El Toyota Prius es sin duda la alguna el vehículo híbrido que cuenta con una mayor aceptación y demanda por parte de los compradores que gustan de este tipo de vehículos. Si bien es cierto que funciona con gasolina convencional, también es verdad que gasta muy poco de este combustible, gracias a batería eléctrica o híbrida con la que cuentan.
Características Generales
Consume tan poca gasolina, que conforme a pruebas técnicas practicadas por Toyota se estima que gasta menos combustible que un vehículo diesel. En tal sentido, gasta 4,3 litros por cada 100 kilómetros recorridos, al tiempo que se trata del modelo que emite menor cantidad de CO2 de todo el mercado, conforme lo ha certificado la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos.
El Toyota Prius Híbrido emite, únicamente, 104 gramos de Co2 por kilómetro recorrido, esto es, un 30% menos que el resto de los vehículo.
A este último respecto, es válido aclarar que Toyota desarrolló hace algunos años, la tecnología llamada “Hybrid Sinergy (HSD), que combina un motor térmico con otro que es eléctrico y alimentado por unas baterías que se recargan con la energía que se produce en cada frenada.
Se trata de una innovación bien compleja, desde el punto de vista técnico, así parezca a primera vista como algo sencillo. Además, es preciso destacar que todos los componentes extra que necesita semejante sistema mecánico, deben ocupar el mismo espacio (“sí o sí”) que ocupa un motor convencional.
En otro orden de ideas pero en el mismo sentido, recalquemos que el Toyota Prius ha venido evolucionando con el pasar de los años, hasta llegar a la versión mejorada “THS II”, que supera al anterior “THS” (Toyota Hybrid System, por sus siglas en inglés).
Motores del Toyota Prius Híbrido
Este vehículo cuenta con dos motores: de un lado tenemos un motor a gasolina (como ya lo habíamos anotado) de 1,5 lts., con 78 CV de máxima potencia a 5.000 rpm.
De otro lado, dispone de un motor eléctrico, que cuenta con una potencia máxima de 68 CV, esto es, 50 kW, con base en lo cual, en caso de que los dos trabajen, simultáneamente, el vehículo alcanza una potencia total de unos increíbles 111 CV.
Otro aspecto increíble, se constituye por el hecho de que el par máximo es de alrededor de 400 Nm, desde que el motor está sin funcionar, hasta las 1.200 rpm.
Cuando esto sucede, Toyota ha dicho que se trata de 4,3 litros a 100 kilómetros en ciclo combinado, 5 lts. Cada 100 km recorridos en la ciudad y 4,2 litros por cada 100 km en carretera.
Veamos, ahora, lo relacionado con el motor térmico, que funciona con el llamado “ciclo Atkinson”, que fue una invención del ingeniero inglés James Atkinson, en 1887, que, dicho sea de paso, cuenta con algunas diferencias no menores con el tradicional motor del llamado “ciclo Otto” de 4 tiempos.
El Toyota Prius Híbrido, cuenta con un rendimiento termodinámico (de su motor de combustión interna) que se ve favorecido por un alto valor de la denominada “relación de compresión” que, sin embargo, cuenta con el inconveniente de la tendencia de la gasolina a generar detonaciones, durante altas relaciones de compresión.
En lo que respecta al ciclo Atkinson, en cambio, trata de aprovechar las ventajas que presupone una relación de compresión, reduciendo la duración efectiva de la carrera de compresión, con respecto a la expansión del tradicional ciclo Otto.
Otras Características del Motor del Toyota Prius Híbrido
La forma más expedita para conseguir lo que acabamos de mencionar, es retrasando el cierre de la válvula de admisión, al permitir que el flujo de gases hacia el colector de admisión, mientras el pistón está ascendiendo. Esta mezcla es aprovechada durante el siguiente ciclo de aspiración.
Ahora, el cierre de la válvula es determinante respecto de la cantidad de gases que permanecen en el interior del cilindro y el comienzo de la compresión. La menor cantidad de mezcla (ya aludida atrás) que es retenida, hace que sean menores las prestaciones.
Sin embargo, autoriza a utilizar altas relaciones de compresión, esto es, 13:1 en el Toyota Prius Híbrido, con la ventaja de que no se producen detonaciones, lo que permite un mejor aprovechamiento de la energía liberada en la combustión, durante la carrera de expansión.
En ocasiones, se le ha denominado a este ciclo como “de cinco tiempos”, esto es admisión, reflujo de gases, compresión, expansión y escape, en su orden.
El motor Toyota que lleva el Prius, cuenta con distribución variable, esto es de tipo VVT-i, que puede cerrar la válvula de admisión entre 78° y 105°, luego del punto muerto inferior.
Lo anterior, se traduce en que es posible que no cierre las válvulas de admisión, sino hasta después de llevar media carrera ascendente, en función de las condiciones de funcionamiento.
La relación de compresión real, jamás es de más de 9:1, al cabo que la relación de expansión es de 13:1. El funcionamiento del Toyota Prius Híbrido, dispone que el motor eléctrico sea el que actúe a bajas velocidades, cuando no se requiere de un rendimiento mecánico elevado.
El motor a gasolina, a su vez, está en funcionamiento cuando se aumenta la velocidad o, bien, cuando se solicita una mayor potencia.
Se trata de un proceso que se lleva a cabo de manera plena, automática y sin que el conductor note en lo más mínimo el trabajo de un motor o el otro, a pesar de que el monitor de energía (que se encuentra ubicado en la pantalla multifunción de la consola central) informe al conductor y al resto de ocupantes (si les interesa) sobre los tránsitos de energía térmica y eléctrica, sobre el estado de la carga de la batería y respecto de la recuperación de energía cinética.
La Batería del Toyota Prius Híbrido
Suponiendo que la batería se encuentre a plena carga, el funcionamiento del motor eléctrico es posible durante unos pocos kilómetros, además cuya velocidad no sea mayor de 50 k/h. De lo contrario, esto es cuando la batería no se encuentra a plena carga, la autonomía sería mucho menor.
Ahora para hacer girar las ruedas del vehículo, el motor eléctrico puede estar impulsado eléctricamente (por parte de un generador o, bien, de una batería e incluso por ambos componentes).
Otra posibilidad, con el Toyota Prius Híbrido, consiste en que ello se haga mecánicamente, mediante un motor de gasolina. Aclaremos eso sí, que el motor térmico nunca mueve directamente las ruedas del vehículo, dado que su fuerza se aprovecha más bien para mover un generador eléctrico o, bien, con el fin de mover mecánicamente al mismo motor eléctrico.
Con la electricidad que brinda el generador eléctrico, cuando es impulsado por el motor a gasolina, es posible, de un lado, mover el motor eléctrico o almacenar energía en la batería y de otra parte, ambas cosas simultáneamente.
La batería sirve como fuente de electricidad para cualquier vehículo automotor, dado que recaba la energía de dos formas: en lo que respecta a un motor térmico la batería recoge la energía, cuando este no está impulsando el vehículo.
Y, en lo atinente al motor eléctrico, cuando este no está impulsando el vehículo, el motor eléctrico mismo se convierte en un (otro) generador.
Todo este sistema mecánico/eléctrico se encuentra controlado por una centralita que distribuye la fuerza de cada elemento, según la fuerza que sea necesaria en cada momento, y teniendo en consideración el nivel de carga de la batería del Toyota Prius Híbrido.
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