Hvernig Toyota Hybrid (HSD) virkar

Allir vita að HSD blendingur Toyota hefur orð á sér fyrir að vera verkstæði. Tækið af japanska vörumerkinu (Aisin samstarf) er ekki aðeins þekkt fyrir skilvirkni þess heldur einnig fyrir mjög góðan áreiðanleika. Hins vegar er erfitt að skilja það vegna þess hve flókið það er og hversu margar mögulegar rekstraraðferðir eru.

Þess vegna munum við reyna að skilja hvernig tvinnbúnaður Toyota, hið fræga rað-/samhliða HSD e-CVT, virkar. Hið síðarnefnda gerir þér kleift að hjóla 100% rafmagni eða blöndu af rafmagni og hita. Hér tek ég fyrir mér nokkuð flókið efni og þarf stundum að einfalda það aðeins (þó það dragi ekki úr rökfræði og reglu).

Veistu núna að HSD skiptingar eru framleiddar af Aisin (AWFHT15), sem Toyota á 30% af, og að þeir útvega hybrid og non-hybrid skiptingar til PSA hópsins þegar kemur að EAT eða e-AT8. Kassar. (blendingur2 og blendingur4). Við erum nú í fjórðu kynslóð hvað varðar tækniþróun. Þó að meginreglan sé sú sama, eru litlar endurbætur gerðar á miðju plánetubúnaðinum eða skipulaginu til að ná þéttleika og skilvirkni (til dæmis draga styttri snúrulengdir úr rafmagnstapi).

Syntetísk skýring

Ef þú vilt fá heildarsýn á hvernig HSD virkar, þá er hér skýring sem dregur það saman. Þú þarft að fara lengra í greininni til að kafa dýpra eða reyna að skilja hvað er að komast hjá þér á þessu stigi.

Hér er hlutverk hvers íhluta sem og tækniforskriftir HSD:

• ICE (Internal Combustion Engine) er hitavél: öll orka kemur frá henni og þess vegna er hún undirstaða alls. Það er tengt við MG1 með hringlaga lest.
• MG1 þjónar sem rafrafall (knúið af hitavél) sem og gírkassabreyti. Það tengir ICE við MG2 með plánetubúnaði (planetary). MG2 er tengt beint við hjólin, þannig að ef hjólin snúast þá snýst það og ef það snýr hjólunum líka (í stuttu máli, engin losun er möguleg á milli þeirra) ...
• MG2 þjónar sem dráttarmótor (hámarksvegalengd 2 km eða 50 km á tengi / endurhlaðanlegum) og einnig sem rafrafall (hraðaminnkun: endurnýjun)
• Planetary Gear: Það tengir MG1, MG2, ICE og hjólin saman (þetta truflar ekki suma þættina sem eru tryggðir á meðan aðrir snúast, þú þarft að læra og skilja hvernig plánetubúnaðurinn lifnar við). Einnig þökk sé honum, höfum við stöðuga breytingu / lækkun, og þess vegna er það hann sem táknar gírkassann (gírhlutfallið breytist, sem veldur því að hann bremsar eða "bakkar": tengingin milli ICE og MG1)

Lækkunin felst í því að meira og minna bætast við hreyfingar brunavélarinnar (varma) og MG2 (sem er stíftengdur við hjólin, svo má ekki gleyma).

Hybrid Planetary Gear Trainer

Þetta myndband er fullkomið til að fá tilfinningu fyrir því hvernig Toyota blendingur virkar.

Nýtt: Handvirk raðstilling á Toyota HSD Hybrid?

Verkfræðingarnir gátu líkt eftir (að hluta ..) skýrslunum með því að spila á hvernig MG1 myndi bremsa eða bakka á óframsækinn hátt til að fá skýrari skýrslur. Gírhlutfallið er myndað af MG1, sem meira og minna þétt og meira og minna "sleppur" tengir ICE og MG2 (MG2 = rafdrifsmótor, en einnig umfram allt hjól). Þess vegna getur þessi lækkun verið smám saman eða „á víxl“ eftir því hvernig afldreifarinn MG1 stjórnar.

Athugaðu samt að gírskipti finnast ekki við hlutaálag ... Og við fullt álag (hámarkshröðun) förum við aftur yfir í stöðugt breytilegt starf, því þetta er eina leiðin til að ná sem bestum hröðunarafköstum með þessu kerfi (tölvan því neitar að skipta um gír fyrir hámarkshraða).

