تم تصميم السيارة "تويوتا- بريوس” من البداية لتكون كسيارة مهجنة وليس كما في حالة السيارة "هوندا – أينسيت” حيث تم تركيب مكونات السيارة المهجنة على شاسية (جسم) السيارة هوندا- أيكورد.

وتتميز السيارة "بريوس” بعدم وجود العديد من الأجزاء الموجودة في السيارة التقليدية وكذلك بوجود أجزاء تمت إضافتها للسيارة, وأجزاء تم تعديلها.

الأجزاء التي تم الاستغناء عنها هي:

-         لا يوجد صندوق سرعات يعمل عن طريق النقلات, ولا يوجد صندوق سرعات ميكانيكي أو أوتوماتيكي.

-         لا يوجد قابض أو محول عزم, ولكن العجلات متصلة عن طريق تروس بمحرك البنزين أو وحدة (الموتور/ المولد) عن طريق ما يسمى بوحدة تقسيم القدرة.

-         لا يوجد مقوم (بادئ حركة) حيث تقوم وحدة (الموتور/المولد) بتقويم محرك البنزين عن طريق مجموعة التروس الكوكبية الموجودة في وحدة تقسيم القدرة.

-         لا يوجد نظام شحن كهربائي, حيث تقوم وحدة (الموتور/ المولد) بتوليد الكهرباء عند الاحتياج إليها.

وقد تم إضافة بعض الأجزاء والوحدات التي سيجيء شرحها فيما بعد كالتالي:

-         عدد 2 وحدة (الموتور/ المولد)

-         وحدة تقسيم القدرة

-         بطارية الجر

 وقد تم تعديل في الأجزاء التالية:

-         المحرك

-         مجموعة تروس التخفيض النهائي

وفيما يلي استعراض للأجزاء الرئيسية لمكونات السيارة بريوس.

المحرك:  

محرك مصنع من الألمنيوم, و يستخدم نظام عمود كامة علوي مزدوج (DOHC- double overhead cam) ويتبع المحرك دورة أتكنسون وليس دورة أوتو كما في باقي السيارات التقليدية.

دورة أتكنسون: في هذه الدورة يكون شوط القدرة أكبر من شوط الانضغاط (في دورة أوتو شوط القدرة يساوي شوط الانضغاط) نسبة الانضغاط تساوي 10:1و نسبة التمدد تساوي 20:1, وبهذا يمكن الاستفادة من معظم الطاقة الموجودة في غازات الاحتراق وذلك لطول شوط القدرة. ويمكن تكبير شوط القدرة عن شوط الضغط باستخدام تحكم اليكتروني في توقيت فتح وغلق الصمامات. وفي الحقيقة ليس هناك تغيير في الطول الفعلي للشوط ولكن يتم تغيير الطول الفعال عن طريق أطالت مدة فتح الصمامات (حيث لن يبدأ شوط الانضغاط إلا بعد غلق الصمامات). كما تزيد كفاءة المحرك الذي يعمل حسب دورة أتكنسون نتيجة تقليل الفقد في الانسياب (pumping loss). كما أن التحكم في الحمل للسيارة لا يؤدي إلى زيادة الفقد في التدفق (pumping loss).

ويسمح نظام نقل الحركة (وحدة تقسم القدرة) كما سيأتي ذكرها فيما بعد إلى السماح للمحرك بالبقاء معظم الوقت في المجال الأكثر كفاءة من السرعة والحمل.

كما عدل تصميم الماكينة لتحسين الأداء:

-         ترحيل محور المكبس الطولي عن محور عمود المرفق (offset) بمقدار 12 مم لتقليل الاحتكاك داخل الماكينة,

-         تغير في شكل المكبس,

-         الصمامات لها ساق قصير ونوابض قليلة الكزازة (نابض لين) للتقليل الفقد في الطاقة عند فتح الصمامات

-         جعل غرفة مضخة المياه مصبوبة مع جسم المحرك,

-         تغيير شكل مسار المياه داخل جسم الماكينة إلى انسياب مستمر,

-         استخدام نظام الإشعال المباشر,

-         التحكم في التوصيل بين بدال البنزين وفتحة الخانق عن طريق الأسلاك وليس الوصلات الميكانيكية.

 كما تم تعديل نظام التحكم في الملوثات عن طريق جهاز يقوم بالاحتفاظ بالهيدروكربون الغير محترق بغازات العادم عندما يكون مادة حفاز الغاز(catalyst) باردة وينتظر حتى أن يتم تسخين المادة عن طريق غازات العادم, يسمى هذا الجهاز جهاز الاحتفاظ بالغاز (adsorber).

كما تم تعديل في نظام التبريد كذلك حيث تم دمج مكثف التكيف والمشع في وحدة واحدة (في السيارات التقليدية يكون المكثف أمام المشع ويفصل بينهما مسافة قصيرة).

وبالإضافة إلى بطاريات إدارة السيارة هناك بطارية 12 فولت لتوفير الطاقة لنظام الإضاءة والملحقات الكهربائية المختلفة.

