Toyota Hybrid (HSD) қалай жұмыс істейді

Toyota HSD гибридизациясы шеберхана ретінде танымал екенін бәрі біледі. Жапондық брендтің құрылғысы (Aisin collaboration) оның тиімділігімен ғана емес, сонымен қатар өте жақсы сенімділігімен де танымал. Дегенмен, оның күрделілігіне және көптеген мүмкін болатын жұмыс режиміне байланысты түсіну қиын.

Сондықтан біз Toyota гибридті құрылғысы, әйгілі сериялық / параллель HSD e-CVT қалай жұмыс істейтінін түсінуге тырысамыз. Соңғысы 100% электрмен немесе электрлік және термиялық комбинациямен жүруге мүмкіндік береді. Мұнда мен біршама күрделі тақырыпты қолға аламын, кейде оны сәл жеңілдету керек (бірақ бұл логика мен принципті бұзбайды).

Енді HSD берілістерін Aisin (AWFHT15) өндіретінін біліңіз, оның 30% Toyota иелік етеді және олар EAT немесе e-AT8 туралы айтқанда PSA тобына гибридті және гибридті емес берілістерді жеткізеді. жәшіктер. (гибрид2 және гибрид4). Техникалық даму жағынан біз қазір төртінші ұрпақпыз. Жалпы принцип өзгеріссіз қалғанымен, жинақылық пен тиімділікке қол жеткізу үшін орталық планетарлық беріліске немесе орналасуға шағын жақсартулар енгізіледі (мысалы, қысқа кабель ұзындығы электр шығындарын азайтады).

Синтетикалық түсініктеме

Егер сіз HSD қалай жұмыс істейтіні туралы тұтас көзқарасты алғыңыз келсе, мұнда оны қорытындылайтын түсініктеме берілген. Мақалада тереңірек бару керек немесе осы кезеңде сізді не күтіп тұрғанын түсінуге тырысу керек.

Мұнда әрбір компоненттің рөлі, сондай-ақ HSD техникалық сипаттамалары берілген:

• ICE (іштен жану қозғалтқышы) жылу қозғалтқышы болып табылады: барлық энергия одан келеді, сондықтан ол барлық нәрсенің негізі болып табылады. Ол MG1-ге эпициклді пойыз арқылы қосылған.
• MG1 электр генераторы (жылу қозғалтқышы басқарады), сондай-ақ беріліс қорабының вариаторы ретінде қызмет етеді. Ол ICE-ді MG2-ге планетарлық беріліс (планетарлық) арқылы қосады. MG2 тікелей дөңгелектерге қосылған, сондықтан дөңгелектер бұрылса, ол айналады, ал егер ол дөңгелектерді де айналдырса (қысқаша айтқанда, олардың арасында ажырату мүмкін емес) ...
• MG2 тартқыш қозғалтқыш ретінде қызмет етеді (ең көп қашықтық 2 км немесе қосылатын / қайта зарядталатын 50 км), сонымен қатар электр генераторы (баяулау: регенерация)
• Planetary Gear: Ол MG1, MG2, ICE және доңғалақтарды біріктіреді (бұл басқалары айналып жатқанда кейбір элементтердің бекітілуіне кедергі жасамайды, планеталық беріліс қалай өмір сүретінін біліп, түсіну керек). Сондай-ақ, оның арқасында бізде үздіксіз өзгеріс / азаю бар, сондықтан беріліс қорабын бейнелейтін ол (беріліс қатынасы өзгереді, оның тежеуіне немесе «кері» болуына әкеледі: ICE мен MG1 арасындағы байланыс)

Қысқарту ішкі жану қозғалтқышының (жылу) және MG2 (доңғалақтарға қатты қосылған, ұмытпау керек) қозғалыстарын азды-көпті қосудан тұрады.

Гибридті планеталық беріліс жаттықтырушысы

Бұл бейне Toyota гибридизациясы қалай жұмыс істейтінін сезіну үшін тамаша.

Жаңа: Toyota HSD гибридіндегі қолмен дәйекті режим?

Инженерлер нақтырақ есептер алу үшін MG1 қалай тежеу ​​немесе кері бұрылу туралы ойнау арқылы есептерді имитациялай алды (ішінара ..). Беріліс қатынасы MG1 арқылы жасалады, ол ICE және MG2 (MG2 = электр тартым қозғалтқышы, сонымен қатар, ең алдымен, дөңгелектер) қосады, азды-көпті мықтап және азды-көпті «сырғанады». Сондықтан бұл төмендеу MG1 қуат дистрибьюторы қалай басқаратынына байланысты бірте-бірте немесе «кезеңмен» болуы мүмкін.

