Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)
Perangkat kendaraan

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Semua orang sangat menyadari bahwa hibridisasi HSD Toyota memiliki reputasi sebagai bengkel. Perangkat merek Jepang (kolaborasi Aisin) dikenal tidak hanya karena efisiensinya, tetapi juga keandalannya yang sangat baik. Namun, sulit untuk dipahami karena kerumitannya dan banyaknya kemungkinan mode operasi.

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Oleh karena itu, kami akan mencoba memahami cara kerja perangkat hybrid Toyota, Serial / Parallel HSD e-CVT yang terkenal. Yang terakhir memungkinkan Anda mengendarai 100% listrik atau kombinasi listrik dan termal. Di sini saya mengambil topik yang agak rumit, dan terkadang saya perlu sedikit menyederhanakannya (walaupun ini tidak mengurangi logika dan prinsip).

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Sekarang ketahuilah bahwa transmisi HSD diproduksi oleh Aisin (AWFHT15), di mana 30% dimiliki oleh Toyota, dan mereka memasok transmisi hybrid dan non-hybrid ke grup PSA dalam hal EAT atau e-AT8. kotak. (hibrida2 dan hibrid4). Kami sekarang berada di generasi keempat dalam hal pengembangan teknis. Sementara prinsip keseluruhan tetap sama, perbaikan kecil dilakukan pada roda gigi atau tata letak planet tengah untuk mencapai kekompakan dan efisiensi (misalnya, panjang kabel yang lebih pendek mengurangi rugi-rugi listrik).

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Penjelasan sintetis

Jika Anda menginginkan pandangan holistik tentang cara kerja HSD, berikut penjelasan yang merangkumnya. Anda perlu melangkah lebih jauh dalam artikel untuk mempelajari lebih dalam atau mencoba memahami apa yang menghindari Anda pada tahap ini.

Berikut peran masing-masing komponen serta spesifikasi teknis HSD:

  • ICE (Internal Combustion Engine) adalah mesin panas: semua energi berasal darinya, dan karena itu menjadi dasar dari segalanya. Itu terhubung ke MG1 melalui kereta episiklik.
  • MG1 berfungsi sebagai generator listrik (digerakkan oleh mesin panas) serta variator gearbox. Ini menghubungkan ICE ke MG2 melalui gigi planet (planetary). MG2 terhubung langsung ke roda, jadi jika roda berputar, berputar, dan jika memutar roda juga (singkatnya, tidak ada kemungkinan pelepasan di antara mereka) ...
  • MG2 berfungsi sebagai motor traksi (jarak maksimal 2 km atau 50 km pada plug-in/rechargeable) dan juga sebagai pembangkit listrik (deselerasi: regenerasi)
  • Planetary Gear: Ini menghubungkan MG1, MG2, ICE dan roda bersama-sama (ini tidak mengganggu beberapa elemen yang diamankan sementara yang lain berputar, Anda perlu mempelajari dan memahami bagaimana planetary gear menjadi hidup). Juga berkat dia, kami memiliki perubahan / penurunan terus menerus, dan oleh karena itu dialah yang mewakili gearbox (rasio gigi berubah, menyebabkannya mengerem atau "mundur": hubungan antara ICE dan MG1)

Pengurangan tersebut kurang lebih terdiri dari penambahan gerakan mesin pembakaran internal (termal) dan MG2 (yang terhubung secara kaku ke roda, jangan lupa).

Pelatih Perlengkapan Planetary Hibrida

Video ini sangat cocok untuk merasakan bagaimana hibridisasi Toyota bekerja.

Baru: Mode Sequential Manual pada Toyota HSD Hybrid?

Para insinyur berhasil mensimulasikan (sebagian ..) laporan dengan bermain tentang bagaimana MG1 akan mengerem atau mundur secara non-progresif untuk mendapatkan laporan yang lebih jelas. Rasio roda gigi dihasilkan oleh MG1, yang kurang lebih tegas dan kurang lebih "slip" menghubungkan ICE dan MG2 (MG2 = motor traksi listrik, tetapi juga, di atas segalanya, roda). Oleh karena itu, penurunan ini dapat bertahap atau "bertahap" tergantung pada cara distributor daya MG1 mengontrol.

Namun, perhatikan bahwa perubahan gigi tidak terasa pada beban parsial ... Dan pada beban penuh (percepatan maksimum) kami kembali ke operasi variabel kontinu karena ini adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan kinerja akselerasi terbaik dengan sistem ini (karena itu komputer menolak untuk menggeser gigi untuk akselerasi maksimum).

