Разборка
Toyota Prius

Prius - это диагноз

Возможно, сейчас мы переживаем переломный момент. Пока мы еще можем наслаждаться традиционным и вечным распределенным впрыском, радоваться мощным, лишенным электронного управления, амортизаторам и стабилизаторам, подвескам, буквально наслаждаться «автоматом», чьи фрикционные пакеты и планетарные ряды способны переварить любой крутящий момент, получаемый в условиях продолжительных пробуксовок и знакопеременных нагрузок. Но недалек тот день, когда островной техногенный разум оставит нам лишь direct injection — дурнеющий от российского бензина, рассыпающиеся от переизбытка тяги автоматические трансмиссии и вариаторы, чья продолжительность жизни в российских условиях словно у теплолюбивых насекомых. Ведь не секрет, что японский автомобильный интеллект по своему развитию давно обогнал европейский и тем более, американский. А техническая развитость в современном понимании почти что синоним ненадежности, сложности и в целом неприспособленности даже к отфильтрованным условиям Страны восходящего солнца. В сущности, момент, когда японские авто будут находить последнюю обитель в местных сервисах, а их владельцы ломать голову над вопросом — ремонтировать или продавать на запчасти — уже настал.

После непосредственного впрыска и CVT из японского настоящего в наше будущее двигают уже целые косяки автомобилей, чья техническая сущность так же далека для нашего понимания, как киберсоздание, придуманное воспаленным умом писателей-фантастов. Хорошо хоть мы еще не столкнулись с машинами, работающими на топливных элементах, но прелести «гибридов» — гибридных силовых установок — вкусили сполна. Они в лице Toyota Prius появились у нас четыре-пять лет назад. С единичных экземпляров популяция «Примусов», как их называют ремонтники, выросла до нескольких десятков и продолжает увеличиваться. Перегонщики такой миграции этих автомобилей из Японии только способствуют — на рынке всегда в наличии пара-тройка машин. Для сверхтехнически одаренного авто подобная цифра весьма внушительна.

Что двигает людьми при покупке Prius? Наверное, естественная тяга к высоким технологиям и возможность посадить автомобиль на топливную диету. Что они получают взамен? Это-то мы и хотим узнать. Благо, на СТО «Автотехнопарк» накоплен достаточный опыт общения с этим иноземным существом — здесь вернули к жизни с «десяток» таких инопланетян.

Сейчас пластмассовые know-how салоне Prius абсолютно привычны, но когда-то они казались порождением писателей-фантастов

Внешне Prius, словно прилипшее к земле насекомое — футуристичен, необычен, нетрадиционен. Он не примелькался даже сейчас, когда по нашим дорогам бегают их десятки. В Японии, где он дебютировал семь лет назад, этого посланника будущего воспринимали не иначе как новый шаг человечества в автомобилестроении. Своей стилистикой он открыл новое направление в тойотовском дизайне. Согласитесь, в облике нынешних Corolla, Avensis и Camry есть с первенцем новой волны много общего. И не только в дизайне, но и в общих пропорциях кузова. Похоже, именно Prius первым, по крайне мере, в Toyota, получил пассажирский отсек, сдвинутый к передней оси, отчего моторному отсеку досталось небольшое пространство. Одновременно салон «придвинут» и к задней оси, чем несколько зажал багажник. Такая компоновка, становящаяся все более популярной, привела к разработке новой собственной платформы (а не заимствованной у Corolla или Vitz, что было раньше характерно для Toyota). А еще эта компоновка очень лояльно относится к пассажирам. Запас внутрисалонного пространства, учитывая относительно скромные внешние размеры, можно назвать приличным. Во всяком случае, регулировок передних сидений хватает сполна, а сзади сидишь, будто в авто классом повыше. Лишь едва-едва «в коленях жмет».

Не исключено, на Prius в компании обкатывалась и эргономика салона, точнее, его передней панели. Уж точно на 1997 год центральное расположение комбинации приборов даже в Японии считалось не совсем стандартным (хотя нам известны факты применения такового и ранее, в начале 90-х). А «жидкое табло», селектор трансмиссии на рулевой колонке и бортовой компьютер с массой информации, навигацией, телевизором и, соответственно, собственным меню на автомобиле подобного класса! Каждый из этих атрибутов отнюдь не ноу-хау, но все вместе они образуют настоящий сплав передовых технологий. В остальном же салон Prius довольно-таки стандартен: серенький пластмассовый интерьерчик, недорогая обивочка, «ножник» «ручника».

