Како функционише Тоиота Хибрид (ХСД)?

Свима је добро познато да Тоиотина ХСД хибридизација слови као радионица. Уређај јапанске марке (сарадња Аисин) познат је не само по ефикасности, већ и по врло доброј поузданости. Међутим, тешко га је разумети због његове сложености и многих могућих начина рада.

Стога ћемо покушати да разумемо како функционише Тоиотин хибридни уређај, чувени серијски / паралелни ХСД е-ЦВТ. Ово последње вам омогућава да возите 100% електрично или комбинацију електричног и топлотног. Овде преузимам донекле сложену тему, а понекад је потребно да је мало поједноставим (мада то не умањује логику и принцип).

Сада знате да ХСД мењаче производи Аисин (АВФХТ15), од којих Тоиота поседује 30%, и да снабдевају хибридне и нехибридне мењаче ПСА групацијом када је у питању ЕАТ или е-АТ8. кутије. (хибрид2 и хибрид4). Сада смо у четвртој генерацији по питању техничког развоја. Иако општи принцип остаје исти, мала побољшања су направљена у средишњем планетарном преноснику или распореду ради постизања компактности и ефикасности (на пример, краће дужине кабла смањују електричне губитке).

Синтетичко објашњење

Ако желите холистички преглед начина на који ХСД ради, ево објашњења које то сажима. Морате ићи даље у чланку да бисте дубље истражили или покушали да разумете шта вам у овој фази измиче.

Ево улоге сваке компоненте, као и техничких спецификација ХСД -а:

• ИЦЕ (мотор са унутрашњим сагоревањем) је топлотни мотор: сва енергија долази из њега, и стога је основа свега. Повезан је са МГ1 преко епицикличног воза.
• МГ1 служи као електрични генератор (који покреће топлотни мотор), као и варијатор мењача. Повезује ИЦЕ са МГ2 преко планетарног зупчаника (планетарног). МГ2 је повезан директно са точковима, па ако се точкови окрећу, он се окреће, а ако окреће и точкове (укратко, раздвајање није могуће између њих) ...
• МГ2 служи као вучни мотор (максимална удаљеност 2 км или 50 км на утичној / пуњивој мрежи), а такође и као електрични генератор (успоравање: регенерација)
• Планетарни зупчаник: Повезује МГ1, МГ2, ИЦЕ и точкове заједно (ово не омета неке елементе који се учвршћују док се други окрећу, морате научити и разумети како планетарна опрема оживљава). Такође захваљујући њему, имамо сталну промену / смањење, па стога он представља мењач (мења се преносни однос, узрокујући његово кочење или „ход уназад“: веза између ИЦЕ и МГ1)

Смањење се састоји у мање -више додавању покрета мотора са унутрашњим сагоревањем (термичког) и МГ2 (који је круто повезан са точковима, не заборавимо).

Хибридни тренер планетарних зупчаника

Овај видео је савршен за увид у то како функционише Тоиотина хибридизација.

Ново: Ручни секвенцијални режим на Тоиота ХСД хибриду?

Инжењери су успели да симулирају (делимично ..) извештаје играјући се на начин на који би МГ1 кочио или обрнуо на непрогресиван начин да би добио јасније извештаје. Преносни однос генерише МГ1, који мање -више чврсто и мање -више „клизи“ повезује ИЦЕ и МГ2 (МГ2 = електрични вучни мотор, али и, пре свега, точкови). Стога, ово смањење може бити постепено или „постепено“ у зависности од тога како дистрибутер напајања МГ1 контролише.

Имајте на уму, међутим, да се промене степена преноса не осећају при делимичном оптерећењу ... А при пуном оптерећењу (максимално убрзање) враћамо се на континуално променљиву јер је то једини начин да се постигну најбоље перформансе убрзања са овим системом (рачунар стога одбија за промену степена преноса ради максималног убрзања).

Стога се овај начин рада користи више за кочење мотором низбрдо него за спортску вожњу.

Цоролла Хибрид 2.0 0-100 и највећа брзина

Овако то заправо изгледа. Нажалост, при пуном оптерећењу губимо секвенцијални режим и више не осећамо зупчанике.

Више верзија?

Осим различитих генерација, ТХС / ХСД / МСХС систем у односу на Тоиоту и Лекус има две главне варијанте. Прва и најчешћа је попречна верзија, која је данас оличена у Аисин АВФХТ15 (раних 90 -их се звала ТХС за Тоиотин хибридни систем. Сада је ХСД за хибридни синергијски погон). Долази у два мање или више компактна модела: Приус / НКС / Ц-ХР (већи), цоролла и Иарис (мали).

