Переключение передач - необходимость, возникшая в связи с неравномерной характеристикой крутящего момента бензинки. У бензинового двигателя, например, приемлемый крутящий момент находится в достаточно ограниченном диапазоне оборотов. На низких оборотах он невысок. А если на «низах» нагрузить двигатель - есть вероятность повредить его детали. Максимальный же выход силы - где-то в районе 4200. Больше 6000-7000 можно «перекрутить двигатель», возвратно-поступательные движения по многим причинам не терпят высоких оборотов. Колесо вращается с различными оборотами и при разгоне машины нужно сопрягать обороты ДВС с оборотами трансмиссии, удерживаясь в диапазоне необходимого крутящего момента. Чтобы автомобиль мог двигаться с максимальным ускорением, необходимо чтобы двигатель на всем протяжении разгона выдавал максимальную силу. Для этого сопряжения и предназначена КПП. Будь то «механика», «автомат» или вариатор. Коробки изменяют передаточное отношение двигатель/колёса.

Электродвигатель на Toyota Prius, в отличии от ДВС, имеет крутящий момент одинаковый на всем диапазоне оборотов. И коробки переключения передач не требуется.
В случае объединения несовместимого - в гибридах - появляется возможность в оптимальном режиме складывать силы разного происхождения и качества: ДВС и ЭЛЕКТРОМОТОРА. А изящное решение этой проблемы в гибридной установке на самом деле удостаивается внимания, поражая своей простотой и гениальностью идей.

В Toyota Prius нет коробки!
По какому принципу построена Toyota Prius?

Гибридный агрегат (механическая часть) состоит из бензинового двигателя внутреннего сгорания, тягового электромотора, мотора-генератора и трёх приводной муфты.

Представим себе, к примеру, задний мост. На кардан, напрямую, подсоединен ДВС, на одну из полуосей подключен мотор генератор, а на вторую полуось подключен тяговый мотор, и эта же полуось через понижающую передачу идет прямо на колёса. Соответственно, тяговый мотор работает постоянно, а когда его не хватает, заводится бензиновый мотор. Судя по схеме, если полуось на которой висит мотор-генератор, будет свободно вращаться, сила потечет в сторону свободной полуоси, но стоит только нагрузить мотор-генератор, и сила потечет в помощь тяговому двигателю. Постольку поскольку система должна поддерживать на ДВС оптимальные обороты, излишки энергии перегоняются через мотор-генератор, в аккумуляторную батарею, а оттуда в тяговый мотор.
ДВС

Двигатель у Приуса бензиновый. Работает он по циклу Аткинсона, что позволяет снизить токсичность, и соответственно поднять КПД. Включается он не только когда нужна помощь тяговому мотору. Режим работы ДВС зависит еще от собственной температуры, температуры салона, напряжения батарей, и т.п.
Двигатель с подобным принципом газораспределения был известен еще в 20х годах, но его не применяли из-за потерь связанных с увеличением насосного эффекта и как следствие низкой мощности, снятой c куба объема.

Svetilo: ... про Аткинсона.... Нам не литровая мощность важна, а именно недостаток крутящего момента на низах... А при обычном соединении, если крутить и трогаться, то сцеплпние жжешь. Напиши про ресурс. ДВС на постоянных оборотах, без рывковых нагрузок... Электродвигатель вообще с механической точки зрения живуч. Батарея то же на 7 лет расчитана. Но нельзя ее морозить, потому рекомендовать теплый бокс зимой... про ощущения! просторный салон орбиральной станции! И что электромоторчик перегревать не рекомендуется!
Электромотор

Электромотор, мощностью 30 кВт синхронного типа, управляется компьютером, через инвертор. При этом контролирует обороты колес по датчику вращения. На Приусах второго поколения, устанавливаются моторы в 50 кВт, которые могут раскручивать ротор до 10000 оборотов в минуту.
Мотор-генератор

Такой же мотор, как и тяговый только меньшего размера. Он может выполнять функцию, как сцепления, так и стартера в зависимости оттого, что требуется в данный момент.
3х ходовая муфта

Этот элемент конструкции является тем самым звеном, которое сопрягает работу вышеозначенных элементов. Похожий по конструкции элемент, был известен давно, и использовался в автоматических КПП как передача. Он состоит из четырех планетарных шестерней, центры которых находятся на одной станине. И двух зубчатых колец, одно из которых описывает получившийся квадрат, а другое вписано в него. Четыре маленькие шестерни, закрепленные параллельно оси на одной площадке с центрами равномерно расположенными по окружности. А если посмотреть кинематическую схему, то это самый обычный дифференциал.

Смазка

Особое умиление вызвал маленький масленый насосец. Если посмотреть схематично, он находится в задней части коробки, но предназначение его, при детальном рассмотрении, оказалось очень простым. Он смазывает муфту в тот момент, кода автомобиль стоит, а ДВС работает. В остальное время, детали смазываются обычным разбрызгиванием. В качестве масла в трансмиссии гибрида, используется Toyota Type T-4, объем жидкости составляет порядка 4-х литров, а охлаждающей жидкости - антифриз хорошего качества.

Хочется отметить, что эксплуатировать автомобиль следует в соответствии с инструкцией и рекомендациями завода производителя. Несоблюдение режимов и чрезмерные нагрузки могут привести городской вид транспорта к поломкам, устранение которых на данный момент стоит весьма и весьма недешево. Правда, скорее всего ситуация в скоре должна поменяться.