Cara Toyota Hybrid (HSD) berfungsi

Semua orang tahu bahawa hibridisasi HSD Toyota mempunyai reputasi sebagai bengkel. Peranti jenama Jepun (kolaborasi Aisin) dikenali bukan sahaja untuk kecekapannya, tetapi juga untuk kebolehpercayaannya yang sangat baik. Walau bagaimanapun, ia tidak mudah difahami kerana kerumitannya dan banyak kemungkinan mod operasi.

Oleh itu, kami akan cuba memahami bagaimana peranti hibrid Toyota, siri / selari HSD e-CVT yang terkenal, berfungsi. Yang terakhir membolehkan anda menunggang 100% elektrik atau gabungan elektrik dan haba. Di sini saya mengambil topik yang agak rumit, dan kadang-kadang saya perlu memudahkannya sedikit (walaupun ini tidak menjejaskan logik dan prinsip).

Sekarang ketahui bahawa transmisi HSD dikeluarkan oleh Aisin (AWFHT15), di mana Toyota memiliki 30%, dan bahawa mereka membekalkan transmisi hibrid dan bukan hibrid kepada kumpulan PSA apabila ia berkaitan dengan EAT atau e-AT8. kotak. (hibrid2 dan hibrid4). Kita kini berada dalam generasi keempat dari segi pembangunan teknikal. Walaupun prinsip keseluruhan kekal sama, penambahbaikan kecil dibuat pada gear atau susun atur planet tengah untuk mencapai kekompakan dan kecekapan (contohnya, panjang kabel yang lebih pendek mengurangkan kehilangan elektrik).

Penjelasan sintetik

Jika anda mahukan pandangan holistik tentang cara HSD berfungsi, berikut ialah penjelasan yang merumuskannya. Anda perlu pergi lebih jauh dalam artikel untuk menyelidiki lebih mendalam atau cuba memahami perkara yang mengelak anda pada peringkat ini.

Berikut ialah peranan setiap komponen serta spesifikasi teknikal HSD:

• ICE (Internal Combustion Engine) ialah enjin haba: semua tenaga datang daripadanya, dan oleh itu ia adalah asas kepada segala-galanya. Ia disambungkan ke MG1 melalui kereta api episiklik.
• MG1 berfungsi sebagai penjana elektrik (didorong oleh enjin haba) dan juga sebagai variator kotak gear. Ia menghubungkan ICE ke MG2 melalui gear planet (planet). MG2 disambungkan terus ke roda, jadi jika roda berputar, ia berputar, dan jika ia memutar roda juga (pendek kata, tiada pemisahan mungkin di antara mereka) ...
• MG2 berfungsi sebagai motor cengkaman (jarak maksimum 2 km atau 50 km pada plug-in / boleh dicas semula) dan juga sebagai penjana elektrik (penyahpecutan: penjanaan semula)
• Gear Planet: Ia menghubungkan MG1, MG2, ICE dan roda bersama-sama (ini tidak mengganggu beberapa elemen yang diamankan semasa yang lain berputar, anda perlu belajar dan memahami cara gear planet itu hidup). Juga terima kasih kepadanya, kami mempunyai perubahan / penurunan yang berterusan, dan oleh itu dia yang mewakili kotak gear (perubahan nisbah gear, menyebabkan ia brek atau "terbalik": sambungan antara ICE dan MG1)

Pengurangan terdiri daripada lebih kurang penambahan pergerakan enjin pembakaran dalaman (termal) dan MG2 (yang disambungkan dengan tegar ke roda, jangan lupa).

Jurulatih Gear Planetary Hibrid

Video ini sesuai untuk merasakan cara penghibridan Toyota berfungsi.

Baharu: Mod Sequential Manual pada Toyota HSD Hybrid?

Jurutera dapat mensimulasikan (sebahagian ..) laporan dengan memainkan cara MG1 akan brek atau undur dengan cara yang tidak progresif untuk mendapatkan laporan yang lebih jelas. Nisbah gear dijana oleh MG1, yang lebih kurang kukuh dan lebih kurang "tergelincir" menghubungkan ICE dan MG2 (MG2 = motor daya tarikan elektrik, tetapi juga, di atas semua, roda). Oleh itu, penurunan ini boleh beransur-ansur atau "berperingkat" bergantung pada cara pengedar kuasa MG1 mengawal.

Walau bagaimanapun, ambil perhatian bahawa perubahan gear tidak dirasai pada beban separa ... Dan pada beban penuh (pecutan maksimum) kita kembali kepada pembolehubah berterusan kerana ini adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan prestasi pecutan terbaik dengan sistem ini (komputer enggan untuk menukar gear untuk pecutan maksimum).

