
一、丰田混动(双擎)是如何实现无级变速?
先说说汽油版车6AT自动变速器工作情况,以爱信TF60-SN为例,变速器各档位传动比: 1档/4.15;2档/2.37;3档/1.56;4档/1.15;5档/0.86;6档/0.69;倒挡3.39 主减速比4.103。由此可知1-4档传动比大于1,目的是减速增扭。5-6档传动比小于1,目的是减扭增速。也就是经变速后输出到主减速轮齿的转速比发动机转速高,俗称超速挡。以使用09G的车型为例,实情是:车速在35km/h以上,变速器工作在4档,车速在48km/h以上,变速器工作在5档,车速在68km/h以上,变速器工作在6档。也就是说车速在40km/h以上时,变速器己完成了减速增扭的使命。相信其它自动变速器的工况设定也是大同小异。
2019款雷克萨斯UX,亚洲龙、凯美瑞和RAV4、卡罗拉、雷凌双擎采用的都是普锐斯P610变速器结构,全称为新型混合动力驱动桥。动力传递路线是:1、发动机--行星架--太阳轮--MG1;2、发动机--行星架--外齿圈--中间齿轮---主减速齿轮;3、MG1发电(或动力电池供电)--MG2驱动--中间齿轮--主减速齿轮。
丰田混动(双擎)如何实现无级变速?可分二种情况:1)、动力电池电量充足,发动机无需热机,发动机停机。动力电池给MG2供电,MG2驱动车辆前进,当最高车速达41.8km/h后发动机起动,此过程相当于纯电动汽车行驶模式。2)、动力电池电量不足,发动机工作,此时由于车辆未动,外齿圈转速为0,发动机输出功率全部提供给MG1发电,MG1与动力电池共同为MG2供电,车辆在起步加速过程所需扭矩主要由MG2提供。
MG2电机为永磁交流同步电机,它能在0-17000rpm之间无级变速,根据电机转矩(T)=9550* 功率(P)/转速(n) ,可知电机在起动时转矩最大。电机转速取决负载(车辆前进的阻力)。做个不恰当的比喻:情况1纯电模式,好比人(MG2)推车前进,车辆未动,加在车上推力最大,推力大于车辆前进的阻力,车辆就加速前进,人也就跟车同步前进,所以人(MG2)前进速度取决车辆前进速度。上述情况2,好比牛(发动机)在前面拉车,人(MG2)在后推车。
也许你有疑惑:1、按照上述动力传递路线MG2是否会拖动发动机转动?答案是不会,MG2驱动----中间齿轮----外齿圈----行星架,会把动力传递MG1及发动机,由于发动机阻力大,不动。MG1阻力小,会转的飞快!上述提到最高车速达41.8km/h后发动机起动,这是指二代普锐斯,此时MG1转速达到6500rpm最高转速,所以发动机心须起动,以降低MG1转速。丰田THS-Ⅱ混动系统MG1转速可达到10000rpm,纯电最高车速达65km/h以上。
2、汽油版车变速器5-6超速挡混动(双擎)是如何实现?
这个是由神奇的行星齿轮机构和MG1电机共同来完成,行星齿轮机构也叫动力分配机构,发动机输出扭矩、转速经行星齿轮机构分配后为:
1)、发动机转速分配Ng=3.6Ne – 2.6Nm
Ng -太阳轮(MG1); Ne-行星架(发动机);Nm-外齿圈(输出)。
2)、发动机扭矩分配:发动机的扭矩分配与车速无关,由齿数比决定。总是外齿圈分配发动机扭矩的 72%,太阳轮分配28%;
根据Ng=3.6Ne – 2.6Nm可知:当MG1转速小于发动机转速时,外齿圈转速超过发动机转速,相当于6AT自动变速器挂超速挡了,MG1转速继续下降,传动比也会越来越小。Ng 小于0时,MG1反转作电动机助力发动机输出。也许你会问,如果没有动力电池供电,MG1的能源从何而来?其实MG1电能从MG2发电提供的,MG1输出功率等于MG2发电消耗的功率,所以用于驱动车辆获得的功率等同于发动机输出功率(不计消耗)。见图中b、c
二、丰田混动(双擎)不插电是如何实现省油?