Дегенмен, берілістің өзгеруі ішінара жүктеме кезінде сезілмейтінін ескеріңіз ... Ал толық жүктеме кезінде (максималды жеделдету) біз үздіксіз айнымалы жұмысқа қайта ораламыз, өйткені бұл осы жүйемен ең жақсы жеделдету өнімділігін алудың жалғыз жолы (сондықтан компьютер бас тартады). максималды жеделдету үшін берілістерді ауыстыру).

Сондықтан бұл режим спорттық жүргізуге қарағанда қозғалтқышты төмен қарай тежеу ​​үшін көбірек пайдаланылады.

Corolla Hybrid 2.0 0-100 және ең жоғары жылдамдық

Бұл шын мәнінде солай көрінеді. Өкінішке орай, толық жүктеме кезінде біз дәйекті режимді жоғалтамыз және біз енді берілістерді сезбейміз.

Бірнеше нұсқа?

Әртүрлі ұрпақтардан басқа, Toyota және Lexus үшін қолданылатын THS / HSD / MSHS жүйесінің екі негізгі нұсқасы бар. Бірінші және ең кең таралғаны - бүгінгі күні Aisin AWFHT15-де бейнеленген көлденең нұсқасы (90-шы жылдардың басында ол Toyota Hybrid жүйесі үшін THS деп аталды. Қазір бұл Hybrid Synergy Drive үшін HSD). Ол екі көп немесе аз ықшам үлгілерде келеді: Prius / NX / C-HR (үлкенірек), королла және Yaris (кіші).

Міне, көлденең нұсқалардан заманауи (Prius 4) HSD беріліс (қазір екі түрлі өлшем бар, міне, үлкенірек). Бұл төменде көруге болатын нұсқаға қарағанда әлдеқайда ықшам (бойлық нұсқадан төмен емес, тіпті төменде ...)

Toyota Prius IV 2016 1.8 гибридті жеделдету 0-180 км/сағ.

Prius 4 толық дроссельде, міне, электр қозғалтқыштары/генераторлары, жылу қозғалтқышы және орталық планеталық пойыздың үйлесімі арқылы жасалатын әйгілі үздіксіз өзгерту эффектісі.

Содан кейін көп сатылы гибридті жүйеге арналған MSHS келеді (бұл туралы мен бұл жерде шынымен айтпауым керек ... Бірақ ол бірдей жұмыс істейтіндіктен, ол да Айсиннен шыққан және Toyota тобына арналған ...) бұл өте маңызды. устройство большего размера, которое должно быть расположено в продольном положении, и которое может на этот раз генерировать настоящие шестерни, которых насчитывается 10 (4 настоящие шестерни в коробке и комбинация электродвигателей умным способом, позволяющим достичь 10. Итого следовательно, не кратно 4, но это мағынасы жоқ).

Іс жүзінде екі нұсқасы бар: AWRHT25 және AWRHM50 (MSHS, онда 10 есеп бар).

Неғұрлым беделді бойлық нұсқасы (мұнда AWRHM50) ең алдымен Lexus-ке арналған (бұл мағынада Toyota аздаған қозғалтқышы бар). Екі нұсқасы бар, олардың біреуі 10 нақты есептерді жасай алады.

2016 Lexus IS300h 0-100км/сағ және жүргізу режимдері (эко, қалыпты, спорт)

AWFHT1 есептерді қалай жасай алатынын көру үшін 00:15 минутқа оралыңыз. Бір қызығы, атақты «жылдамдық секірулері» қозғалтқыш толық жүктелген кезде сезілмейді... Бұл құрылғы CVT режимінде ең тиімді (хронограф) болғандықтан, толық жүктеме қалыпты үздіксіз вариация режимін тудырады.

Toyota гибриді қалай жұмыс істейді?

Сонымен, HSD гибридті құрылғысының негізгі принципі қандай? Егер біз мұны шамамен қорытындылау керек болса, біз екі қозғалтқышпен/генератормен жұмыс істейтін (электр қозғалтқышы әрқашан қайтымды) және әртүрлі моменттері (әр қозғалтқыштың) орталық планеталық пойыз арқылы басқарылатын және басқарылатын жылу қозғалтқышы туралы айтуға болады, бірақ сондай-ақ қуат таратушы (ағылшын тіліндегі «инвертор») арқылы басқарылатын электр қарқындылығы (және электр қуатының бағыты). Редукциялық беріліс (CVT беріліс қорабы) электронды түрде басқарылады, бұл MG1 қозғалтқышының белгілі бір жолмен, сондай-ақ орталық планетарлық беріліс арқылы жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, бұл бірнеше қуаттарды біреуін шығару үшін біріктіруге мүмкіндік береді.