Þess vegna er þessi hamur notaður meira til að hemla vélar í brekku en fyrir sportlegan akstur.

Corolla Hybrid 2.0 0-100 og hámarkshraði

Svona lítur þetta út í raun og veru. Því miður, við fullt álag, missum við raðstillingu og finnum ekki lengur fyrir gírunum.

Margar útgáfur?

Fyrir utan mismunandi kynslóðir hefur THS / HSD / MSHS kerfið, eins og það er notað fyrir Toyota og Lexus, tvær meginútfærslur. Fyrsta og algengasta er þverskipsútgáfan, sem í dag er innbyggð í Aisin AWFHT15 (snemma á tíunda áratugnum var það kallað THS fyrir Toyota Hybrid System. Nú er það HSD fyrir Hybrid Synergy Drive). Hann kemur í tveimur meira og minna þéttum gerðum: Prius / NX / C-HR (stærri), Corolla og Yaris (lítil).

Hér er nútímalegri (Prius 4) HSD sending úr þverskipsútgáfum (nú eru tvær mismunandi stærðir, hér er sú stærri). Það er miklu þéttara en afbrigðið sem þú sérð hér að neðan (ekki það sem er rétt fyrir neðan lengdarlínuna, jafnvel fyrir neðan...)

Toyota Prius IV 2016 1.8 Hybrid hröðun 0-180 km/klst.

Prius 4 á fullu inngjöf, hér eru hin frægu stöðugu breytingaáhrif framleidd af samsetningu rafmótora / rafala, hitavélar og miðlægrar plánetulest.

Svo kemur MSHS fyrir fjölþrepa hybrid kerfið (sem ég ætti eiginlega ekki að tala um hér ... En þar sem það virkar eins, kemur það líka frá Aisin og er fyrir Toyota hópinn ...) sem er mjög mikilvægt. stærra tæki sem þarf að staðsetja langsum og getur að þessu sinni myndað alvöru gír, þar af eru 10 (4 alvöru gír í kassa og sambland af rafmótorum á snjallan hátt til að ná 10. Samtals því ekki margfeldi af 4, en þetta skiptir ekki máli).

Það eru í raun tvær útgáfur: AWRHT25 og AWRHM50 (MSHS, sem hefur 10 skýrslur).

Mun virtari lengdarútgáfan (hér AWRHM50) er fyrst og fremst ætluð Lexus (fáar Toyotar eru með vél í þeim skilningi). Það eru tvær útgáfur, önnur þeirra getur búið til allt að 10 raunverulegar skýrslur.

2016 Lexus IS300h 0-100km/klst og akstursstillingar (eco, normal, sport)

Farðu aftur í 1:00 mínútu til að sjá hvernig AWFHT15 getur búið til skýrslur. Merkilegt nokk, hin frægu "hraðahopp" finnast ekki lengur þegar vélin er fullhlaðinn ... Þetta er vegna þess að tækið er skilvirkasta (chronograph) í CVT-stillingu, þannig að fullt álag veldur eðlilegum samfelldum breytingum.

Hvernig virkar Toyota tvinnbíll?

Svo hver er grundvallarreglan um HSD hybrid tækið? Ef við þyrftum að draga þetta saman í grófum dráttum gætum við talað um hitavél sem starfar með tveimur mótorum / rafala (rafmótorinn er alltaf afturkræfur) og þar sem mismunandi snúningsvægi (hvers hreyfils) er stjórnað og stjórnað af miðlægu plánetunni, en einnig rafmagnsstyrkur (og stefna rafmagns) sem er stjórnað af afldreifara ("inverter" á ensku). Minnkunargírinn (CVT gírkassi) er rafeindastýrður, sem veldur því að MG1 vélin starfar á ákveðinn hátt, sem og í gegnum miðlægan plánetugír, sem gerir kleift að sameina marga krafta til að framleiða einn.

Hægt er að aftengja vélina alveg frá hjólunum, sem og í gegnum plánetudrifið ...

Í stuttu máli, jafnvel þótt við viljum einfalda, skiljum við að það verður ekki svo auðvelt að tileinka okkur, svo við munum einbeita okkur að grundvallarreglunum. Hins vegar hef ég sett fyrir þig myndband á ensku sem lýsir smáatriðunum, þannig að ef þú vilt knýja það í gegn ættirðu að geta gert það (með hvatningu og heilbrigðum taugafrumum, auðvitað).