1、靠动力电池回收能量。MG2将车辆制动产生的机械能、车辆下坡产生的动能转换为MG2的电能,再贮存在动力电池中。
2、有热效率达40%的阿特金森高效发动机。巧妇难为无米之炊,没有高效发动机,混动优势就大打折扣。
3、靠MG1调速。 MG1作用:1)通过调节MG1的转速来实现发动机在某个高效功率点运行; 2)发动机运行在高效率点时,随车速的变化,调节MG1的转速,实现行星齿轮无级变速的功能;3)作为发电机为动力电池充电,为MG2供电;作为电动机,起动发动机。
由于行星齿轮机构的存在,当车速不变,改变MG1转速,就可以改变发动机转速。MG1调速主要是调整发动机转速,因为发动机某一功率时可以有多种输出转速、扭矩组合,通过调节MG1的转速就能让发动机工作在运行曲线最佳点上,也就是最省油的运行点。
三、丰田混动(双擎)怠速噪音比一般汽油版车大?
很多丰田双擎车主都有同样的感受,那就是丰田双擎冷车起动时噪音大,自认为双擎车怠速噪音比一般汽油版车大。这是误解了,丰田双擎发动机没有怠速工况,它要么停机,要么就工作在1000rpm以上。在同样的环境,你如果把一般汽油版车的发动机转速提到1000rpm以上,你就会发现它的噪音更大。以丰田M20A系列引擎为例,M20A-FKS型为一般汽油版车发动机,压缩比13:1;M20A-FKS--FXS型为双擎车发动机,压缩比14:1,准确说14:1是膨胀比,真实压缩比只有9:1左右,同样工况下M20A-FKS--FXS型噪音会更小此。因为M20A-FKS型压缩比大,工作更粗暴。
四、丰田混动(双擎)除了比一般汽油版车省油外,还有那些优点?
很多丰田混动车主在使用双擎车后最直观的感受就是省油,其它也说不出个所以然,感慨要收回1.3W的多付出还不知要等到猴年马月啊!以雷凌双擎为例,
我认为还有下列优势:1)是驾驶品质提升。起步轻盈,加速过程如丝绸般顺滑,轻松从容,静谧惬意可享受到同品牌B级汽油版车的驾驶品质;2)变速机构更可靠更耐造,无论是新手还是激情驾驶者都不会对它造成大的伤害。如果是一般汽油版车,笨重的液力变矩器加娇气CVT变速箱,你如果粗暴对待它,漏油、吹口哨等等,相依相伴,爱你没商量;3)是使用省心又省钱。双擎车有了MG1,既是发电机又是起动机,双擎发动机省了发电机及起动马达,要是出故障也是在别人车上。再说混合动力驱动桥(E-CVT)吧,有资料显示,E-CVT故障几乎为0。E-CVT主要的易损部件是电机与电子控制器,MG1 、MG2电机在一个独立封闭空间,提供独立冷却与润滑,你想让它烧损还无从下手。我最担心的是电子开关,也就是绝缘栅双极晶体管(IGBT)的可靠性,IGBT最怕过热与振动,它安在胶液材料中并经独立绝缘液冷却,能确保万无一失。如果你的双擎E-CVT真出故障了,那么恭喜你买彩票中特等奖了。4)是雷凌双擎E-CVT结构与工作原理与高端的雷克萨斯、尊贵的丰田埃尔法双擎一样,只是雷凌双擎E-CVT一般另部件是国产的,但E-CVT性能与可靠性没区别,一般家用车能享用豪华车E-CVT的技术(同样是双电机平行轴结构,当然不同排量,电机的功率是不同的),幸福感、优越感满满的,性价比暴棚!
五、丰田混动(双擎)动力电池终生无忧吗?
二十年的实践证明是肯定的。1是电池控制策略得当。电池过充过放因过热而导致电池损坏。而双擎动力电池控制策略是浅充浅放,可以做到电池与车辆同寿命。比方说,你的手机电池能做到电量40%时充,90%时停,我相信厂家也能给你承诺电池与手机同寿命。2是实力保证,有权威机构检测为证:2002款与2012款普锐斯测试油耗只相差0.5L/km,如果考虑技术进步,油耗几乎不变。3是厂家承诺动力电池终生保质,可以解除你后顾之忧。