МАШИНА СО СТРАННОСТЯМИ

Несмотря на то что с автомобилем был хорошо знаком заочно, первое впечатление от процесса движения совершенно ирреальное. С поворотом ключа зажигания в замке цепным газораспределительным звуком оживает мотор и тут же стихает. Будто глохнет ни с того ни с сего, на самом же деле Prius жив и готов действовать. Нажатие на довольно ватную педаль газа провоцирует появление долгого троллейбусного у-у-у, под которое автомобиль, лишенный характерных шумов, трогается с места. И дальше движется почти бесшумно, тревожа ухо лишь шорохом шин да звуками работы подвески. Все равно что тот троллейбус — может, и рога для сцепки с высоковольтной линией из крыши выросли? Нет, в какой-то момент, разбуженный излишней нагрузкой, просыпается мотор, обеспечивая Prius ускорение, сравнимое с тем, что демонстрируют «рогатые» представители общественного транспорта. Конечно, если очень захотеть, то двигатель можно и «раскочегарить», но относится он к таким динамичным порывам водителя с ленцой, не желая показывать ускорение даже сверхмалолитражного автомобиля. А стоит отпустить акселератор, как мотор опять становится вальяжным тихоней, способным лишь на равномерное передвижение в пространстве.

На ж/к дисплей можно выводитьдиаграмму зарядки батареи

Сюрреалистичны и другие ощущения. Обычная на половине своего хода педаль тормоза, на втором отрезке пути вдруг опять извлекает откуда-то из-под капота продолжительный стон, который сопровождается усиливающимся торможением. Снимаешь ногу с педали, но еще какое-то мгновение машина продолжает замедляться. На фоне ватного газа подобная особенность усиливает ощущение неспособности Prius к активным действиям. На то же играет и руль с электроусилителем, чья дееспособность выходит за все разумные рамки. Чрезмерная легкость, я бы даже сказал, воздушность, сметает всякий налет информативности, отчего следить за положением передних колес получается лишь на ощупь, постоянно подруливая. Главное не переборщить: руль — пушинка. Но чуть-чуть активней поработаешь с баранкой, как ее тут же закусывает. Но в следующее мгновение, распрямляя траекторию, автомобиль выталкивает руль, словно мощной пружиной, только успевай обод схватывать. А не то, подчиняясь воле управляющего им механизма, он вытолкнет машину неизвестно куда. Дело усугубляется еще и тем, что в момент «затыка» к рулю неосознанно прикладываешь большее усилие, чем необходимо в данный момент.

То есть по ходовым качествам Prius имеет мало общего с другими автомобилями. Единственное, что объединяет его с традиционными транспортными средствами, так это плавность хода. Для небольшой машинки она у него находится на высоте, вряд ли достижимой другими представителями класса B (хотя, помню, Platz тоже показывал неплохую мягкость подвески). Трамвайные рельсы, швы и стыки автомобиль проходит весьма достойно, как седан-переросток, заползший на полсегмента выше. Кузовом не дрогнет, толчок в салон если и пропустит, то небольшой, почти незаметный. При этом и по управляемости Prius не выглядит эдаким ущербным инвалидом. Крены в поворотах могли быть и посущественней, а уводы на прямой повесомей. Но нет, автомобильчик вполне стоически переносит относительно крутые виражи и четко придерживается прямолинейного движения. Правда, все это в режимах, далеких от экстремальных. А для таких он, собственно говоря, и не предусмотрен.

ДАЕШЬ НАРОДУ ГИБРИД!

Селектор трансмиссии управляет не планетаркой, а электромотором, который в свою очередь руководит планетарным рядом

Сажевые фильтры на дизелях и непосредственный впрыск топлива на бензиновых моторах, которые используют Toyota и Mitsubisi, отсутствие прогревочного режима, применяемого Honda — по большому счету это все вчерашний день. Toyota в 97-м перещеголяла всех (и себя в том числе), впервые в мире внедрив в серийное производство настоящую гибридную установку. Экологичную, сверхэкономичную, предназначенную, конечно же, для забитых транспортом городов. Ее принцип действия предполагает как раз городские режимы. И представляет собой этот гибрид симбиоз полуторалитрового двигателя 1NZ-FXE с системой изменения фаз и цепным приводом газораспределительного механизма и двух мотор-генераторов. Первый из них служит вполне прозаической и обыденной цели — он как стартер заводит ДВС и в качестве генератора обеспечивает его энергией. Второй мотор — генератор — это собственно электромотор мощностью 30 кВт, основная движущая сила Prius. Есть основная батарея, обеспечивающая энергией последний механизм плюс стандартный аккумулятор, обслуживающий ДВС и все сопутствующие энергопотребители вроде фар, магнитолы и т. д Так как же вся эта «примусовская» система работает?

