其實(shí),豐田普銳斯之所以能在混動(dòng)車(chē)的歷史長(zhǎng)河中留下美名,,這與其背后的THS混動(dòng)系統(tǒng)密不可分,,而這里我們?cè)敿?xì)地聊聊THS混動(dòng)系統(tǒng)中的核心部件E-CVT。
「E-CVT」的構(gòu)成
「E-CVT」顧名思義,,其官方全稱為「電子控制電磁離合式無(wú)級(jí)變速器」,,所以「E-CVT」一般由2個(gè)調(diào)速「電機(jī)」,,一組「行星齒輪」和「離合器」組成。當(dāng)你看到「E-CVT」的拆解圖后,,是否有一種感覺(jué)『怎么看起來(lái)像帶了電機(jī)的差速器』,。不錯(cuò),就是這樣一個(gè)看似結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的變速器,,卻達(dá)到了CVT的效果,。
「E-CVT」的連接
要搞懂「E-CVT」的工作原理,我們還是要將其變速的邏輯關(guān)系先理清楚,,「E-CVT」的一個(gè)關(guān)鍵部件就是「行星齒輪組」,,當(dāng)我們研究「行星齒輪組」機(jī)構(gòu)時(shí),最重要就是要搞清『動(dòng)力從哪來(lái),,到哪里去,,整個(gè)流程是什么樣』,所以,,首先我們來(lái)看看「電機(jī)」,、發(fā)動(dòng)機(jī)、和「行星齒輪組」之間的聯(lián)系,。
E-CVT部件連接示意圖
在這樣的連接方式下,,各個(gè)部件開(kāi)始發(fā)揮自己的作用:
發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可以通過(guò)「行星齒輪盤(pán)」分配給車(chē)輪和1號(hào)電機(jī);
1號(hào)電機(jī)可以發(fā)電來(lái)提供給2號(hào)電機(jī)或給電池組充電,;
2號(hào)電機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪或給電池組充電,。
看到這里,我們會(huì)想到一點(diǎn):這些部件的運(yùn)作需要被控制,!而作為E-CVT的最復(fù)雜最關(guān)鍵的部件,,用來(lái)控制動(dòng)力傳輸?shù)摹窹CU」(動(dòng)力控制單元)自然進(jìn)入了我們的視線。容我簡(jiǎn)單地『百度』下:
PCU動(dòng)力控制單元(Power Control Unit)作為混動(dòng)汽車(chē)必不可少的一個(gè)部件,,里面包含了「電壓變換器」和「逆變器」,,可以調(diào)節(jié)電池組輸出的電壓。比如向電機(jī)供電必須使用高電壓(600V左右),,而電池組的電壓由于尺寸的限制最多達(dá)到200V左右,,故變壓器必不可少。而逆變器的作用則是使直流變交流或者反之,,因?yàn)楦邏航涣麟姍C(jī)具有體積小,、效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn),,而電池組發(fā)出的是直流電,,故在電機(jī)和電池組之間必然需要一個(gè)逆變器。(源自網(wǎng)絡(luò))
「E-CVT」的工作原理
在了解「E-CVT」的基本構(gòu)成和連接方式后,接下來(lái)就是見(jiàn)證『奇跡』的時(shí)刻,,我們一起來(lái)看看在不同工況下「E-CVT」是如何工作的:
發(fā)出啟動(dòng)指令后,,電池提供1號(hào)電機(jī)動(dòng)力,啟動(dòng)(正轉(zhuǎn))并帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),。
發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后怠速運(yùn)轉(zhuǎn),,汽油機(jī)帶動(dòng)「行星齒輪盤(pán)」正向旋轉(zhuǎn)。由于車(chē)輪(連接著外齒圈)未轉(zhuǎn)動(dòng),,「行星齒輪盤(pán)」(連接著發(fā)動(dòng)機(jī))的正向旋轉(zhuǎn)會(huì)通過(guò)「行星齒輪」帶動(dòng)「太陽(yáng)齒輪」(連接著1號(hào)電機(jī))正向旋轉(zhuǎn)�,!�1號(hào)電機(jī)」不再接收電池組輸電,,反而變成發(fā)電機(jī),發(fā)出交流電,,經(jīng)PCU里的逆變器和電壓變換器變成低壓直流電并給電池組充電,。總之,,怠速時(shí),,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率全部用來(lái)為電池組充電。