Oleh karena itu, mode ini lebih banyak digunakan untuk pengereman mesin menuruni bukit daripada untuk pengendaraan sporty.

Corolla Hybrid 2.0 0-100 dan Kecepatan Tertinggi

Ini adalah apa yang sebenarnya terlihat seperti. Sayangnya, pada beban penuh, kami kehilangan mode sekuensial dan kami tidak lagi merasakan persneling.

Beberapa versi?

Selain beda generasi, sistem THS/HSD/MSHS seperti yang diterapkan Toyota dan Lexus memiliki dua varian utama. Yang pertama dan paling umum adalah versi melintang, yang saat ini diwujudkan dalam Aisin AWFHT15 (pada awal 90-an disebut THS untuk Toyota Hybrid System. Sekarang HSD untuk Hybrid Synergy Drive). Muncul dalam dua model yang kurang lebih kompak: Prius / NX / C-HR (lebih besar), corolla dan Yaris (kecil).

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Ini transmisi HSD (Prius 4) yang lebih modern dari versi melintang (sekarang ada dua ukuran berbeda, ini yang lebih besar). Ini jauh lebih kompak daripada varian yang bisa Anda lihat di bawah (bukan yang tepat di bawah longitudinal, bahkan di bawah...)

Toyota Prius IV 2016 1.8 Hybrid Akselerasi 0-180 km/jam

Prius 4 dengan kecepatan penuh, inilah efek perubahan terus menerus yang terkenal yang dihasilkan oleh kombinasi motor / generator listrik, mesin panas, dan kereta planet pusat.

Kemudian datang MSHS untuk sistem hybrid multi-tahap (yang seharusnya tidak saya bicarakan di sini ... Tapi karena bekerja secara identik, itu juga berasal dari Aisin dan untuk grup Toyota ...) itu sangat penting. perangkat yang lebih besar yang perlu diposisikan secara longitudinal, dan yang kali ini dapat menghasilkan roda gigi nyata, yang ada 10 (4 roda gigi nyata dalam kotak dan kombinasi motor listrik dengan cara yang cerdas untuk mencapai 10.Oleh karena itu, bukan a kelipatan 4, tapi ini tidak masalah).

Sebenarnya ada dua versi: AWRHT25 dan ARWHM50 (MSHS, yang memiliki 10 laporan).

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Versi longitudinal yang jauh lebih bergengsi (di sini ARRHM50) ditujukan terutama untuk Lexus (beberapa Toyota memiliki mesin dalam pengertian itu). Ada dua versi, salah satunya dapat menghasilkan hingga 10 laporan nyata.

Lexus IS2016h 300 0-100km / jam dan mode mengemudi (eco, normal, sport)

Kembali ke menit 1:00 untuk melihat bagaimana AWFHT15 dapat menghasilkan laporan. Anehnya, "loncatan kecepatan" yang terkenal tidak lagi terasa ketika mesin terisi penuh ... Ini karena perangkat paling efisien (kronograf) dalam mode variator, sehingga beban penuh menginduksi mode variasi kontinu normal.

Bagaimana cara kerja Toyota hybrid?

Jadi apa prinsip dasar perangkat hybrid HSD? Jika kita harus meringkas ini secara kasar, kita bisa berbicara tentang mesin panas yang beroperasi dengan dua motor / generator (motor listrik selalu reversibel) dan torsi yang berbeda (dari setiap mesin) dikendalikan dan dikendalikan oleh kereta planet pusat, tetapi juga intensitas listrik (dan arah listrik) yang dikendalikan oleh distributor daya ("inverter" dalam bahasa Inggris). Roda gigi reduksi (gearbox CVT) dikontrol secara elektronik, menyebabkan mesin MG1 beroperasi dengan cara tertentu, serta melalui roda gigi planetary pusat, yang memungkinkan beberapa tenaga digabungkan untuk menghasilkan satu.

Mesin dapat sepenuhnya terlepas dari roda, serta melalui penggerak planet ...

Singkatnya, bahkan jika kami ingin menyederhanakan, kami memahami bahwa tidak akan mudah untuk mengasimilasi, jadi kami akan fokus pada prinsip-prinsip dasar. Namun, saya telah menempatkan Anda video dalam bahasa Inggris yang merinci detailnya, jadi jika Anda ingin mendorongnya, Anda harus bisa melakukannya (dengan motivasi dan neuron yang sehat, tentu saja).

