broju okretaja – i dok su sve to dobro razlozi da se taj motor ne koristi u klasičnim automobilima, zbog Priusovog kombiniranja s električnim motorom to nije nikakav problem.

Prius koristi dva električna motora/generatora, oba su sinhrona i koriste izmjeničnu struju, a rotor koristi permanentni magnet. Razlog zbog kojeg se koristi izmjenični motor je činjenica da rotor nema na sebi zavojnicu niti kontakte s ostatkom motora što dramatično povećava pouzdanost električnog motora. Ako puštamo struju kroz zavojnice na statoru tj. kučištu motora kreiramo okretno magnetsko polje koje okreće rotor koji je “sinhroniziran” s elektromagnetskim poljem na kučištu. U trenutku kada na Priusu stisnete kočnicu ili auto sam shvati kako se nalazi na nizbrdici, isključiti će benzinski motor i umjesto da kočite motorom ili kočnicama sva energija će biti preusmjerena u elektromotore koji se tada koriste kao generatori za punjenje baterija. Elektromotori služe i kako bi pokrenuli automobil i povećali okretni moment prilikom ubrzavanja ili uzbrdica (sjetite se problema s atkinsonovim motorom).

Prius - kontinuirano varijabilni mjenjaÄ�I na kraju, kako bi međusobno sinhronizirali ova tri motora i njihove međusobne odnose potrebno je imati i posebni mjenjač, a u Toyoti su odlučili iskoristiti kontinuirano varijabilni mjenjač kojeg ponekada u zovemo i varijator (barem je meni tako poznat). Središnji zupčanik spojen je direktno na generator, prsten na kojem se nalaze planetarni zupčanici spojen je na benzinski motor, a vanjski zupčanik spojen je na kotače i elektromotor. Računalnom kontrolom rotacije motora, elektromotora i generatora moguće je kombinirati bilo koji broj okretaja pa stoga mjenjač nije niti potreban (na animacijama se vide dva međusobno različita režima rada, u gornjem bi automobil stajao i punio bateriju, dok bi se u donjem slučaju auto kretao i punio bateriju). Baš kao i kod elektromotora i generatora, radi se o zatvorenom sustavu kojem održavanje nije potrebno.
Priusov mjenjač je napravljen tako da je vrlo sličan diferencijalu koji se koristi u svakom automobilu kako bi raspodijelio snagu između pogonskih kotača; a zbog specifične konstrukcije Prius unatrag može voziti samo na električni pogon.
Da bi automobil postigao svoju efikasnost odnosno smanjenu potrošnju goriva postoji još nekoliko dodatnih trikova. Prius uvijek kreće električnim motorom i tek kada postigne odgovarajući broj okretaja (otprilike 1000) tada pali benzinski motor, čim stisnete kočnicu, otpustite papučicu gasa ili se nalazite na laganoj nizbrdici Prius će ugasiti benzinski i početi koristiti električni motor i/ili početi puniti baterije (u unutrašnjosti automobila postoji prilično veliki TFT ekran na kojem je jasno ilustrirano što se u kojem trenutku događa). Kako bi dodatno povećao uštede, Prius tekućinu za hlađenje motora drži u termos boci te održava temperaturu motora do tri dana nakon posljednjeg gašenja (topli motor je nužan ne samo za učinkovitost nego i za smanjenje emisija štetnih plinova), a rezervoar za gorivo je napravljen od fleksibilnog materijala kako bi se izbjeglo ispravanje benzinskih plinova (zbog ovoga, ovisno o temperaturi razlike u tankanjupunog rezervoara  mogu biti i do 8 litara, tako da treba vjerovati isključivo putnom računalu). I posljednje, Prius zbog svojeg specifičnog izgleda (jedan od konstruktora je opisao Prius kao oblik spljoštenog kuhanog jajeta) ima najbolji koeficjent otpora zraka od svega 0.26 (od serijskih automobila, jedini koji je bolji je također električni Honda Insight s 0.25 ali se prodaje isključivo na američkom tržištu).

Toyota Prius je doista bitno drugačiji automobil od svega što ste dosada imali prilike vidjeti i pojedina tehnička rješenja (atkinsonov motor, elektromotori ili kontinuirano varijabilni mjenjač) su doista iznimna i pitate se što se dosada čekalo. Proučavajući ovu tematiku shvatio sam kako su automobili u posljednjih petnaestak godina prošli pravu malu revoluciju, a neka od rješenja koja se pomalo sramežljivo pojavljuju u automobilima (poput Priusa) uskoro će ući u daleko širu upotrebu te postati dio naše svakodnevnice.

U slijedećim tekstovima opisao bih malo subjektivni osjećaj vožnje u ovom autu, te se osvrnuo na ekonomiju i ekologiju cijele priče.