Oleh itu, mod ini lebih banyak digunakan untuk brek enjin menuruni bukit berbanding pemanduan sporty.

Corolla Hybrid 2.0 0-100 dan Kelajuan Teratas

Inilah rupa sebenarnya. Malangnya, pada beban penuh, kami kehilangan mod berjujukan dan kami tidak lagi merasakan gear.

Berbilang versi?

Selain daripada generasi yang berbeza, sistem THS / HSD / MSHS seperti yang digunakan untuk Toyota dan Lexus mempunyai dua varian utama. Yang pertama dan paling biasa ialah versi melintang, yang hari ini terkandung dalam Aisin AWFHT15 (pada awal 90-an ia dipanggil THS untuk Sistem Hibrid Toyota. Kini ia adalah HSD untuk Pemacu Sinergi Hibrid). Ia datang dalam dua model lebih atau kurang padat: Prius / NX / C-HR (lebih besar), corolla dan Yaris (kecil).

Berikut ialah transmisi HSD (Prius 4) yang lebih moden daripada versi melintang (kini terdapat dua saiz berbeza, inilah yang lebih besar). Ia jauh lebih padat daripada varian yang anda boleh lihat di bawah (bukan yang hanya di bawah yang membujur, malah di bawah...)

Toyota Prius IV 2016 1.8 Pecutan Hibrid 0-180 km / j

Prius 4 pada pendikit penuh, berikut ialah kesan perubahan berterusan yang terkenal yang dihasilkan oleh gabungan motor elektrik / penjana, enjin haba dan kereta api planet pusat.

Kemudian datang MSHS untuk sistem hibrid berbilang peringkat (yang saya tidak perlu bercakap tentang di sini ... Tetapi kerana ia berfungsi secara identik, ia juga datang dari Aisin dan direka untuk kumpulan Toyota ...) itu sangat penting. peranti yang lebih besar yang perlu diposisikan secara membujur, dan yang kali ini boleh menjana gear sebenar, yang mana terdapat 10 (4 gear sebenar dalam kotak dan gabungan motor elektrik dengan cara yang bijak untuk mencapai 10. Oleh itu, jumlah keseluruhan, bukan gandaan 4, tetapi ini tidak penting).

Sebenarnya terdapat dua versi: AWRHT25 dan AWRHM50 (MSHS, yang mempunyai 10 laporan).

Versi membujur yang lebih berprestij (di sini AWRHM50) ditujukan terutamanya untuk Lexus (beberapa Toyota mempunyai enjin dalam erti kata itu). Terdapat dua versi, satu daripadanya boleh menjana sehingga 10 laporan sebenar.

2016 Lexus IS300h 0-100km / j dan mod pemanduan (eko, biasa, sukan)

Kembali ke 1:00 minit untuk melihat cara AWFHT15 boleh menjana laporan. Anehnya, "lompatan kelajuan" yang terkenal tidak lagi dirasai apabila enjin dimuatkan sepenuhnya ... Ini kerana peranti ini paling cekap (kronograf) dalam mod CVT, jadi beban penuh mendorong mod variasi berterusan biasa.

Bagaimanakah Toyota hibrid berfungsi?

Jadi apakah prinsip asas peranti hibrid HSD? Jika kita perlu meringkaskan ini secara kasar, kita boleh bercakap tentang enjin haba yang beroperasi dengan dua motor / penjana (motor elektrik sentiasa boleh diterbalikkan) dan tork yang berbeza (setiap enjin) dikawal dan dikawal oleh kereta api planet pusat, tetapi juga keamatan elektrik (dan arah elektrik) yang dikawal oleh pengedar kuasa ("inverter" dalam bahasa Inggeris). Gear pengurangan (kotak gear CVT) dikawal secara elektronik, menyebabkan enjin MG1 beroperasi dengan cara tertentu, serta melalui gear planet pusat, yang membolehkan berbilang kuasa digabungkan untuk mengeluarkan satu.

Enjin boleh diputuskan sepenuhnya dari roda, serta melalui pemacu planet ...

Pendek kata, walaupun kita ingin memudahkan, kita faham bahawa ia tidak akan begitu mudah untuk diasimilasikan, jadi kita akan memberi tumpuan kepada prinsip asas. Walau bagaimanapun, saya telah meletakkan anda video dalam bahasa Inggeris yang memperincikan butirannya, jadi jika anda ingin meneruskannya, anda sepatutnya dapat melakukannya (dengan motivasi dan neuron yang sihat, sudah tentu).