За обивкой багажника расположена ручка, «выключающая» электричество. 300 В — это вам не шутка!

При исследовании мы столкнулись с определенной проблемой. В ряде источников схема работы Prius характеризуется как параллельная — то есть передние ведущие колеса приводятся и двигателем внутреннего сгорания, и электромотором. Но на СТО «Автотехнопарк» уверены, что привод у Prius последовательный. Иными словами, ДВС нужен лишь для того, чтобы через генератор заряжать батарею и помогать тем самым электромотору. ДВС не связан напрямую с колесами, приводит которые исключительно электромотор. Причем трансмиссии как таковой у гибрида нет. Вместо нее используется лишь обычный планетарный механизм (напичканный кучей электроники), расположенный между ведущими колесами и электромотором. При старте и малых нагрузках работает только он. При средних режимах движения запускается ДВС, с помощью мотор-генератора помогающий электродвигателю справляться с возросшими нагрузками. И, наконец, во время полной нагрузки электромотор получает дополнительное питание от батареи. Имеются еще два режима работы. При торможении вне зависимости от нагрузки двигатель глушится, а электромотор переходит к рекуперации, то есть, выполняя роль генератора, заряжает батарею. Именно подобной особенностью объясняется дотормаживание машины и эффект залипания педали. Рекуперации можно добиться и принудительно — у селектора трансмиссии есть положение B, при котором происходит торможение двигателем (естественно, электрическим). Использование этого режима возможно на длительных спусках.

Запас пространства сзади словно у авто классом выше

Говоря о малых, средних или полных нагрузках, мы обычно подразумеваем либо обороты двигателя, либо величину скорости, что в ряде случаев одно и то же. Однако система Prius при работе не отталкивается ни от того ни от другого. Основой для изменения режимов работы служит ряд параметров — профиль дороги, масса автомобиля, наверняка, положение электронной педали газа. Что касается скорости, то в большинстве своем информационные источники в качестве точки отсчета называют именно ее. Причем величина, при которой в работу включается двигатель или выходит из нее, по мнению специалистов, различна — то 16, то 50 км/ч. Мы же при непосредственном знакомстве с машиной конкретной зависимости от километров в час не обнаружили. Единственная величина, можно сказать, подчиняющая себе работу всей системы — кондиционер. Если он включен, ДВС функционирует постоянно.

При столь сложной и далекой от обычного понимания силовой установке сопутствующие и обслуживающие ее узлы также могут претендовать на роль неких незначительных ноу-хау. Ладно, у 1NZ-FXE каждый цилиндр обслуживает индивидуальная катушка зажигания. Подобное решение достаточно традиционно. Но что можно сказать о двух лямбда-зондах, расположенных до катализатора и после, корректирующих горючую смесь в режиме реального времени, а не так, как обычно, лишь при пуске мотора. Система охлаждения тоже растиражирована в двух экземплярах, с двумя радиаторами, термостатами, расширительными бачками и помпами. Одна завязана на ДВС, вторая — на электромотор, который также нуждается в охлаждении. Имеется у Prius «расходомер», от которого тойотовцы почти поголовно отказались еще в начале 90-х. А ведущие колеса при отсутствии в общепринятом смысле коробки передач в позиции «паркинг» блокируются своеобразным штырьком. Но наибольший интерес, конечно же, заключается в том, как вся эта система работает.

Сюда лучше не лазить

И КАК С НИМ БОРОТЬСЯ?

Десяток машин, прошедших через СТО «Автотехнопарк» и, к счастью их владельцев, полностью восстановленных, позволили специалистам этого сервиса досконально выяснить все недостатки и преимущества гибридного транспортного средства. Кстати, несмотря на сверхсовременность, граничащую с элементарным пренебрежением вековыми традициями, последние у Prius все же существуют. Так, уже установлено, что автомобиль нормально заводится при отрицательных температурах и может без проблем жить даже в нашей среде. Но при условии систематичного обслуживания и выполнения ряда простых рекомендаций. Это необходимо учитывать и при японской эксплуатации. Иначе ни чистые дороги, ни качественный бензин, ни отсутствие температурных перепадов не продлят жизнь машине. Российские же особенности использования только усугубят те недостатки, без которых Prius не был бы самим собой.