Hér er Prius 2, sem er minna fyrirferðarlítill en sá sem ég sýndi þér hér að ofan. Sjáðu hvernig þeir auðkenndu A / C þjöppuna (blá vinstra megin við vélina). Reyndar, ólíkt öllum „venjulegum“ vélum, er hún knúin áfram af rafmótor. Hjólin eru tengd við keðju sem sést í miðjuhlutanum hægra megin (rétt í miðju rafeindabreytileikans).

rafræn breytibúnaður nálægt

Í prófílnum sjáum við eina af hjólafjöðrunum sem er tengdur við keðjuna með mismunadrif.

Ýmsar rekstrarhamir

Við skulum skoða mismunandi notkunarmáta tækis og í leiðinni hvers vegna það er talið rað-/samhliða, en venjulega er tvinnkerfi annað hvort annað eða hitt. Snjallt háttur sem HSD er hannaður gerir ráð fyrir hvoru tveggja og það gerir það líka svolítið erfiður...

Toyota HSD tæki: upplýsingar og arkitektúr

Hér er einfölduð fjöllita HSD tæki arkitektúr til að hjálpa þér að tengja á milli íhluta.

Skýringarmyndin er á hvolfi miðað við efstu myndina því hún er tekin frá öðru sjónarhorni... Ég tók Prius 2 skýringarmyndina og þess vegna er keðja hérna, nútímalegri útgáfur hafa hana ekki, en meginreglan breytist ekki í báðum tilvikum (hvort sem það er keðja, skaft eða gír er það sama.

Hér er vélbúnaðurinn í smáatriðum, því það ætti að skilja að kúplingin er fengin hér vegna rafsegulkraftsins á milli snúnings og stator MG1.

MG1 er tengdur við vélina í gegnum plánetukírsett (grænt) á plánetukírsetti. Það er að segja að til að snúa MG1 snúningnum (miðhluta), fer hitavélin í gegnum plánetugír. Ég hef auðkennt þessa lest og vél í einum lit svo að við getum greinilega séð líkamlega tengingu þeirra. Að auki, og það er ekki auðkennt á skýringarmyndinni, eru græni gervihnötturinn og blái miðsólgírinn MG1 líkamlega vel tengdir (bil á milli þeirra), sem og kórónan (brún lestarinnar). og græna gervihnött hitavélarinnar.

MG2 er beintengdur við hjólin í gegnum keðju, en hann knýr líka ytra plánetukírinn á miðplánetugírnum (kórónan er dökkblá, ég valdi sama lit til að lengja plánetukírinn svo við sjáum greinilega að hann er tengdur MG2 ) ...

Hér er plánetukassinn fyrir framan, ekki í sniði á skýringarmyndinni hér að ofan, við sjáum betur tengslin milli hinna ýmsu gíra sem tengjast MG1, MG2 og ICE.

Erfiðleikarnir liggja í því að skilja meginreglu plánetulestarinnar, vitandi að innri hreyfingar fara ekki saman eftir hreyfingum, heldur einnig eftir hraða ...

Engin kúpling?

Ólíkt öllum öðrum skiptingum þarf HSD hvorki kúplingu né togbreytir (til dæmis þarf CVT snúningsbreytir). Þetta er þar sem rafsegulkrafturinn bindur hjólin við vélina í gegnum plánetulestina þökk sé MG1. Síðan er það rótorinn og statorinn á því síðarnefnda (MG1) sem skapa síðan núningsáhrif: þegar þú snýrð rafmótornum með höndunum myndast viðnám og það er það síðarnefnda sem við notum hér sem kúplingu.

Það er jafnvel betra þegar rafmagn myndast við núning (hraðamunurinn á statornum og snúningnum, þar af leiðandi milli mótorsins og hjólanna). Og það rafmagn verður geymt í rafhlöðunni!

Þetta er ástæðan fyrir því að HSD kerfið er talið mjög gáfulegt, vegna þess að það veitir lágmarks orkutapi með því að endurheimta orku á núningsstund. Á klassísku kúplingu missum við þessa orku í hita, hér er henni breytt í rafmagn sem við endurheimtum í rafhlöðunni.

Þannig er heldur ekkert vélrænt slit, þar sem engin líkamleg snerting er á milli snúningsins og statorsins.