Berikut ialah Prius 2, yang kurang padat daripada yang saya tunjukkan di atas. Lihat bagaimana mereka menyerlahkan pemampat A / C (biru di sebelah kiri enjin). Sesungguhnya, tidak seperti mana-mana mesin "biasa", ia didorong oleh motor elektrik. Roda disambungkan ke rantai yang boleh dilihat di bahagian tengah di sebelah kanan (betul-betul di tengah-tengah variator elektronik).

variator elektronik berhampiran

Dalam profil, kita melihat salah satu penggantungan roda disambungkan ke rantai melalui pembezaan.

Pelbagai mod operasi

Mari kita lihat mod pengendalian peranti yang berbeza dan, sepanjang jalan, mengapa ia dianggap bersiri/selari, manakala biasanya sistem hibrid adalah sama ada satu atau yang lain. Cara cerdik HSD direka bentuk membolehkan kedua-duanya, dan itu juga menjadikannya sedikit rumit...

Peranti Toyota HSD: butiran dan seni bina

Berikut ialah seni bina peranti HSD berbilang warna yang dipermudahkan untuk membantu anda membuat sambungan antara komponen.

Gambar rajah terbalik berbanding foto atas kerana ia diambil dari sudut yang berbeza... Saya mengambil gambar rajah Prius 2 dan itulah sebabnya ada rantai di sini, versi yang lebih moden tidak mempunyainya, tetapi prinsipnya tidak berubah. dalam mana-mana kes (sama ada rantai, aci atau gear adalah sama.

Berikut adalah mekanisme dengan lebih terperinci, kerana perlu difahami bahawa klac diperoleh di sini disebabkan oleh daya elektromagnet antara pemutar dan stator MG1.

MG1 disambungkan kepada enjin melalui set gear planet (hijau) set gear planet. Iaitu, untuk memutar pemutar MG1 (bahagian tengah), enjin haba disalurkan melalui gear planet. Saya telah menyerlahkan kereta api dan enjin ini dalam satu warna supaya kita dapat melihat dengan jelas sambungan fizikal mereka. Di samping itu, dan ia tidak diserlahkan dalam rajah, satelit hijau dan gear matahari tengah biru MG1 disambungkan dengan baik secara fizikal (terdapat jurang di antara mereka), begitu juga mahkota (tepi kereta api). dan satelit hijau enjin haba.

MG2 disambungkan terus ke roda melalui rantai, tetapi ia juga memacu gear planet luaran gear planet pusat (mahkota berwarna biru tua, saya memilih warna yang sama untuk memanjangkan gear planet supaya kita dapat melihat dengan jelas ia disambungkan ke MG2 ) ...

Berikut ialah kotak gear planet di hadapan, bukan dalam profil dalam rajah di atas, kita boleh melihat dengan lebih baik hubungan antara pelbagai gear yang dikaitkan dengan MG1, MG2 dan ICE.

Kesukarannya terletak pada memahami prinsip kereta api planet, mengetahui bahawa pergerakan dalaman tidak bertepatan bergantung pada mod pergerakan, tetapi juga pada kelajuan ...

Tiada klac?

Tidak seperti semua transmisi lain, HSD tidak memerlukan klac atau penukar tork (contohnya, CVT memerlukan penukar tork). Di sinilah daya elektromagnet mengikat roda ke enjin melalui kereta api planet terima kasih kepada MG1. Kemudian pemutar dan pemegun yang terakhir (MG1) yang kemudiannya mencipta kesan geseran: apabila anda memutarkan motor elektrik dengan tangan, rintangan timbul, dan yang terakhir itulah yang kami gunakan di sini sebagai klac.

Ia lebih baik apabila, semasa geseran (perbezaan kelajuan antara stator dan rotor, oleh itu antara motor dan roda), elektrik dijana. Dan elektrik itu akan disimpan dalam bateri!

Inilah sebabnya mengapa sistem HSD dianggap sangat pintar, kerana ia memberikan kehilangan tenaga minimum dengan memulihkan tenaga pada saat geseran. Pada klac klasik, kita kehilangan tenaga ini dalam haba, di sini ia ditukar menjadi elektrik, yang kita pulihkan dalam bateri.

Oleh itu, tiada juga haus mekanikal, kerana tiada sentuhan fizikal antara pemutar dan pemegun.