وحدة (الموتور/ المولد): 

للسيارة ” بريوس” عدد أثنين وحدة موتور/ مولد. والوحدتين متشابهين في التركيب ولكن مختلفين في الحجم. وكلاهما عبارة عن موتور كهربائي ثلاث فاز توافقي ذو تيار متردد ومجال مغناطيسي دائم. ويتكون الجزء الدوار من مغناطيس قوي ولا يتصل بأي أسلاك كهربائية. أما الجزء الثابت فيه ثلاثة ملفات. عند مرور التيار في أحدى الملفات ف اتجاه معين فيدور الجزء الدوار في اتجاه معين. وعند مرور التيار بالتتابع في الملفات يتم دوران الجزء الدوار. في حالة التأثير بقوة خارجية في إدارة الجزء الدوار يتولد تيار في ملفات الجزء الثابت ويمكن استخدام التيار بشحن البطارية. وبهذا يمكن لهذه الوحدة أن تستخدم كموتور أو كمولد ويمر التيار من وإلى البطارية على الترتيب.

وحدة الموتور/ المولد (1) (MG1-motor/generator 1):

وهي الأصغر بالنسبة للوحدة الأخرى. وهي ذات قدرة 18 كيلووات, وتتصل بالترس الشمسي بوحدة تقسيم القدرة. ووظيفة هذه الوحدة هي القيام ببدء إدارة محرك البنزين والتحكم في سرعة دوران محرك البنزين عن طريق توليد كمية مختلفة من القدرة الكهربائية.   

وحدة الموتور/ المولد (2) (MG2- motor/generator 2) :

وهي الوحدة الأكبر حجماً, وتتصل بالترس الحلقي بوحدة تقسيم القدرة المتصلة بتروس التخفيض النهائي ومنها إلى العجلات الأمامية القائدة. و تكون وحدة الموتور/ المولد تلك قادرة على تسير السيارة. وهي ذات قدرة 33 كيلووات. وتسمى هذه الوحدة في بعض الأحيان بموتور الجر. والعمل الأساسي لهذه الوحدة هو أعطاء قدرة للسيارة كموتور كما تعمل كمولد عن طريق استعادة جزء من طاقة فرملة السيارة.

المحولات (inverters):  

حيث أن الموتور/ المولد يعمل عن طريق تيار متردد ثلاثة فاز والبطاريات تعمل بتيار مستمر, فلهذا نحتاج إلى دائرة إليكترونية (المحولات) للتحويل بينهما. وتعمل المحولات على توصيل تيار البطارية إلى الملفات ثم فصله مرة أخرى بسرعة عالية كما تقوم بتغير قيمة التيار ومن ثم العزم. ويمكن الاستفادة من الحث الكهربائي في ملفات الموتور لتوليد تيار أعلى من تيار البطارية مما يرفع العزم بدرجة كبيرة ويجعل الوحدة (MG2) قادرة على تسير السيارة بدون الحاجة إلى ترس تخفيض لتكبير العزم.

البطارية(battery) : 

تتكون بطارية السيارة "بريوس” العالية الجهد من 228 خلية, وجهد الخلية الواحدة 1.2 فولت بجهد إجمالي للبطارية 273.6 فولت, و تماثل الخلية في الحجم حجم البطارية الجافة مقاس د .(D). وتم وضع الخلاية في 38 وحدة كل وحدة تحتوي على 6 خلايا. تجمع جميع الوحدات في مجمع واحد يوضع خلف المقعد الخلفي. وقيمة التيار القصوى المار بالبطارية هو 80 أمبير في التفريغ و50 أمبير في الشحن. وتخزن البطارية طاقة تقدر بـ 6.4 ميجا جول وتكون الطاقة المستفادة 2.56 ميجا جول. وهذه الطاقة كافية لتسارع السيارة بالسائق وراكب حتى 65 ميل/ ساعة (105 كم/ ساعة) 4 مرات دون الحاجة إلى مساعدة من محرك البنزين. وللحصول على هذه الطاقة من البنزين نحتاج فقط إلى 0.23 لتر بنزين.

وبطارية السيارة معزولة وهي بطارية من النيكل (NiMH – sealed nickel-metal hydride) 

ذات جهد 330 فولت وهي تعمل كمخزن لتخزين الطاقة الكهربائية لإدارة السيارة ومساعدة محرك البنزين في عملية التسارع. وبالنسبة لوجود نظام استخلاص الطاقة الفرامل ونظام الموتور/ المولد فلا تحتاج السيارة إلى وصلها بمصدر خارجي للتيار الكهربائي.

كما يوجد بالسيارة بطارية إضافية ذات جهد 12 فولت, وسعة 28 أمبير ساعة. عند إدارة السيارة يوجد محول من تيار متردد إلى تيار مستمر من نظام الجهد العالي يقوم بإمداد الكهرباء إلى دوائر السيارة المختلفة وكذلك شحن البطارية الإضافية. 