Þegar hún er stöðvuð getur vélin keyrt án þess að stoppa vegna þess að hjólin loka ekki fyrir vélina (sem hefði gerst ef við hefðum stoppað á beinskiptingu án þess að slökkva á henni). Blái sólargírinn (einnig kallaður aðgerðalaus) er ókeypis, þannig að hann skilur mótorhjólin að (þar af leiðandi grænu kórónu plánetuhjólin). Á hinn bóginn, ef sólargírinn byrjar að taka á móti tog mun hann tengja grænu gírin við kórónu og þá byrja hjólin að snúast smám saman (rafsegulnúningur).

Ef sólbúnaðurinn er laus getur kraftur ekki borist á kórónu.

Þegar snúningurinn snýst myndast núningur í statornum sem veldur togi og þetta tog berst í sólargírinn sem læsist og snýst jafnvel að lokum í hina áttina. Fyrir vikið myndast tenging á milli mótorskaftsins í miðjunni og hringgírsins á jaðrinum (gír = hjól). Athugaðu að tækið þjónar líka til að stöðva og ræsa: þegar þú vilt ræsa er nóg að loka sólargírnum í stutta stund þannig að hitamótor brunavélarinnar fái tog frá MG2 sem er tengdur við drifhjólið (þetta ræsir það síðan eins og ræsir . Virkar. Klassískt).

Svo, til að draga það saman:

• Þegar hreyfillinn er kyrrstæður getur vélin snúist vegna þess að tengingin milli áss hreyfilsins og hringgírsins er ekki komin: sólargírinn er laus (jafnvel þótt Prius sleppi í heild sinni þegar hann er kyrrstæður til að spara eldsneyti)
• Með því að auka snúningshraðann snýst snúningurinn nógu hratt til að mynda rafsegulkraft, sem sendir síðan tog til sólargírsins: skapar tengingu milli mótorássins og hringgírsins.
• Þegar tengingin er gerð er hraði mótorássins og hringhjólsins jafnir
• Þegar hraðinn á hjólunum verður meiri en vélin byrjar sólargírinn að snúast í hina áttina til að breyta gírhlutfallinu (eftir að allt er læst byrjar það að "rúlla" til að auka hraðann á kerfinu enn frekar). Frekar má segja að með því að taka á móti togi tengi sólargírinn ekki aðeins mótoröxlana og drifhjólið, heldur veldur hann því að þeir hröðast í kjölfarið (það bremsar ekki aðeins "viðnám", heldur veldur þeim einnig að þeir snúast í eftirfarandi leið)

100% rafmagnsstilling

Hér gegna ICE (varma) og MG1 mótorar ekki sérstöku hlutverki, það er MG2 sem snýr hjólunum vegna rafmagnsins sem fæst frá rafhlöðunni (þar af leiðandi orkan sem kemur frá efnafræðinni). Og jafnvel þó að MG2 snúi snúningi MG1 hefur það ekki áhrif á ICE hitavélina og því er engin mótstaða sem veldur okkur áhyggjum.

Hleðslustilling þegar hún er stöðvuð

Hér er að verki hitavél sem snýr MG1 í gegnum plánetulest. Þannig er rafmagn framleitt og sent til rafdreifingaraðila sem beinir rafmagni eingöngu til rafhlöðunnar.

Orka til að endurheimta orku

Þetta er hinn frægi "B" ham (endurnýjandi hemlun), sem sést á gírhnappinum (þegar þú ýtir á hann er meiri hemlun á vélinni tengd MG2 hreyfiorkuendurheimtunni, viðnámið er rafsegulmagnið). Tregðu/hreyfiorkan kemur frá hjólunum og berst því til MG2 í gegnum vélrænu gírana og keðjuna. Þar sem rafmótorinn getur verið afturkræfur mun hann mynda rafstraum: ef ég sendi safa í rafmótorinn mun hann kveikja á honum, ef ég sný stöðvuðum rafmótor með höndunum mun hann framleiða rafmagn.

Dreifingaraðilinn endurheimtir þennan rafstraum til að senda hann í rafhlöðuna sem síðan verður endurhlaðin.

Raf- og hitavél vinna saman

Á stöðugum hraða og góðum hraða, það er að segja oftast, verða hjólin knúin áfram af krafti raf- (MG2) og hitavélanna.

ICE varmavélin knýr plánetubúnaðinn sem framleiðir rafmagn í MG1. Þetta mun einnig flytja vélrænan kraft til hjólanna, þar sem plánetubúnaðurinn er einnig tengdur þeim.

Þetta er þar sem erfiðleikarnir geta orðið takmarkandi, vegna þess að það fer eftir snúningshraða plánetubúnaðarins ekki það sama (sérstaklega stefna ákveðinna gíra).