Apabila dihentikan, enjin boleh berjalan tanpa henti kerana roda tidak menghalang enjin (yang akan berlaku jika kita berhenti pada transmisi manual tanpa dimatikan). Gear matahari biru (juga dipanggil melahu) adalah percuma, jadi ia memisahkan roda motor (oleh itu gear planet mahkota hijau). Sebaliknya, jika gear matahari mula menerima tork, ia akan mengikat gear hijau ke mahkota, dan kemudian roda akan mula berputar secara beransur-ansur (geseran elektromagnet).

Jika gear matahari bebas, daya tidak boleh dihantar ke mahkota.

Apabila rotor berputar, geseran tercipta dalam stator, yang menyebabkan tork, dan tork ini dihantar ke gear matahari, yang terkunci dan akhirnya berputar ke arah lain. Akibatnya, sambungan dibuat antara aci motor di tengah dan gear gelang di pinggir (gear = roda). Ambil perhatian bahawa peranti juga berfungsi untuk berhenti dan mula: apabila anda ingin memulakan, cukup untuk menyekat gear matahari secara ringkas untuk enjin haba ICE untuk menerima tork daripada MG2 yang disambungkan ke roda yang digerakkan (ini kemudiannya menghidupkannya seperti pemula. Adakah. Klasik).

Jadi, untuk meringkaskannya:

• Apabila pegun, enjin boleh berputar kerana pautan antara gandar enjin dan gear gelang tidak diwujudkan: gear matahari adalah bebas (walaupun jika Prius biasanya dimatikan apabila pegun untuk menjimatkan bahan api)
• Dengan meningkatkan kelajuan enjin, pemutar berputar cukup pantas untuk menghasilkan daya elektromagnet, yang kemudiannya menghantar tork ke gear matahari: mewujudkan sambungan antara paksi motor dan gear gelang.
• Apabila sambungan dibuat, kelajuan paksi motor dan roda gelang adalah sama
• Apabila kelajuan roda menjadi lebih laju daripada enjin, gear matahari mula berputar ke arah lain untuk menukar nisbah gear (selepas semuanya dikunci, ia mula "bergolek" untuk meningkatkan lagi kelajuan sistem). Sebaliknya, boleh dikatakan bahawa, dengan menerima tork, gear matahari bukan sahaja menyambungkan gandar motor dan roda pemacu, tetapi juga menyebabkan mereka memecut kemudiannya (ia bukan sahaja brek "menentang", tetapi juga menyebabkan ia berputar dalam ikut cara)

100% mod elektrik

Di sini motor ICE (termal) dan MG1 tidak memainkan peranan khas, ia adalah MG2 yang memutarkan roda kerana elektrik yang diperoleh daripada bateri (maka tenaga yang timbul daripada kimia). Dan walaupun MG2 memutarkan rotor MG1, ia tidak menjejaskan enjin haba ICE, dan oleh itu tiada rintangan yang membimbangkan kami.

Mod pengecasan apabila dihentikan

Enjin haba sedang berfungsi di sini, yang memutarkan MG1 melalui kereta api planet. Dengan cara ini, elektrik dijana dan dihantar kepada pengedar kuasa, yang mengarahkan elektrik hanya ke bateri.

Mod pemulihan tenaga

Ini adalah mod "B" (brek regeneratif) yang terkenal, yang boleh dilihat pada tombol gear (apabila anda menolaknya, terdapat lebih banyak brek enjin yang dikaitkan dengan pemulihan tenaga kinetik MG2, rintangan adalah elektromagnet). Tenaga inersia / kinetik berasal dari roda dan oleh itu bergerak ke MG2 melalui gear mekanikal dan rantai. Oleh kerana motor elektrik boleh diterbalikkan, ia akan menjana arus elektrik: jika saya menghantar jus ke motor elektrik, ia akan dihidupkan, jika saya menghidupkan motor elektrik yang berhenti dengan tangan, ia akan menghasilkan elektrik.

Arus elektrik ini dipulihkan oleh pengedar untuk menghantarnya ke bateri, yang kemudiannya akan dicas semula.

Enjin elektrik dan haba berfungsi bersama

Pada kelajuan yang stabil dan pada kelajuan yang baik, iaitu, pada kebanyakan masa, roda akan digerakkan oleh kuasa enjin elektrik (MG2) dan haba.

Enjin haba ICE memacu gear planet, yang menjana elektrik dalam MG1. Ini juga akan memindahkan daya mekanikal ke roda, kerana gear planet juga disambungkan kepada mereka.

Di sinilah kesukaran boleh menjadi terhad, kerana bergantung pada kelajuan putaran gear planet tidak akan sama (khususnya, arah gear tertentu).