Қозғалтқышты дөңгелектерден толығымен ажыратуға болады, сондай-ақ планетарлық жетек арқылы ...

Қысқасы, жеңілдеткіміз келсе де, ассимиляция оңай болмайтынын түсінеміз, сондықтан біз негізгі қағидаларға тоқталамыз. Дегенмен, мен сізге егжей-тегжейлі егжей-тегжейлі ағылшын тіліндегі бейнені қойдым, сондықтан оны итергіңіз келсе, сіз мұны істей алуыңыз керек (әрине мотивация мен сау нейрондармен).

Міне, Prius 2, мен жоғарыда көрсеткеннен ықшамдау. Олар A / C компрессорын (қозғалтқыштың сол жағындағы көк) қалай ерекшелегенін қараңыз. Шынында да, кез келген «қалыпты» машинадан айырмашылығы, ол электр қозғалтқышымен қозғалады. Дөңгелектер оң жақтағы орталық бөлікте (электрондық вариатордың дәл ортасында) көрінетін тізбекке қосылған.

жанында электронды вариатор

Профильде біз дифференциал арқылы тізбекке қосылған доңғалақ суспензияларының бірін көреміз.

Әртүрлі жұмыс режимдері

Құрылғының әртүрлі жұмыс режимдерін қарастырайық және неге ол сериялық/параллель болып саналады, ал әдетте гибридті жүйе бір немесе екіншісі болып табылады. HSD дизайнының керемет тәсілі екеуіне де мүмкіндік береді, және бұл оны біршама қиын етеді...

Toyota HSD құрылғысы: бөлшектері мен архитектурасы

Мұнда компоненттер арасында байланыс орнатуға көмектесетін жеңілдетілген көп түсті HSD құрылғысының архитектурасы берілген.

Диаграмма үстіңгі фотомен салыстырғанда төңкерілген, себебі ол басқа бұрыштан түсірілген... Мен Prius 2 диаграммасын алдым, сондықтан мұнда тізбек бар, қазіргі заманғы нұсқаларында ол жоқ, бірақ принцип өзгермейді кез келген жағдайда (тізбек, білік немесе беріліс бірдей.

Мұнда толығырақ механизм, өйткені ілінісу ротор мен статор MG1 арасындағы электромагниттік күштің арқасында алынғанын түсіну керек.

MG1 қозғалтқышқа планетарлық беріліс жинағының планетарлық беріліс жинағы (жасыл) арқылы қосылады. Яғни, MG1 роторын (орталық секция) айналдыру үшін жылу қозғалтқышы планетарлық беріліс арқылы өтеді. Мен олардың физикалық байланысын анық көру үшін осы пойыз мен қозғалтқышты бір түсте бөлектедім. Сонымен қатар, және ол диаграммада ерекшеленбеген, жасыл спутник пен көк орталық MG1 күн берілістері физикалық тұрғыдан жақсы қосылған (олардың арасында алшақтық бар), тәж (поезд шеті) сияқты. және жылу қозғалтқышының жасыл спутнигі.

MG2 шынжыр арқылы дөңгелектерге тікелей қосылған, бірақ ол сонымен қатар орталық планетарлық берілістің сыртқы планетарлық берілісін басқарады (тәжі қою көк, мен планетарлық берілістерді ұзарту үшін бірдей түсті таңдадым, сондықтан оның MG2-ге қосылғанын анық көре аламыз. ) ...

Міне, жоғарыдағы диаграммадағы профильде емес, алдыңғы жағындағы планетарлық беріліс қорабы, біз MG1, MG2 және ICE-мен байланысты әртүрлі берілістердің арасындағы байланыстарды жақсырақ көре аламыз.

Қиындық планеталық пойыздың принципін түсінуде жатыр, ішкі қозғалыстар қозғалыс режимдеріне байланысты сәйкес келмейтінін біле отырып, сонымен қатар жылдамдыққа байланысты ...

Муфта жоқ па?

Барлық басқа беріліс қорабынан айырмашылығы, HSD ілінісу немесе крутящий түрлендіргішті қажет етпейді (мысалы, CVT-ге крутящий түрлендіргіш қажет). Дәл осы жерде электромагниттік күш MG1 арқасында дөңгелектерді планеталық пойыз арқылы қозғалтқышпен байланыстырады. Содан кейін дәл осы соңғысының роторы мен статоры (MG1), содан кейін үйкеліс әсерін жасайды: электр қозғалтқышын қолмен айналдырғанда, қарсылық пайда болады және дәл осы соңғысын біз мұнда ілінісу ретінде қолданамыз.