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Ini adalah Prius 2, yang kurang kompak dari yang saya tunjukkan di atas. Lihat bagaimana mereka menyorot kompresor A / C (biru di sebelah kiri mesin). Memang, tidak seperti mesin "normal" lainnya, mesin ini digerakkan oleh motor listrik. Roda dihubungkan dengan rantai yang dapat dilihat di bagian tengah di sebelah kanan (tepat di tengah variator elektronik).

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

variator elektronik dekat

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Di profil, kita melihat salah satu suspensi roda terhubung ke rantai melalui diferensial.

Berbagai mode operasi

Mari kita lihat berbagai mode pengoperasian perangkat dan, di sepanjang jalan, mengapa ini dianggap serial/paralel, sementara biasanya sistem hybrid adalah salah satunya. Cara cerdik HSD dirancang memungkinkan keduanya, dan itu juga membuatnya sedikit rumit...

Perangkat Toyota HSD: detail dan arsitektur

Berikut adalah arsitektur perangkat HSD multi-warna yang disederhanakan untuk membantu Anda membuat koneksi antar komponen.

Diagram terbalik dibandingkan dengan foto atas karena diambil dari sudut yang berbeda... Saya mengambil diagram Prius 2 dan itulah mengapa ada rantai di sini, versi yang lebih modern tidak memilikinya, tetapi prinsipnya tidak berubah dalam kedua kasus (baik itu rantai, poros atau roda gigi adalah sama.

Berikut mekanisme lebih detailnya, karena perlu dipahami bahwa kopling yang didapat disini disebabkan adanya gaya elektromagnetik antara rotor dan stator MG1.

MG1 terhubung ke mesin melalui satu set roda gigi planet (hijau) dari satu set roda gigi planetary. Artinya, untuk memutar rotor MG1 (bagian tengah), mesin panas melewati roda gigi planet. Saya telah menyoroti kereta dan mesin ini dalam satu warna sehingga kita dapat melihat dengan jelas hubungan fisiknya. Selain itu, dan tidak disorot dalam diagram, satelit hijau dan roda gigi matahari tengah biru MG1 secara fisik terhubung dengan baik (ada celah di antara keduanya), seperti mahkota (tepi kereta). dan satelit hijau dari mesin panas.

MG2 terhubung langsung ke roda melalui rantai, tetapi juga menggerakkan roda gigi planetary eksternal dari roda gigi planet pusat (mahkota berwarna biru tua, saya memilih warna yang sama untuk memperpanjang roda gigi planet sehingga kita dapat melihatnya dengan jelas terhubung ke MG2 ) ...

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Berikut adalah roda gigi planet di depan, bukan dalam profil pada diagram di atas, kita dapat melihat dengan lebih baik hubungan antara berbagai roda gigi yang terkait dengan MG1, MG2, dan ICE.

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Kesulitannya terletak pada pemahaman prinsip kereta planet, mengetahui bahwa gerakan internal tidak bertepatan tergantung pada mode gerakan, tetapi juga pada kecepatan ...

Tidak ada kopling?

Tidak seperti semua transmisi lainnya, HSD tidak memerlukan kopling atau konverter torsi (misalnya, CVT membutuhkan konverter torsi). Di sinilah gaya elektromagnetik mengikat roda ke mesin melalui kereta planet berkat MG1. Kemudian rotor dan stator yang terakhir (MG1) yang kemudian menciptakan efek gesekan: ketika Anda memutar motor listrik dengan tangan, timbul hambatan, dan yang terakhir inilah yang kita gunakan di sini sebagai kopling.

Bahkan lebih baik ketika, selama gesekan (perbedaan kecepatan antara stator dan rotor, oleh karena itu antara motor dan roda), listrik dihasilkan. Dan listrik itu akan disimpan dalam baterai!

Inilah sebabnya mengapa sistem HSD dianggap sangat cerdas, karena memberikan kerugian energi minimum dengan memulihkan energi pada saat gesekan. Pada kopling klasik, kita kehilangan energi ini dalam panas, di sini diubah menjadi listrik, yang kita kembalikan ke baterai.

Jadi, juga tidak ada keausan mekanis, karena tidak ada kontak fisik antara rotor dan stator.