Misao dana:
I feel like I am diagonally parked in a parallel universe.

11 Replies to “Toyota Prius, ultimate gadget”

  1. Tekst je odličan!!! Osim toga baš bi me zanimao subjektivni dojam vožnje, ne kao svakog drugog automobila (jel dobro drži u zavojima ili ne i slično), nego kao specifičnog automobila – jel se osjeti u vožnji to njegovo uključivanje i isključivanje benzinskog motora, i jel bi vozač sam skužio da se ne radi o klasičnom automobilu da mu nitko nije rekao? Koliko na kraju taj auto ima KS? Kako funkcioniraju električni motori što se tiče pražnjenja, odnosno punjenja (jel se pune isključivo u vožnji ili?). Ako se pokvari električni motor jel se može voziti samo na benzinskom, i kako onda ići u rikverc? Koliko su hrvatski servisi sposobni održavati, odnosno popravljati takvo jedno vozilo? Čini mi se da bi troškovi održavanja, a posebno popravaka mogli biti veliki. Ili griješim? 1000 pitanja…

  2. Okej, princip funkcioniranja Atkins/Millerova motora mi je jasan… samo nadam se da će ovdje biti i ostalih detalja o automobilu… pozdrav.

  3. Ja moram priznati da nisam zadovoljan Priusom. Iako nisam ni očekivao performanse s 1.4 motorom i tolikim automobilom, razočaran sam, ali još više sam razočaran potrošnjom koja se u gradskim uvjetima (mnogo parkiranja klima) kretala oko 12, da sam ga “zgazio” mislim da bi dotaknula i 13l na 100km. Podržavam razvoj, ali mislim da Toyota s Priusom nije napravila dobar posao.

  4. cartmann, sada sam doista zbunjen, prošao sam u sedam dana nekih 1800km sa Priusom i potrošnja je uporno ispod 6 litara što god ja njemu radio (imam jedan specifični izuzetak kada sam ga natjerao na 12 ali na ograničenoj dionici puta)

    pričamo li mi o istom automobilu? (ovo je Prius model 2004/2005, tada je bila generacijska smjena)

  5. Nagnao si me da opet odem do Toyotinog salona uzeti testni primjerak. :) To nece biti ovih dana jer mi je poznanik (inace voditelj prodaje) na bolovanju pa cu radije pricekati da se vrati i uzeti auto na tjedan-dva dana. Također moram priznati da ga nisam mnogo vozio, ali zapazanja nisu u skladu s onim sto sam mogao procitati ovdje ili na linkovima koje si prilozio u posljednjem postu. Po onom sto citam auto bi u mojim rukama morao trositi manje od prosjeka zato sto ga vecinom vozim po gradskoj guzvi, naravno, nerjetko na pravcima (avenijama) ubrzam i do 100njak kmh, ali to je manji dio voznje. Ipak, zakleo bih se da je board prikazivao “current” od 11-13l na svaki jaci pritisak gasa, overall cons. grafa se ne sjecam najbolje, ali mislim da su sve linije bile iznad 7.5l, overall dionica od 50tak km (valjda ga je tu stari ili netko iz firme resetirao). S tim da su ona najcesca ubrzanja, od 60 na 110 sporija od npr. Astre 1.7dti 100hp koju smo s Cosmo opremom platili cca. 12.500 Eur manje od Priusa (17.5k na akciji vs. 30k Eur Prius).

  6. cartmann, pitanje potrošnje Priusa je vrlo komplicirano i ima puno “kuteva” koje treba pokriti, a da ne kažemo kako ima i puno međusobno različitih i vrlo često konfliktnih iskustava

    svi očekuju od Priusa da troši goriva kao upaljač, a u stvari je to automobil visoko optimiziran za određene režime vožnje u kombinaciji s elektromotorom koji potpomaže ubrzanja

    prius košta oko 27.000eur i doista je dosta skuplji nego auto slične veličine (pazi, prius ima 4,4m i 1300kg veličine, i sjedi na podvozju koje dijeli s avensisom, tako da treba promatrati auto sličnih karakteristika i nisam siguran da astra spada u istu grupu)

    no, kao što sam napisao, ekonomija u vožnji sama po sebi ne opravdava razliku u cijeni, no isto tako mnogi kupuju automobile po različitim kriterijima, od izgleda, image-a, luksuza, pa sve do njihove upotrebljivosti (primjerice da li si znao da ako imaš isti auto u tri izvedbe, da prilikom prodaje najviše dobiješ za karavan, potom za hatchback a potom sedan iako su auti možda koštali jednako u nabavnoj cijeni – isto vrijedi i za motore, razlika u prodajnoj cijeni diesela i benzinca kod polovnog auta je vjerojatno veća nego razlika u najabvnoj cijeni novog vozila), predviđanja kažu kako će prius zadržati 50% vrijednosti nakon 5 godina što je apsolutno najbolji rezultat kojeg sam ikada vidio…