Kotak gear gaya CVT (perubahan berterusan dan progresif seperti pada skuter) dicipta oleh interaksi voltan antara motor (berkat kesan magnet yang disebabkan oleh jus yang melalui gegelung: medan elektromagnet teraruh) serta gear planet . yang menerima kuasa berbilang saluran. Semoga berjaya untuk mendapatkan perkara ini di hujung jari anda, walaupun video yang saya letakkan pada pelupusan anda akan membolehkan anda berbuat demikian.

Kuasa maksimum

Ini sedikit seperti perenggan sebelumnya, kecuali di sini kita juga mengambil kuasa elektrik yang boleh dibekalkan oleh bateri, jadi MG2 mendapat manfaat daripada ini.

Berikut ialah versi semasa Prius 4:

Versi pemalam / boleh dicas semula?

Pilihan bateri boleh dicas semula, yang membenarkan 50 km pada kenderaan semua elektrik, hanya untuk memasang bateri yang lebih besar dan memasang peranti yang membolehkan bateri disambungkan ke sektor tersebut.

Anda perlu melalui pengedar kuasa dan penyongsang terlebih dahulu untuk menguruskan perbezaan kuasa dan pelbagai jenis jus: AC, DC, dsb.

Versi HSD 4X4?

Seperti yang anda perlu tahu, versi 4X4 wujud pada Rav4 dan NX 300H dan direka untuk ditambah pada gandar belakang, sama seperti E-Tense dan HYbrid / HYbrid4 PSA. Oleh itu, ia adalah komputer yang memastikan kuasa berterusan roda gandar depan dan belakang, yang, oleh itu, tidak mempunyai sambungan fizikal.

Mengapa bersiri / selari?

Peranti ini dipanggil bersiri/selari kerana ia dipanggil "siri" apabila anda berada dalam mod elektrik 100%. Oleh itu, kami bekerja dengan cara yang sama seperti BMW i3, enjin haba adalah penjana semasa yang menyuap bateri, yang dengan sendirinya menggerakkan kereta. Malah, dengan kaedah operasi ini, enjin diputuskan sepenuhnya dari roda.

Ia juga dipanggil selari apabila motor disambungkan ke roda melalui peranti planet. Dan ini dipanggil binaan kelompok (lihat Pelbagai binaan di sini).

Adakah Toyota melakukan terlalu banyak dengan sistemnya?

Untuk mengakhiri artikel ini, saya ingin mengatakan sedikit kecaman. Memang, Toyota banyak bercakap tentang hibrid plug-innya, dan itu benar-benar boleh difahami dan sah. Walau bagaimanapun, nampaknya jenama itu telah melampaui dua aspek. Yang pertama adalah untuk mengidealkan teknologi, membayangkan secara sepintas lalu bahawa ia entah bagaimana akan menyelamatkan planet ini, dan, pada dasarnya, jenama itu memulakan revolusi yang akan menyelamatkan kita semua. Sudah tentu, ia mengurangkan penggunaan bahan api, tetapi kita juga tidak sepatutnya dikarikatur, van mini diesel bukan hibrid berfungsi hampir sama, jika tidak lebih baik, kadangkala.

Jadi Toyota mengambil kesempatan daripada konteks anti-diesel semasa untuk menambah lapisan yang saya rasa sedikit dihiasi di sini pada had pengendalian, berikut adalah satu:

Iklan TV - Julat hibrid - Kami memilih Hibrid

Kemudian terdapat masalah sambungan. Jenama Jepun itu mendasarkan banyak komunikasinya pada fakta bahawa kereta itu tidak perlu dicas semula dari sesalur kuasa, seolah-olah ia adalah kelebihan teknologi berbanding persaingan. Ini sebenarnya agak mengelirukan kerana ia lebih merugikan daripada yang lain... Kereta hibrid yang boleh dicas tidak semestinya perlu berbuat demikian, ini adalah pilihan yang ditawarkan sebagai tambahan kepada pemiliknya! Oleh itu, jenama itu berjaya melupakan salah satu kelemahan sebagai kelebihan, dan itu masih kukuh, bukan? Ironinya, Toyota menjual versi pemalam Priusnya, dan mereka sepatutnya lebih baik ... Berikut ialah salah satu iklan:

Tidak perlu mengecasnya semula? Sebaliknya, saya akan berkata: "kurus, tidak ada cara untuk melakukan ..."

Teruskan ?

Untuk pergi lebih jauh, saya cadangkan anda mengkaji dengan teliti video ini, yang malangnya, hanya dalam bahasa Inggeris. Penjelasan dibuat secara berperingkat untuk menjadikannya semudah dan semudah mungkin.