Saat berhenti, mesin dapat berjalan tanpa henti karena roda tidak menghalangi mesin (yang akan terjadi jika kita berhenti pada transmisi manual tanpa mematikan). Roda gigi matahari biru (juga disebut idle) bebas, sehingga memisahkan roda motor (karenanya roda gigi planetary mahkota hijau). Di sisi lain, jika roda gigi matahari mulai menerima torsi, itu akan mengikat roda gigi hijau ke mahkota, dan kemudian roda akan mulai berputar secara bertahap (gesekan elektromagnetik).

Jika roda gigi matahari bebas, gaya tidak dapat ditransmisikan ke kenop.

Saat rotor berputar, gesekan dibuat di stator, yang menyebabkan torsi, dan torsi ini ditransmisikan ke gigi matahari, yang terkunci dan bahkan akhirnya berputar ke arah lain. Akibatnya, sambungan dibuat antara poros motor di tengah dan roda gigi cincin di pinggiran (gigi = roda). Perhatikan bahwa perangkat juga berfungsi untuk berhenti dan mulai: ketika Anda ingin memulai, cukup dengan memblokir sun gear sebentar sehingga motor panas mesin pembakaran menerima torsi dari MG2 yang terhubung ke roda yang digerakkan (ini kemudian memulainya seperti starter .Apakah. Klasik).

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Jadi, untuk meringkasnya:

  • Saat stasioner, mesin dapat berputar karena hubungan antara poros mesin dan ring gear tidak terjalin: sun gear bebas (walaupun Prius umumnya mati saat stasioner untuk menghemat bahan bakar)
  • Dengan meningkatkan kecepatan mesin, rotor berputar cukup cepat untuk menghasilkan gaya elektromagnetik, yang kemudian mentransmisikan torsi ke sun gear: menciptakan hubungan antara sumbu motor dan ring gear.
  • Ketika sambungan dibuat, kecepatan sumbu motor dan roda cincin adalah sama
  • Saat kecepatan roda lebih cepat dari mesin, roda gigi matahari mulai berputar ke arah lain untuk mengubah rasio roda gigi (setelah semuanya terkunci, roda gigi mulai "berputar" untuk lebih meningkatkan kecepatan sistem). Sebaliknya, dapat dikatakan bahwa, dengan menerima torsi, roda gigi matahari tidak hanya menghubungkan poros motor dan roda penggerak, tetapi juga menyebabkannya berakselerasi selanjutnya (tidak hanya "menahan" rem, tetapi juga menyebabkannya berputar di cara berikut)

100% mode listrik

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Di sini motor ICE (thermal) dan MG1 tidak memainkan peran khusus, MG2 yang memutar roda karena listrik yang diperoleh dari baterai (maka energi yang timbul dari kimia). Dan bahkan jika MG2 memutar rotor MG1, itu tidak mempengaruhi mesin panas ICE, dan oleh karena itu tidak ada hambatan yang membuat kami khawatir.

Mode pengisian daya saat dihentikan

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Sebuah mesin panas sedang bekerja di sini, yang memutar MG1 melalui kereta planet. Dengan cara ini, listrik dihasilkan dan dikirim ke distributor daya, yang mengarahkan listrik hanya ke baterai.

Mode pemulihan energi

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Ini adalah mode "B" (pengereman regeneratif) yang terkenal, yang dapat dilihat pada kenop persneling (saat Anda menekannya, ada lebih banyak pengereman mesin yang terkait dengan pemulihan energi kinetik MG2, resistansinya adalah elektromagnetik). Energi inersia / kinetik berasal dari roda dan karena itu bergerak ke MG2 melalui roda gigi dan rantai mekanis. Karena motor listrik bisa bolak-balik, maka akan menghasilkan arus listrik: jika saya mengirim jus ke motor listrik, itu akan menyala, jika saya memutar motor listrik yang berhenti dengan tangan, itu akan menghasilkan listrik.

Arus listrik ini dipulihkan oleh distributor untuk dikirim ke baterai, yang kemudian akan diisi ulang.

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Mesin listrik dan panas bekerja bersama

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Pada kecepatan yang stabil dan pada kecepatan yang baik, yaitu, sebagian besar waktu, roda akan digerakkan oleh tenaga listrik (MG2) dan mesin panas.

Mesin panas ICE menggerakkan roda gigi planet, yang menghasilkan listrik di MG1. Ini juga akan mentransfer kekuatan mekanis ke roda, karena roda gigi planet juga terhubung dengannya.

Di sinilah kesulitan bisa menjadi pembatas, karena tergantung pada kecepatan putaran roda gigi planetary tidak akan sama (khususnya arah roda gigi tertentu).

