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無級變速ECVT和CVT,一個“E”劃開的可不止是電控!

從仗劍策馬走天下, 到四輪滾動行四方, 甚至是飛天任意翱翔, 科技帶來的便利已經滲透日常中。 而在汽車行業, 科技同樣引領著成長, 被運用在混動系統中的ECVT, 就是今天小威想講的主角。

ECVT和CVT

Electronic Continuously Variable Transmission, 電控無極式自動變速箱。

去掉一個E, 就是CVT, 雖說都是變速箱, 可兩者卻遠遠不是只差了電那麼簡單。

結構:

CVT:主、從動輪+鋼帶, 以及配套的油泵、液力變矩器、閥體油路、感測器、控制電腦等

ECVT:行星齒輪+電機

原理:

CVT:主從動輪的錐形盤形成一個V字, 液壓可以控制V左右兩邊間隔的距離, 而鋼帶在其間隨距離的改變而動, 實現了連續可變速調節。

ECVT:它有個更容易理解的名字叫PSD(Power Spliting Device), 動力分配器, 實現混動車型的動力分配。 通過行星排上的行星齒輪、離合器外加調速電機來實現變速。

(具體原理在下面會進一步展開講~)

應用:

CVT:鋼帶承受力限制了扭矩, 一般出現在小型車上, 但一直有在改進。 奧迪A4、A5、A6, 日產軒逸、奇駿等車都有用過CVT。

ECVT:主要用在混動車型上, 如雷克薩斯的全系混動車型、豐田凱美瑞雙擎、北美版混動本田雅閣等。

ECVT工作原理

動力分配:

ECVT把發動機(行星齒輪+座圈), 1號發電機(太陽齒輪), 2號驅動電動機(外齒圈)同軸耦合在一起。

1號電機主要負責發電、啟動發動機, 2號電機負責起步、低速驅動、混動驅動, 發動機負責混動驅動, 提供電力供給等。

發動機帶動行星齒輪座圈, 行星齒輪座圈又帶動太陽齒輪, 使1號電機旋轉起來, 發動機就是這樣以其72%的扭矩驅動普瑞斯, 並以其28%的扭矩推動1號電機發電的。 而電動、發電兩用電機2則用來補充更多的扭矩。 如果1號電機發的電力不能滿足2的需要, 電力的缺口則由電池組來彌補。 如果普瑞斯已經達到了所需的速度,1號電機的多餘電力則流進電池組。

啟動和低速:

外齒圈(2號電機)的旋轉速度低於行星座(發動機)的轉速,四個行星齒輪仍舊反轉,所以發動機只能帶動1號電機發電,不能推動車輪,這時完全由2號電機推動車輛前進。

高速時:

普瑞斯純電動所能達到的最大理論速度約為42km/h,超過這個速度發動機就必須介入工作了。

動力需求更高時,發動機啟動,同時推動齒圈(2號電機)和太陽輪(1號電機),1號電機向2號電機供電,多餘部分還用於電池沖電。

踩油門時,提高了PCU(控制電流強度裝置)的輸出電壓,影響了2號機轉速,增加了發動機的供油,也提高了發動機的轉速。

倒車時:

使用ECVT的車輛沒有倒車齒輪,在倒車時則是由1號電機充當驅動電機,此時發動機不工作,太陽輪通過行星齒輪帶動外齒圈反向轉動,實現倒車。

由於ECVT天生就沒有離合器,加之無極能量耦合,這就保證了車輛無任何頓挫,低速、高速都能駕駛平滑順暢。而且發動機處於阿特金森(或類似阿特金森)迴圈狀態,工作效率高,整體傳動效率也高,所以ECVT有突出的節油效果。但ECVT也不是完美的,軟體要求,運行精度要求都非常高,如果部分出問題很可能直接導致整個變速箱癱瘓。不論如何,在輕混方面,ECVT仍是非常有競爭力的存在。

今天就說到這裡了,想起在之前的傳動中,也提到了用於差速鎖的行星齒輪,小威不得不感慨真是神奇,小小的齒輪裡蘊藏著這麼多奧秘。

固特威,汽車用品品牌,汽車生活好幫手。

如果普瑞斯已經達到了所需的速度,1號電機的多餘電力則流進電池組。

啟動和低速:

外齒圈(2號電機)的旋轉速度低於行星座(發動機)的轉速,四個行星齒輪仍舊反轉,所以發動機只能帶動1號電機發電,不能推動車輪,這時完全由2號電機推動車輛前進。

高速時:

普瑞斯純電動所能達到的最大理論速度約為42km/h,超過這個速度發動機就必須介入工作了。

動力需求更高時,發動機啟動,同時推動齒圈(2號電機)和太陽輪(1號電機),1號電機向2號電機供電,多餘部分還用於電池沖電。

踩油門時,提高了PCU(控制電流強度裝置)的輸出電壓,影響了2號機轉速,增加了發動機的供油,也提高了發動機的轉速。

倒車時:

使用ECVT的車輛沒有倒車齒輪,在倒車時則是由1號電機充當驅動電機,此時發動機不工作,太陽輪通過行星齒輪帶動外齒圈反向轉動,實現倒車。

由於ECVT天生就沒有離合器,加之無極能量耦合,這就保證了車輛無任何頓挫,低速、高速都能駕駛平滑順暢。而且發動機處於阿特金森(或類似阿特金森)迴圈狀態,工作效率高,整體傳動效率也高,所以ECVT有突出的節油效果。但ECVT也不是完美的,軟體要求,運行精度要求都非常高,如果部分出問題很可能直接導致整個變速箱癱瘓。不論如何,在輕混方面,ECVT仍是非常有競爭力的存在。

今天就說到這裡了,想起在之前的傳動中,也提到了用於差速鎖的行星齒輪,小威不得不感慨真是神奇,小小的齒輪裡蘊藏著這麼多奧秘。

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