Ево модернијег (Приус 4) ХСД преноса из попречних верзија (сада постоје две различите величине, ево веће). Много је компактнији од варијанте коју видите испод (не оне испод уздужне, чак ни испод...)

Тоиота Приус ИВ 2016 1.8 хибридно убрзање 0-180 км / х

Приус 4 при пуном гасу, ево чувеног ефекта континуиране промене насталог комбинацијом електромотора / генератора, топлотног мотора и централног планетарног воза.

Затим долази МСХС за вишестепени хибридни систем (о коме овде не бих баш требао да говорим ... Али пошто ради идентично, такође долази из Аисина и за групу Тоиота ...) то је веома важно. већи уређај који мора бити постављен уздужно и који овај пут може генерирати стварне зупчанике, којих има 10 (4 стварна зупчаника у кутији и комбинација електромотора на паметан начин да се постигне 10. Укупно, дакле, не вишеструко од 4, али то није важно).

Заправо постоје две верзије: АВРХТ25 и АВРХМ50 (МСХС, који има 10 извештаја).

Много престижнија лонгитудинална верзија (овде АВРХМ50) намењена је првенствено Лекусу (неколико Тоиота има мотор у том смислу). Постоје две верзије, од којих једна може да генерише до 10 стварних извештаја.

2016 Лекус ИС300х 0-100 км / х и режими вожње (еко, нормалан, спортски)

Вратите се на 1:00 минут да видите како АВФХТ15 може да генерише извештаје. Чудно, чувени "скокови у брзини" се више не осећају када је мотор потпуно напуњен ... То је зато што је уређај најефикаснији (хронограф) у режиму варијатора, па пуно оптерећење изазива нормалан режим континуираних варијација.

Како функционише Тоиотин хибрид?

Дакле, који је основни принцип ХСД хибридног уређаја? Ако бисмо ово морали грубо сажети, могли бисмо говорити о топлотном мотору који ради са два мотора / генератора (електромотор је увек реверзибилан) и чије различите обртне моменте (сваког мотора) контролише и контролише централни планетарни воз, али такође и електрични интензитет (и смер електричне енергије) који контролише дистрибутер електричне енергије ("инвертер" на енглеском). Редуктор (ЦВТ мењач) је електронски контролисан, због чега мотор МГ1 ради на специфичан начин, као и преко централног планетарног зупчаника, који омогућава комбиновање више снага за излаз једне.

Мотор се може потпуно одвојити од точкова, као и преко планетарног погона ...

Укратко, чак и ако желимо да поједноставимо, схватамо да неће бити тако лако асимилирати, па ћемо се фокусирати на основне принципе. Међутим, ставио сам вам видео на енглеском са детаљима, па ако желите да га прогурате, требали бисте то учинити (са мотивацијом и здравим неуронима, наравно).

Ево Приуса 2, који је мање компактан од оног који сам вам горе показао. Погледајте како су истакли компресор клима уређаја (плаво лево од мотора). Заиста, за разлику од било које „нормалне“ машине, погони га електромотор. Точкови су повезани ланцем који се види у средишњем делу десно (десно у средини електронског варијатора).

електронски варијатор у близини

У профилу видимо једно од вешања точкова повезаних са ланцем преко диференцијала.

Разни режими рада

Хајде да погледамо различите начине рада уређаја и, успут, зашто се он сматра серијским/паралелним, док је обично хибридни систем или један или други. Генијалан начин на који је ХСД дизајниран омогућава и једно и друго, а то га чини и мало незгодним...

Тоиота ХСД уређај: детаљи и архитектура

Ево поједностављене архитектуре ХСД уређаја у више боја која ће вам помоћи да успоставите везе између компоненти.

Дијаграм је наопако у поређењу са горњом фотографијом јер је снимљен из другог угла... Узео сам Приус 2 дијаграм и зато је овде ланац, модерније верзије га немају, али принцип се не мења у оба случаја (било да је ланац, осовина или зупчаник исти.

Ево механизма детаљније, јер треба схватити да се квачило овде добија услед електромагнетне силе између ротора и статора МГ1.

МГ1 је повезан са мотором преко планетарног зупчаног склопа (зеленог) планетарног преносног склопа. То јест, да би ротирао ротор МГ1 (средишњи део), топлотни мотор пролази кроз планетарни зупчаник. Истакнуо сам овај воз и мотор у једној боји тако да јасно видимо њихову физичку везу. Осим тога, а на дијаграму није истакнуто, зелени сателит и плави средишњи сунчани зупчаник МГ1 физички су добро повезани (постоји јаз између њих), као и круна (ивица воза). и зелени сателит топлотне машине.