Үйкеліс кезінде (статор мен ротордың, демек қозғалтқыш пен доңғалақтардың арасындағы жылдамдықтың айырмашылығы) электр энергиясы пайда болған кезде жақсырақ. Және бұл электр энергиясы батареяда сақталады!

Сондықтан HSD жүйесі өте интеллектуалды болып саналады, өйткені ол үйкеліс сәтінде энергияны қалпына келтіру арқылы энергияның ең аз шығынын қамтамасыз етеді. Классикалық ілінісуде біз бұл энергияны жылуда жоғалтамыз, мұнда ол электр энергиясына айналады, біз оны батареяда қалпына келтіреміз.

Осылайша, механикалық тозу да болмайды, өйткені ротор мен статор арасында физикалық байланыс жоқ.

Тоқтатылған кезде қозғалтқыш тоқтаусыз жұмыс істей алады, өйткені дөңгелектер қозғалтқышты блоктамайды (егер біз өшірмей механикалық беріліс қорабында тоқтағанымызда болатын еді). Көк күн берілістері (бос жүріс деп те аталады) бос, сондықтан ол мотор дөңгелектерін (демек, жасыл тәждің планетарлық берілістерін) бөледі. Екінші жағынан, егер күн беріліс моментін ала бастаса, ол жасыл берілістерді тәжге қосады, содан кейін дөңгелектер біртіндеп айнала бастайды (электромагниттік үйкеліс).

Күн берілістері бос болса, тәжге күш берілмейді.

Ротор айналу кезінде статорда үйкеліс пайда болады, бұл айналдыру моментін тудырады және бұл момент күн берілісіне беріледі, ол құлыпталады және тіпті ақырында басқа бағытта айналады. Нәтижесінде орталықтағы қозғалтқыш білігі мен перифериядағы сақиналы беріліс (тісті доңғалақ = дөңгелектер) арасында байланыс жасалады. Құрылғы тоқтау және іске қосу үшін де қызмет ететінін ескеріңіз: іске қосқыңыз келгенде, ICE жылу қозғалтқышының жетекті доңғалаққа қосылған MG2-ден айналу моментін алуы үшін күн берілісін қысқа уақытқа блоктау жеткілікті (одан кейін оны стартер сияқты іске қосады. Классикалық).

Сонымен, қорытындылау үшін:

• Қозғалмайтын күйде қозғалтқыш айналуы мүмкін, себебі қозғалтқыш осі мен сақиналы беріліс арасындағы байланыс орнатылмаған: күн берілістері бос (тіпті жалпы Prius жанармай үнемдеу үшін тоқтап тұрғанда өшіп қалса да)
• Қозғалтқыштың айналу жылдамдығын арттыра отырып, ротор электромагниттік күш тудыратындай жылдам айналады, содан кейін моментті күн берілісіне береді: қозғалтқыш осі мен сақиналы беріліс арасында байланыс жасайды.
• Қосылу кезінде қозғалтқыш осі мен сақина дөңгелегі жылдамдықтары тең болады
• Доңғалақтардың жылдамдығы қозғалтқышқа қарағанда жылдамырақ болған кезде, беріліс қатынасын өзгерту үшін күн берілістері басқа бағытта айнала бастайды (барлығы құлыпталғаннан кейін жүйенің жылдамдығын одан әрі арттыру үшін ол «айналады»). Керісінше, айналу моментін қабылдау арқылы күн берілістері қозғалтқыш осьтері мен жетекші доңғалақты байланыстырып қана қоймайды, сонымен қатар олардың кейіннен үдеуіне әкеледі (ол тек «қарсылық» тежеп қана қоймайды, сонымен қатар олардың айналу бөлігінде айналуына әкеледі. келесі жол)

100% электр режимі

Мұнда ICE (жылу) және MG1 қозғалтқыштары ерекше рөл атқармайды, бұл аккумулятордан алынған электр энергиясының (сондықтан химиядан туындайтын энергия) арқасында дөңгелектерді айналдыратын MG2. Тіпті MG2 MG1 роторын айналдырса да, ол ICE жылу қозғалтқышына әсер етпейді, сондықтан бізді алаңдататын ешқандай қарсылық жоқ.