مواصفات السيارة:

نظام   القيادة   المجمع   للسيارة   المهجنة (Hybrid Synergy   Drive)

1-استهلاك   الوقود داخل   المدينة/   الطريق   السريع/ داخل   وخارج   المدينة

60/ 51/ 55 [ميل/   جالون] (25.5/ 21.7/23.4[كيلومتر/   لتر] )

محرك   البنزين (Gasoline Engine)

1- النوع (type)

محرك الومنيوم   ذو كامة   مزدوجة   علوية (DOHC) 16-صمام   ذو تحكم ذكي   في التوقيت,   أربع   اسطوانات

2- السعة (Displacement)

1.5   لتر (1497 سي سي)

3- القطر/الشوط  (Bore x stroke)

75.0   مم × 84.7 مم

4- نسبة الانضغاط (Compression   ratio)

13.0:1

5- مجموعة   الصمامات (Valve train)

نظام ذكي   للتحكم (VVT-i)

6- نظام   السحب (Induction system)

نظام حقن   وقود متعدد   النقاط (EFI) مع نظام   ذكي للتحكم   في الخانق (ETCS-i)

7- نظام   الإشعال (Ignition system)

إليكتروني   مع نظام تويوتا   للحقن   المباشر (TDI)

8- خرج   القدرة (Power output)

76 حصان (57   كيلووات) عند 5000   لفة/دقيقة

9- العزم (Torque)

82 رطل.   قدم (111   نيوتن.متر)   عند 4200 لفة/دقيقة

10- تصنيف   الملوثات (Emission ratings)

تقنية   متقدمة   سيارة صفر ملوثات   تقريباً (AT-PZEV)

الموتور   الكهربائي (Electric Motor)

1- نوع   الموتور

موتور   توافقي ذو   تيار متردد (AC) ومغناطيس   دائم

2- خرج   القدرة

67 حصان (50   كيلووات) عند   1200-1540 لفة/ دقيقة

3- العزم

295 رطل قدم (400   نيوتن متر)   عند 0-1200 لفة/   دقيقة

4- الجهد

201.6 فولت

بطارية   الجر (Traction Battery)

1- النوع

معزولة ومصنّعة   من النيكل   للسيارات   المهجنة (Ni-MH)

2- خرج   القدرة

28 حصان (21   كيلووات)

3- الجهد

201.6 فولت

القدرة   الإجمالية   للنظام (Hybrid System Net Power)

الأداء   الميكانيكي (Mechanical performance)

1- نقل   الحركة (Transmission)

نقال   حركة دائم   التغيير   متحكم به إليكترونياً (ECVT)

التعليق (Suspension):

1-    أمامي (Front)

مستقل,   نظام ماكفرسون   بالإضافة   إلى عمود   أتزان

2-   خلفي (Rear)

عمود لي   بالإضافة   إلى عمود   أتزان

3- التوجيه (Steering)

نظام ترس   وجريدة

4- قطر   الدوران (Turning circle)

34.1   قدم (10.39 متر)

5- الفرامل (Brakes)

فرامل   مؤزرة أمامي   قرص به تهويه/   خلفي طنابير.   مع نظام منع   غلق العجلات (ABS) مع نظام   الفرامل   لاسترجاع   الطاقة

الأبعاد   الخارجية   بالبوصة ( بالسنتيمتر)  (Exterior   Dimensions in (cm)

1- الارفاع / العرض / الطول

58.1/   67.9/175.0 (216.2/ 172.5/444.5)

2- البعد   بين المحاور (Wheelbase)

106.3 (270

3- البعد بين العجلات ( أمامي / خلفي )

59.3/58.3   (150.6/148.1)

(Track (front/rear))

1- معامل   مقاومة   الهواء (Coefficient of drag (Cd)

0.26

2- الخلوص   بين السيارة   والأرض (Ground clearance)

4.9 (12.4)

الأبعاد   الداخلية   أمامية/   خلفية   بالبوصة (سم) (Interior Dimensions   front/rear in (cm))

1- الحيز   للرأس (Head room)

39.1/37.1   (99.3/94.2)

2- الحيز   للكتف (Shoulder room)

55.3/53.0   (140.5/ 134.6)

3- الحيز للجنب (Hip room)

51.0/51.6   (129.5/131.1)

4- الحيز للرجل (Leg room)

41.9/38.6   (106.4/98.0)

الأوزان   والسعة (Weight and Capacity)

1- الوزن   الإجمالي (Curb weight)

2890 رطل   (12855.4 نيوتن)

2- سعة   الجلوس (Seating capacity)

5

3- حجم   الأشخاص (Passenger volume)

96.2   قدم مكعب (2.7 متر   مكعب)

4- خزان   الوقود (Fuel tank)

11.9 جالون   (45 لتر)

الإطارات (Tires)

1- القياسية (Standard)

P185/65R15

2- الاحتياطية (Spare)

مؤقتة