Gírkassi í CVT-stíl (sífelld og stigvaxandi breyting eins og á hlaupahjólum) er skapaður af samspili spennu milli mótoranna (þökk sé segulmagnaðir áhrifum af völdum safa sem fer í gegnum spólurnar: framkallað rafsegulsvið) sem og plánetubúnaðarins . sem fær kraft margra rása. Gangi þér vel að hafa þetta innan seilingar, jafnvel þó að myndbandið sem ég set þér til ráðstöfunar leyfir þér það.

Hámarksafl

Þetta er svolítið eins og fyrri málsgrein, nema að hér erum við líka að taka rafmagnið sem rafhlaðan getur veitt, svo MG2 hagnast á þessu.

Hér er núverandi útgáfa af Prius 4:

Plug-in / endurhlaðanleg útgáfa?

Valkosturinn með endurhlaðanlegri rafhlöðu, sem leyfir 50 km á rafknúnu ökutæki, felst aðeins í því að setja upp stærri rafhlöðu og setja upp tæki sem gerir kleift að tengja rafhlöðuna við geirann.

Þú verður að fara í gegnum afldreifarann ​​og inverterinn fyrst til að stjórna aflmismuninum og mismunandi tegundum safa: AC, DC, osfrv.

HSD 4X4 útgáfa?

Eins og þú ættir að vita er 4X4 útgáfa til á Rav4 og NX 300H og er hönnuð til að bæta við afturásinn, rétt eins og E-Tense og HYbrid / HYbrid4 frá PSA. Þannig er þetta tölva sem tryggir stöðugt afl hjóla fram- og afturöxla, sem hafa því ekki líkamlega tengingu.

Hvers vegna raðnúmer / samhliða?

Tækið er kallað serial/parallel vegna þess að það er kallað "series" þegar þú ert í 100% rafmagnsham. Því vinnum við á sama hátt og BMW i3, varmavélin er straumgjafi sem nærir rafgeyminn sem sjálf hreyfir bílinn. Í raun, með þessari aðferð við notkun, er vélin algjörlega aftengd hjólunum.

Það er einnig kallað samhliða þegar mótorinn er tengdur við hjólin í gegnum plánetubúnað. Og þetta er kallað batch build (sjá Ýmsar smíðir hér).

Er Toyota að gera of mikið með kerfið sitt?

Til að ljúka þessari grein vil ég segja smá tirade. Reyndar talar Toyota mikið um tengiltvinnbíl sinn og það er alveg skiljanlegt og löglegt. Hins vegar sýnist mér að í tvennu tilliti hafi vörumerkið gengið of langt. Í fyrsta lagi að gera tæknina hugsjóna, gefa í skyn í framhjáhlaupi að hún muni einhvern veginn bjarga jörðinni og að í raun sé vörumerkið að hefja byltingu sem mun bjarga okkur öllum. Vissulega dregur það úr eldsneytiseyðslu, en við ættum heldur ekki að vera skopmyndir, dísilbíll sem ekki er blendingur virkar nokkurn veginn eins, ef ekki betur, stundum.

Svo Toyota er að nýta sér núverandi anddísilsamhengi til að bæta við lag sem ég held að sé svolítið skreytt hér á mörkum meðhöndlunar, hér er eitt:

Sjónvarpsauglýsing - Hybrid úrval - Við veljum Hybrid

Þá er tengingarvandamál. Japanska vörumerkið byggir samskipti sín að miklu leyti á því að ekki þurfi að hlaða bílinn frá rafmagni, líkt og um tæknilegt forskot á samkeppnina sé að ræða. Þetta er reyndar dálítið villandi þar sem þetta er meira ókostur en nokkuð annað ... Hybrid bílar sem hægt er að hlaða þurfa alls ekki að gera það, þetta er valkostur sem er í boði auk eiganda! Þannig að vörumerkið nær að afgreiða einn galla sem kost, og það er enn sterkt, er það ekki? Það er kaldhæðnislegt að Toyota er að selja plug-in útgáfur af Prius sínum og þær ættu að vera betri ... Hér er ein af auglýsingunum:

Þarftu ekki að hlaða það? Frekar mun ég segja: "þunnur, það er engin leið að gera ..."

Halda áfram ?

Til að ganga lengra legg ég til að þú kynnir þér þetta myndband vandlega, sem því miður er aðeins á ensku. Skýringin er unnin í áföngum til að gera hana eins einfalda og einfalda og mögulegt er.