發(fā)出起步信號(hào)后,,少量電力帶動(dòng)「2號(hào)電機(jī)」,,「2號(hào)電機(jī)」帶動(dòng)車(chē)輪(連接著外齒圈)開(kāi)始正向轉(zhuǎn)動(dòng),車(chē)子緩慢前進(jìn),。當(dāng)你稍微用力踩下油門(mén)踏板時(shí),,「2號(hào)電機(jī)」獲得更多的電力,車(chē)輛就會(huì)加速前進(jìn),。
隨著「2號(hào)電機(jī)」的轉(zhuǎn)速增加,,「1號(hào)電機(jī)」的轉(zhuǎn)速也會(huì)急速增加,而當(dāng)「1號(hào)電機(jī)」即將達(dá)到上限時(shí),,此刻發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)主動(dòng)介入動(dòng)力輸出,。通常情況下,起步時(shí)踩油門(mén)的力度越大,,汽油機(jī)介入的時(shí)間就越早,。
當(dāng)達(dá)到一定速度后,如果繼續(xù)緩慢加速,,此時(shí)「2號(hào)電機(jī)」繼續(xù)為主要的動(dòng)力來(lái)源,,發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)在低轉(zhuǎn)速區(qū)間運(yùn)作,這與起步階段的動(dòng)力供給情況類(lèi)似,,只是「2號(hào)電機(jī)」的工作功率會(huì)更大,。
急加速時(shí),即是「火力全開(kāi)模式」,,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升進(jìn)入高效動(dòng)力輸出模式,,帶動(dòng)「1號(hào)電機(jī)」加速提供「2號(hào)電機(jī)」動(dòng)力,,同時(shí)通過(guò)「行星齒輪」與「2號(hào)電機(jī)」共同將強(qiáng)勁動(dòng)力同時(shí)輸送到「外齒圈」帶動(dòng)車(chē)輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
在高速巡航時(shí),,「2號(hào)電機(jī)」反轉(zhuǎn)供電給「1號(hào)電機(jī)」,,而在變速箱內(nèi),「太陽(yáng)齒輪」反轉(zhuǎn)使得「行星齒輪」的動(dòng)力大部分傳遞到「外齒圈」,,從而推動(dòng)車(chē)輛巡航,。在這階段主要由發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)汽車(chē)。
減速時(shí),,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉,,「1號(hào)電機(jī)」空轉(zhuǎn)�,!�2號(hào)電機(jī)」由車(chē)輪帶動(dòng)變成發(fā)電機(jī)吸收車(chē)輪的減速能量,,同時(shí)為電池組充電。
倒車(chē)的過(guò)程也比較簡(jiǎn)單,,正好與剛起步的情況相似,,電池組為「2號(hào)電機(jī)」供電,「2號(hào)電機(jī)」帶動(dòng)車(chē)輪,,「外齒圈」在離合器的作用下反轉(zhuǎn)運(yùn)作,,完成倒車(chē)。
不知道大家是否能通過(guò)上面的圖文和表格領(lǐng)會(huì)到「E-CVT」的技術(shù)之美,,說(shuō)實(shí)話,,就這套「行星齒輪組」的工作邏輯,就讓我佩服的五體投地,,關(guān)鍵是,,比起『汽油壓燃』一類(lèi)的黑科技,「E-CVT」是實(shí)打?qū)嵉亟档土擞秃�,!所以,,普銳斯在我心中一直有著不可撼動(dòng)的地位。
客觀地說(shuō),,我們花10萬(wàn)收的這臺(tái)3代普銳斯(2012款1.8L豪華款)是一臺(tái)低故障率,、低油耗、低維保,、家用車(chē),。只是說(shuō)句良心話,這車(chē)性價(jià)比真的不高,。不過(guò),,如果你和我們一樣是『技術(shù)宅』,而且對(duì)普銳斯所搭載的這套混動(dòng)系統(tǒng)充滿敬意的話,這略微虛高的價(jià)格就不是問(wèn)題了,。
只是,,每當(dāng)我想到,再加一些預(yù)算就可以選擇同年的的雷克薩斯CT200h,,這剛收來(lái)的普銳斯,,好像一下就不香了……(編譯/汽車(chē)之家 王帥)
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