    osim toga, ako se opet vratimo na potrošnju, možeš ti agresivnom vožnjom, stiskanjem gasa do daske, s puno kočenja sasvim sigurno postići potrošnju od 8 litara pa možda i veću (u gradskim uvjetima), no uz pomoć onog velikog ekrana na kojem se vidi tok energije možeš se “naučiti” voziti ekonomično bez da previše žrtvuješ ritam ili tempo vožnje – nekako sam na kraju došao do zaključka da je prius toliko štedljiv ne samo zbog tehničkog rješenja, nego i zbog povratne informacije koju auto daje vozaču pa ga tako “uči” na ekonomičniju vožnju

    i na kraju, ja jesam provozao 3200km i doista sam dobio 5,6 litara prosjeka, a mislim da je to jako dobar rezultat za tako veliki auto

  7. Cijena nije pretjerana (27.400 Eur za osnovni model, 33.550 za executive model, 575 Eur za metalic boju, kaže Toyotin cjenik), ali kao što smo već ustvrdili najljuči Priusov konkurent je dizelski agregat i plin u benzincu jer npr. Avensis 1.6 benz dodje 20.590 Eur, a s ugrađenim plinom trošak za gorivo nije veći no kod Priusa. Ipak, da biram u toj klasi automobila izabrao bih Hondu Accord 2.2CTDi koja me oduševila i performansama i potrošnjom.

  8. cartmann, moji favoriti su avensis d4d 125ks, accord kojeg spominješ i lexus is220d

    ja sam se ustalio na nekih 25.000km godišnje i slijedeći auto koji ću kupiti uzimati će u obzir i razliku cijene benzina i diesela, nadalje jedan od daleko najboljih stvari u dieselu je to što ja recimo sa svojim peugeotom mogu proći nekih 900km gradske vožnje ili 1100-1200 otvorene ceste (u nekim ekstremnim situacijama i na ekstremnim relacijiama i do 1400) i meni je recimo jako bitno da ne moram na pumpu svakih pet dana ako se vozim po gradu, ili da natočim u zagrebu i prvu slijedeću pumpu tražim u nizozemskoj :)

    glede plina, ja bih samo upozorio na to da je priča s plinom vrlo specifična i potencijalno kratkotrajna; plin je kod nas ispod njegove tržišne cijene i trebalo bi radije gledati koliko taj isti plin košta u susjednim zemljama i na temelju toga raditi kalkulacije jer teško da će se zadržati na ovoj razini

    i posljednje, prius je prvenstveno ekološki auto, on troši malo, kreira malo CO2 i za red veličine manje ispušnih plinova, auti na plin nisu ništa osobito zeleniji od benzinskih (osim što je sagorijevanje nešto kvalitetnije)

  9. Ni ja nisam ljubitelj pogona na plin, najviše zato što ne volim aftermarket ugradnje, današnji automobili su poprilično sofisticirani (bez obzira što je osnovica rada motora ista), te velik broj poznanika i prijatelja koji su ugradili plin imaju problem s radom motora. Tako da bih se u slučaju odabira plina odlučio isključivo na tvorničku ugradnju pogona na zemni plin tj. koliko sam vidio tvornički se ugrađuje isključivo zemni plin. Zemni plin košta, afair, 2kn/l za kucanstva, Hrvatska ima vlastite izvore zemnog plina (cca. 30% potrošnje dolazi od njih), pa mislim da se cijena istog neće značajnije mijenjati tj. još se nisu smirli prosvjedi kad se prosle godine poskupio s (po sjecanju) s 1kn na 2kn po litri. Iako, overall, prije 5-6 godina sam odlučio da neću štedjeti na gorivu već taj trud uložiti u zarađivanje novca ili jednostavno sebi priuštiti taj užitak, a uzrok je bio poziv mog partnera s kojim sam tad pokušavao pokrenuti business s tiskarom, a radilo se o tome da su naši dragi zaposlenici odlučili očistiti glavu na ploteru, ali nisu mogli vratiti istu u ležište, te su je ostavili vani da čeka nekog od nas. Ok, nešto smo sredili, ali da nismo imali bi 70k kn štete, pa kažem čemu trud i patnja slušanja traktora zbog uštede 50kn na benzinskoj, kad te u pola sata iz vedra neba strefi trošak od 70k kn, ni krivog ni dužnog. :)

Leave a Reply

Your email address will not be published.