Для традиционной АКБ место нашлось только в багажнике

Как это ни странно, но в первую очередь голову владельцам автомобиля морочит не электромотор, а двигатель внутреннего сгорания. Функционируя по циклу Аткинсона и имея низкую термонагруженность, этот силовой агрегат к тому же работает в малонагруженных режимах. То подключаясь, то выключаясь, он просто не может должным образом прогреться и не достигает так называемой температуры самоочистки. Как следствие — нагаролаковые отложения очень быстро делают внутренности 1NZ-FXE похожими на котел очень запущенной кочегарки. Камеры сгорания за 100-150 тыс. км покрываются таким нагаром, будто машина несколько раз в кругосветку сходила. Естественно, умирают раньше срока свечи (Prius не рекомендован 92-й бензин, а как известно, наш 95-й грешит металлосодержащими присадками, от которых свечи покрываются токопроводящим нагаром, кроме того, у иркутских продавцов в каталогах Prius предписаны обычные свечи, в то время как другие, более уважаемые источники, настоятельно предлагают исключительно иридиевые). Форсунки, вместо того чтобы нормально распылять топливо, загрязняясь, что называется, писают бензином в камеры сгорания. На дроссельной заслонке от нагара образуется «юбка», мешающая нормальному попаданию топлива в цилиндры. Если уж заслонка обрастает отложениями, словно дно корабля ракушкой, что происходит с самим впускным трактом? В сервисе, чтобы избавиться от лишних кэгэ наростов, трубу магистрали кипятили пару дней. Притом у сильно запущенного двигателя (а такие встречаются сплошь и рядом — японцы-то за их состоянием, как известно, следят не особо) чисткой впускных коллекторов и камер сгорания ограничиться не придется. Не редки случаи, когда возникает необходимость отмачивания маслосъемных колец. До такой степени мотор загажен продуктами «несгорания» топлива. А что говорит на этот счет завод-производитель? Каковы интервалы чистки двигателя? По некоторым данным, они лежат в пределах 25-30 тысяч километров. У нас эти пределы можно смело сокращать. Насколько? Пока неизвестно, но после того как на обслуживание клиенты «Автотехнопарка» приедут по второму разу, мы вам сообщим. В любом случае достоверно известно, что чистить ущербный в нагрузке 1NZ-FXE нужно гораздо чаще, чем обычный агрегат.

КОМПОНОВКА СИЛОВОГО АГРЕГАТА 1 — двигатель, 2 — маховик, 3 — генератор, 4 — планетарная передача, 5 — электромотор, 6 — цепная передача к трансмиссии

В электроначинке гибридная силовая установка Prius также преподносит сюрпризы. Но не настолько часто и в основном из-за того, что люди просто не имеют с ней обращаться. А главное в последнем — не стараться выкрутить агрегат до полной нагрузки и, как следствие, до полной разрядки батареи. Получается замкнутый круг — двигателю внутреннего сгорания нужен режим самоочистки, а батарея его просто не выносит. Ведь ей нужно снабжать энергией электромотор, отчего она быстро разряжается. Следовательно, требовать от Prius динамично-скоростных режимов не стоит — в чем-то найдете, но во многом потеряете. Во многом — это в вышеупомянутой батарее, которую в «Автотехнопарке» научились восстанавливать, но которая стоит в Японии $3800. Представьте, во сколько она обойдется в Иркутске. При этом трудно предположить продолжительность ее жизни, потому как подобно обычному автомобильному аккумулятору ресурс батареи Prius основан на условиях ее работы. Так что, если ездить с частыми остановками при условии коротких пробежек, то он будет минимальным, если, напротив, перегоны длительны, а пуски-остановки редки, то батарея проживет дольше.