Gearbox gaya CVT (perubahan terus menerus dan progresif seperti pada skuter) dibuat oleh interaksi tegangan antara motor (berkat efek magnet yang disebabkan oleh jus yang melewati kumparan: medan elektromagnetik yang diinduksi) serta roda gigi planet . yang menerima kekuatan beberapa saluran. Semoga berhasil untuk mendapatkan ini tepat di ujung jari Anda, bahkan jika video yang saya sediakan memungkinkan Anda untuk melakukannya.

Kekuatan maksimum

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Ini sedikit seperti paragraf sebelumnya, kecuali bahwa di sini kita juga mengambil daya listrik yang dapat disuplai oleh baterai, jadi MG2 diuntungkan dari ini.

Berikut adalah versi Prius 4 saat ini:

Versi plug-in / isi ulang?

Opsi dengan baterai isi ulang, memungkinkan 50 km pada kendaraan serba listrik, hanya terdiri dari pemasangan baterai yang lebih besar dan pemasangan perangkat yang memungkinkan baterai terhubung ke sektor tersebut.

Anda harus melalui distributor daya dan inverter terlebih dahulu untuk mengelola perbedaan daya dan berbagai jenis jus: AC, DC, dll.

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Versi HSD 4X4?

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Seperti yang harus Anda ketahui, versi 4X4 ada di Rav4 dan NX 300H dan dirancang untuk ditambahkan ke gandar belakang, seperti E-Tense dan HYbrid / HYbrid4 PSA. Jadi, ini adalah komputer yang memastikan kekuatan konstan roda depan dan belakang, yang, karenanya, tidak memiliki koneksi fisik.

Mengapa serial/paralel?

Perangkat disebut serial/paralel karena disebut "seri" saat Anda berada dalam mode kelistrikan 100%. Oleh karena itu, kami bekerja dengan cara yang sama seperti BMW i3, mesin panas adalah generator arus yang memberi makan baterai, yang dengan sendirinya menggerakkan mobil. Padahal, dengan metode pengoperasian ini, mesin benar-benar terlepas dari roda.

Ini juga disebut paralel ketika motor terhubung ke roda melalui perangkat planet. Dan ini disebut batch build (lihat Berbagai build di sini).

Apakah Toyota melakukan terlalu banyak dengan sistemnya?

Cara kerja Toyota Hybrid (HSD)

Di akhir artikel ini, saya ingin mengatakan sedikit omelan. Memang, Toyota berbicara banyak tentang plug-in hybrid-nya, dan itu sepenuhnya dapat dimengerti dan legal. Namun, menurut saya, dalam dua hal, merek tersebut telah bertindak terlalu jauh. Pertama, untuk mengidealkan teknologi, menyiratkan secara sepintas bahwa itu akan menyelamatkan planet ini, dan bahwa, pada dasarnya, merek tersebut memulai sebuah revolusi yang akan menyelamatkan kita semua. Tentu, itu menghemat konsumsi bahan bakar, tetapi kita juga tidak boleh dikarikatur, minivan diesel non-hibrida bekerja hampir sama, jika tidak lebih baik, kadang-kadang.

Jadi Toyota memanfaatkan konteks anti-diesel saat ini untuk menambahkan lapisan yang menurut saya sedikit dihias di sini pada batas penanganan, ini dia:

Iklan TV - Rangkaian Hybrid - Kami memilih Hybrid

Lalu ada masalah koneksi. Merek Jepang mendasarkan sebagian besar komunikasinya pada fakta bahwa mobil tidak perlu diisi daya dari listrik, seolah-olah itu adalah keunggulan teknologi dibandingkan pesaing. Ini sebenarnya agak menyesatkan karena lebih merugikan daripada apa pun ... Mobil hibrida yang dapat diisi tidak mutlak harus melakukannya, ini adalah opsi yang ditawarkan selain pemiliknya! Jadi merek berhasil melewati salah satu kekurangan sebagai keuntungan, dan itu masih kuat, bukan? Ironisnya, Toyota menjual Prius versi plug-in-nya, dan mereka seharusnya lebih baik ... Ini salah satu iklannya:

Tidak perlu diisi ulang? Sebaliknya, saya akan mengatakan: "kurus, tidak ada cara untuk melakukan ..."

Pindah ?

Untuk melangkah lebih jauh, saya sarankan Anda mempelajari video ini dengan cermat, yang sayangnya hanya dalam bahasa Inggris. Penjelasannya dilakukan secara bertahap agar sesederhana dan sejelas mungkin.

Tambah komentar