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簡談豐田4代普瑞斯最新混動系統(tǒng)的平行軸結(jié)構(gòu)

真的好久沒回來了!

一方面是這兩年里借著限牌和限行的東風(fēng),國產(chǎn)新能源黑科技們風(fēng)生水起,讓豐田這套許久不曾更新的混動系統(tǒng)顯得失去了光澤,當然我也覺得比亞迪和榮威那樣的插電式混動其實更符合中國廣大三四線城市和社會主義新農(nóng)村的用車實際.

另一方面自己去年也又換了車,混動凱美瑞被空間無敵的8座MPV替代了(因為是傳統(tǒng)動力,也就懶得更新車庫了),說實話--除了起步和低檔位加速(當然還有油耗),匹配優(yōu)良的傳統(tǒng)AT并不比混合動力的體驗來的差多少--如果你在歐美乘坐過當?shù)氐母鞣N豐田混動出租車感覺就會更明顯.

THS在很多方面堪稱完美,特別是它通過行星齒輪結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的電機四象限調(diào)速調(diào)扭簡直就是腦洞大開的創(chuàng)新,但是在我的使用過程中,它依然有幾個短板

1.在達到上一代THS設(shè)計的內(nèi)燃機啟動極限前大速度純電行駛(50-67km/h)或者高速電動滑行(70-120km/h,內(nèi)燃機低速運轉(zhuǎn)但不噴油)時,地板油的全力加速會非常的滯后,原因在我之前的文章里已經(jīng)提及過了,就是太陽輪電機需要經(jīng)歷急劇的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換才能利用到內(nèi)燃機功率發(fā)電,且正負轉(zhuǎn)速落差達到10000轉(zhuǎn)以上,此過程在1-2秒的時間里完成已屬奇跡.但它也的確影響到了駕駛者的體驗

2.內(nèi)燃機介入的那一下還是有感覺的,基本相當于一次換檔沖擊,而有的行駛狀態(tài)下闖動還比較明顯.原地啟動時更是全車都會搖晃.

3.高速公路巡航時,太陽輪電機的轉(zhuǎn)速也被動偏高,導(dǎo)致ECVT中電氣回路的占比無法進一步下降,因此相比于同等工況下純機械連接的傳統(tǒng)車輛油耗優(yōu)勢不明顯

而以上三項其實都是與原先集成式的行星齒輪設(shè)計本身有關(guān)

從上圖可以看出,由于兩臺電機和內(nèi)燃機都被布置在同一行星齒輪結(jié)構(gòu)內(nèi),因此造成了2個問題

1.受限于整個動力分配器的大小和零件尺寸,兩臺電機之間齒比關(guān)系受到了約束,也就使得太陽輪電機的轉(zhuǎn)速相對于車輪的速度偏高

2.內(nèi)燃機所在的行星齒輪與外齒圈電機(也就是車輪)的結(jié)合過于緊密,使得運作啟動瞬間的擾動傳遞比較直接

那么現(xiàn)在來看一下豐田發(fā)布的P4

新一代平行軸結(jié)構(gòu)的好處在于,MG1(也就是圖中標的發(fā)電機,但其實它的功能并不限于發(fā)電,而是調(diào)速調(diào)扭)在設(shè)計與車輪的對應(yīng)齒比時可以不再受并聯(lián)電機MG2的約束(而反過來說MG2也被解放,不再受動力分配器的限制可以單獨充分考慮扭矩放大的減速齒比)

由此帶來的結(jié)果就是,

1.按照上一代的模型,100km/h純電行駛時MG1的轉(zhuǎn)速可能要上到7000轉(zhuǎn)+,而現(xiàn)在也就是4500多轉(zhuǎn)(相當于原先設(shè)計在67km/h時的水平),因此不再需要內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)來平抑.

2.由于內(nèi)燃機所在的動力輸入軸與車輪所在的輸出軸之間齒輪接觸面積大幅減小,啟動時所產(chǎn)生的沖擊會相應(yīng)變小

3.MG2不再受動力分配器的限制可以單獨充分考慮扭矩放大的減速齒比

4.高速巡航時,MG1的轉(zhuǎn)速也會相應(yīng)下降,通過電氣回路的損耗會下降,因此油耗得到改善

最后,希望早日看到新一代普瑞斯的車庫建成,大家猴年快樂

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2016-02-14

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