МГ2 је директно повезан са точковима кроз ланац, али такође покреће спољни планетарни зупчаник централног планетарног зупчаника (круна је тамно плава, изабрао сам исту боју да продужим планетарни зупчаник тако да јасно видимо да је повезан са МГ2 ) ...

Ево планетарног мењача испред, а не у профилу на горњој схеми, боље можемо видети везе између различитих зупчаника повезаних са МГ1, МГ2 и ИЦЕ.

Тешкоћа лежи у разумевању принципа планетарног воза, знајући да се унутрашња кретања не подударају у зависности од начина кретања, али и од брзине ...

Нема квачила?

За разлику од свих других мењача, ХСД -у није потребно квачило или претварач обртног момента (на пример, ЦВТ -у је потребан претварач обртног момента). Овде електромагнетна сила везује точкове за мотор кроз планетарни воз захваљујући МГ1. Тада ротор и статор потоњег (МГ1) тада стварају ефекат трења: када ручно ротирате електромотор, долази до отпора, а ово друго овде користимо као квачило.

Још је боље када се током трења (разлика у брзини између статора и ротора, дакле између мотора и точкова) ствара електрична енергија. И та струја ће бити ускладиштена у батерији!

Због тога се ХСД систем сматра веома интелигентним, јер обезбеђује минималан губитак енергије враћањем енергије у тренутку трења. На класичном квачилу губимо ову енергију у топлоти, овде се претвара у електричну енергију, коју враћамо у батерију.

Дакле, такође нема механичког хабања, јер нема физичког контакта између ротора и статора.

Када се заустави, мотор може да ради без заустављања јер точкови не блокирају мотор (што би се догодило да смо стали на ручни мењач без гашења). Плави сунчани зупчаник (који се назива и празан ход) је бесплатан, па одваја точкове мотора (отуда планетарни зупчаници са зеленом круном). С друге стране, ако сунчани зупчаник почне да прима обртни момент, он ће повезати зелене зупчанике са круном, а затим ће точкови почети да се окрећу постепено (електромагнетно трење).

Ако је зупчаник слободан, сила се не може пренети на круну.

Док се ротор окреће, у статору се ствара трење, што узрокује обртни момент, а овај обртни момент се преноси на сунчеву зупчанику, која се закључава, па чак и на крају ротира у другом смеру. Као резултат тога, ствара се веза између вратила мотора у средини и прстенастог зупчаника на ободу (зупчаник = точкови). Имајте на уму да уређај служи и за заустављање и покретање: када желите да покренете, довољно је накратко блокирати зупчаник за сунце како би топлотни мотор мотора са унутрашњим сагоревањем примио обртни момент од МГ2 спојеног на погонски точак (ово се затим покреће као стартер . Да ли. Цлассиц).

Дакле, да резимирамо:

• Када је у стању мировања, мотор се може окретати јер веза између осовине мотора и прстенастог зупчаника није успостављена: сунчани зупчаник је слободан (чак и ако се укупни Приус искључи када је у мировању ради уштеде горива)
• Повећањем брзине мотора, ротор се окреће довољно брзо да генерише електромагнетну силу, која затим преноси обртни момент на зупчаник за сунце: стварајући везу између осовине мотора и прстенастог зупчаника.
• Када се повеже, брзине осовине мотора и прстенастог точка су једнаке
• Када брзина точкова постане већа од мотора, сунчани зупчаник почиње да се окреће у другом смеру да би променио однос преноса (након што је све закључано, почиње да се „котрља“ како би додатно повећао брзину система). Тачније, може се рећи да, примајући обртни момент, сунчани зупчаник не само да повезује осовине мотора и погонски точак, већ и изазива њихово накнадно убрзање (не само да се кочнице „опиру“, већ их такође ротирају у следећи пут)

100% електрични начин рада

Овде мотори ИЦЕ (термички) и МГ1 не играју посебну улогу, то је МГ2 који ротира точкове због електричне енергије добијене из батерије (отуда и енергије која настаје хемијом). Чак и ако МГ2 окреће ротор МГ1, то не утиче на ИЦЕ топлотну машину, па стога нема отпора који нас забрињава.

Режим пуњења када се заустави

Овде ради топлотна машина која ротира МГ1 кроз планетарни воз. На овај начин се генерира електрична енергија која се шаље дистрибутеру електричне енергије, који усмјерава електричну енергију само у батерију.