ДЕТИЩЕ ИНЖЕНЕРА АТКИНСОНА ТАКТ СЖАТИЯ В ЦИКЛЕ АТКИНСОНА  ход вытеснения (слева) и ход сжатия Не хватило, понимаете ли, тойотовским инженерам собственно гибридной установки. В ее состав они включили двигатель внутреннего сгорания, работающий по циклу Аткинсона. В общих чертах суть его заключается в том, чтобы уменьшить насосные и выпускные потери, неизбежно возникающие при четырехтактном цикле Отто. Достигается это следующим образом. Полуторалитровый 1NZ-FXE имеет большую для бензинового мотора степень сжатия — 13,5. Именно ею обеспечивается уменьшение вышеупомянутых потерь. Однако при подобной степени сжатия неминуема чудовищная детонация, при которой двигатель долго не проработает. Чтобы исключить ее, британский инженер Джеймс Аткинсон предложил продлить фазу впуска. Как известно, при цикле Отто впускной клапан закрывается, как только поршень достигнет нижней мертвой точки. В цикле Аткинсона он закрывается, когда поршень идет вверх. При этом часть попавшей в камеру сгорания горючей смеси выталкивается обратно во впускной коллектор. В сущности, атмосферный двигатель с циклом Аткинсона по причине как раз выталкивания смеси топлива и воздуха обратно в тракт развивать хорошую мощность не может. Этот процесс необходимо компенсировать наддувом. Но в том-то и суть, что мотор Prius функционирует в малонагруженных режимах, при которых эта особенность цикла Аткинсона не играет большой роли.

Но не только она не гарантирует беспроблемность эксплуатации. Вся система автомобиля может преподносить такие сюрпризы, которых не ждешь от традиционных машин. Например, просто так залезть в расширительный бачок нельзя, там расположены «концевики», которые при размыкании отправляют в главный компьютер системы код ошибки. Все, приехали, автомобиль может двигаться только на «черепашке» (аварийный режим, отображаемый соответствующим символом на комбинации приборов) со скоростью 5 км/ч.

Блоки управления вообще могут много от чего глючить. То, чем обычный автомобиль лишь поперхнется, Prius заставит встать на прикол. Например, один из автомобилей, доставленный в сервис на эвакуаторе, удивил сервисменов всего лишь вышедшей из строя катушкой зажигания. Ему бы на трех оставшихся ездить и ездить (во всяком случае, до СТО), но система уже сошла с ума. Другой Prius преподнес еще более показательный сюрприз. Из-за подмятого бака владелец не долил вовремя бензин, а он, кончившись, заразил кодом электронной шизофрении весь управляющий организм. Да что топливо в баке, когда необходимо придерживаться предписанного производителем колесного размера.

И так во многом, если не сказать во всем. Результат — либо полная неподвижность, либо то, что к ней рано или поздно приведет. Так, в «Автотехнопарк» пришла машина, у которой компьютер после пуска ДВС пытался завести ее еще раз. Отчасти вину за это должно взять на себя тойотовское руководство, которое в лучших традициях советского автопрома выбросило на рынок «сырую» машину. Да, все те Prius, что попадают к нам, относятся к экспериментальным партиям, на которых японские конструкторы отрабатывали схемотехнику работы. А как иначе объяснить, к примеру, что к праворульным машинам не подходит сканер, рассчитанный на американские Prius. Или то, что более поздние автомобили имеют уже 50-киловаттный электромотор. Или такую особенность — при запуске и глушении ДВС магнитное поле, образуемое первым мотор-генератором, воздействует на электродвигатель, что приводит к звенящим ударам в «планетарке» (по словам специалистов, абсолютно безвредным).

Похоже, Prius становится прародителем тойотовского стиля начала XXI века

В общем, противоречив Prius. С одной стороны, его уникальная конструкция в принципе не исключает возможности длительной эксплуатации в Сибири, в отличие от тех же моторов с непосредственным впрыском или вариаторов. Более того, при условии большего ресурса она обещает своему владельцу неплохую экономию и выдающуюся экологичность. Расходуя в городском цикле бензина меньше, чем в загородном, Pruis порой может достигать сверх экономичных показателей в пять и менее литров. Согласитесь, очень заманчивая цифра. Но за ней скрывается целый комплекс проблем, решать которые долго и дорого. Хорошо, что все секреты гибрида теперь раскрыты (ранее в некоторых сервисах ему даже сцепление меняли), но регулярные посещения сервиса могут вылиться в копеечку. За диагностику в «Автотехнопарке» просят 1300 рублей, 1600 стоит чистка мотора, а восстановительная зарядка батареи обойдется в $300. И это при том, что замену масла, охлаждающей жидкости и других «расходников» никто не отменял. А как часто придется менять свечи! Добавьте сюда пару лямбда-зондов, сходящих с ума от российского топлива, отчего расход последнего неизбежно вырастет на величины, сравнимые с таковыми у обычных авто. Приплюсуйте практическую невозможность совершать на Prius продолжительные трассовые поездки. Не много ли негативных черт на единственную положительную? Впрочем, у следующих за Prius автомобилей плюсов, похоже, вообще не предвидится.

Максим МАРКИН
Фото автора

"Автомаркет+Спорт" №35 08.10.04