Режим опоравка енергије

Ово је чувени режим „Б“ (регенеративно кочење), који се може видети на ручици мењача (када га притиснете, више је кочења мотором повезано са рекуперацијом кинетичке енергије МГ2, отпор је електромагнетни). Инерција / кинетичка енергија долази од точкова и стога путује до МГ2 кроз механичке зупчанике и ланац. Пошто електромотор може бити реверзибилан, он ће генерисати електричну струју: ако пошаљем сок на електромотор, он ће се укључити, ако ручно укључим заустављени електромотор, он ће производити електричну енергију.

Ову електричну струју дистрибутер дистрибуира како би је послао у батерију, која ће се затим поново напунити.

Електрични и топлотни мотор раде заједно

При стабилној брзини и при доброј брзини, односно већину времена, точкови ће се покретати снагом електричних (МГ2) и топлотних мотора.

ИЦЕ топлотни мотор покреће планетарни зупчаник, који производи електричну енергију у МГ1. Ово ће такође пренети механичку силу на точкове, пошто је на њих повезан и планетарни зупчаник.

Ту потешкоће могу постати ограничавајући, јер у зависности од брзине ротације планетарног зупчаника неће бити исти (посебно, смер одређених зупчаника).

Мењач у стилу ЦВТ-а (континуирана и прогресивна промена као на скутерима) настаје интеракцијом напона између мотора (захваљујући магнетном ефекту који изазива сок који пролази кроз завојнице: индуковано електромагнетно поље), као и планетарни зупчаник . који прима снагу више канала. Сретно да вам ово буде надохват руке, чак и ако ће вам видео који вам ставим на располагање то омогућити.

Максимална снага

Ово је помало попут претходног параграфа, осим што овдје узимамо и електричну енергију коју батерија може напајати, па МГ2 има користи од овога.

Ево тренутне верзије Приуса 4:

Плуг-ин / пуњива верзија?

Опција са пуњивом батеријом, која омогућава 50 км на потпуно електричном возилу, састоји се само од уградње веће батерије и постављања уређаја који омогућава повезивање батерије са сектором.

Морате прво проћи кроз дистрибутер напајања и претварач да бисте управљали разликом у снази и различитим врстама сокова: АЦ, ДЦ итд.

ХСД 4Кс4 верзија?

Као што морате знати, верзија 4Кс4 постоји на Рав4 и НКС 300Х и дизајнирана је за додавање на задњу осовину, баш као и ПСА-ови Е-Тенсе и ХИбрид / ХИбрид4. Дакле, ради се о рачунару који обезбеђује константну снагу точкова предње и задње осовине, који, дакле, немају физичку везу.

Зашто серијски / паралелни?

Уређај се зове серијски/паралелни јер се зове "серијски" када сте у 100% електричном режиму. Дакле, радимо на исти начин као БМВ и3, топлотни мотор је генератор струје који храни батерију, која сама покреће аутомобил. У ствари, овим начином рада, мотор је потпуно искључен са точкова.

Такође се назива паралелним када је мотор повезан са точковима преко планетарног уређаја. И то се зове пакетна изградња (погледајте Различите верзије овде).

Да ли Тоиота превише ради са својим системом?

На крају овог чланка, хтео бих да кажем малу тираду. Заиста, Тоиота много говори о свом плуг-ин хибриду, и то је потпуно разумљиво и легално. Међутим, чини ми се да је бренд у два аспекта отишао предалеко. Први је идеализација технологије, подразумевајући успут да ће она на неки начин спасити планету, и да, у суштини, бренд покреће револуцију која ће нас све спасити. Наравно, то смањује потрошњу горива, али такође не треба да се карикирамо, нехибридизовани дизел миниван ради приближно исто, ако не и боље, понекад.

Дакле, Тоиота користи тренутни контекст против дизела да дода слој за који мислим да је овде мало украшен на граници руковања, ево једног:

ТВ реклама - Хибридни асортиман - Ми бирамо хибрид

Затим постоји проблем са повезивањем. Јапански бренд већину својих комуникација заснива на чињеници да аутомобил не треба пунити из електричне мреже, као да је то технолошка предност у односу на конкуренцију. Ово је заправо помало заваравајуће, јер је више недостатак него било шта друго ... Хибридни аутомобили који се могу пунити не морају апсолутно то чинити, ово је опција која се нуди поред власника! Дакле, бренд успева да једну од мана пренесе као предност, а то је и даље јако, зар не? Иронично, Тоиота продаје плуг-ин верзије свог Приуса, а оне би требале бити боље ... Ево једне од реклама:

Не морате да га пуните? Уместо тога, рећи ћу: "мршав, нема начина да се уради ..."

Ићи даље ?

Да идемо даље, предлажем да пажљиво проучите овај видео који је, нажалост, само на енглеском. Објашњење се врши у фазама како би било што једноставније и јасније.