Тоқтатылған кезде зарядтау режимі

Мұнда MG1 планеталық пойыз арқылы айналатын жылу қозғалтқышы жұмыс істейді. Осылайша, электр энергиясы өндіріліп, электр қуатын тек аккумуляторға бағыттайтын қуат таратушыға жіберіледі.

Энергияны қалпына келтіру режимі

Бұл атақты «В» (регенеративті тежеу) режимі, оны беріліс тұтқасынан көруге болады (оны басқан кезде MG2 кинетикалық энергиясының қалпына келуіне байланысты қозғалтқыштың тежелуі көбірек болады, кедергі электромагниттік). Инерция / кинетикалық энергия дөңгелектерден келеді, сондықтан механикалық беріліс пен тізбек арқылы MG2-ге барады. Электр қозғалтқышы қайтымды болатындықтан, ол электр тогын тудырады: егер мен электр қозғалтқышына шырын жіберсем, ол қосылады, тоқтаған электр қозғалтқышын қолмен айналдырсам, ол электр энергиясын шығарады.

Бұл электр тогын дистрибьютор оны батареяға жіберу үшін қалпына келтіреді, содан кейін ол қайта зарядталады.

Электр және жылу қозғалтқышы бірге жұмыс істейді

Тұрақты жылдамдықта және жақсы жылдамдықта, яғни көп жағдайда дөңгелектер электрлік (MG2) және жылу қозғалтқыштарының күшімен қозғалады.

ICE жылу қозғалтқышы MG1-де электр энергиясын өндіретін планетарлық механизмді басқарады. Бұл сонымен қатар механикалық күшті дөңгелектерге береді, өйткені планеталық беріліс те оларға қосылған.

Бұл жерде қиындықтар шектелуі мүмкін, өйткені планетарлық берілістің айналу жылдамдығына байланысты бірдей болмайды (атап айтқанда, белгілі бір берілістердің бағыты).

CVT үлгісіндегі беріліс қорабы (скутерлердегі сияқты үздіксіз және прогрессивті өзгерістер) қозғалтқыштар арасындағы кернеулердің өзара әрекеттесуінен (катушкалар арқылы өтетін шырыннан туындаған магниттік әсердің арқасында: индукцияланған электромагниттік өріс), сондай-ақ планетарлық беріліс арқылы жасалады. . ол бірнеше арналардың қуатын алады. Мұны сіздің қолыңыздың ұшында алуға сәттілік тілеймін, тіпті мен сіздің қолыңызға қойған бейне сізге мүмкіндік береді.

Максимальная мощность

Бұл алдыңғы абзацқа ұқсайды, тек мұнда біз аккумулятор бере алатын электр қуатын аламыз, сондықтан MG2 осыдан пайда көреді.

Міне, Prius 4-тің қазіргі нұсқасы:

Плагин/қайта зарядталатын нұсқасы?

Толық электрлі көлікте 50 км жүруге мүмкіндік беретін қайта зарядталатын батарея опциясы тек үлкенірек аккумуляторды орнату және батареяны секторға қосуға мүмкіндік беретін құрылғыны орнату болып табылады.

Қуат айырмашылығын және шырынның әртүрлі түрлерін басқару үшін алдымен қуат дистрибьюторы мен инвертордан өту керек: айнымалы ток, тұрақты ток және т.б.

HSD 4X4 нұсқасы?

Өздеріңіз білетіндей, 4X4 нұсқасы Rav4 және NX 300H құрылғыларында бар және PSA E-Tense және HYbrid/HYbrid4 сияқты артқы оське қосуға арналған. Осылайша, бұл алдыңғы және артқы осьтердің доңғалақтарының тұрақты қуатын қамтамасыз ететін компьютер, демек, физикалық байланысы жоқ.

Неліктен сериялық/параллель?

Құрылғы сериялық/параллель деп аталады, себебі ол 100% электрлік режимде болғанда «серия» деп аталады. Сондықтан, біз BMW i3 сияқты жұмыс істейміз, жылу қозғалтқышы - бұл аккумуляторды қоректендіретін ток генераторы, ол өзі автомобильді жылжытады. Шын мәнінде, бұл жұмыс әдісімен қозғалтқыш дөңгелектерден толығымен ажыратылады.

Қозғалтқышты планетарлық құрылғы арқылы дөңгелектерге қосқан кезде оны параллель деп те атайды. Және бұл топтамалық құрастыру деп аталады (әртүрлі құрылыстарды осы жерден қараңыз).

Toyota өз жүйесімен тым көп жұмыс істеп жатыр ма?

Осы мақаланы аяқтай отырып, мен аздап айтқым келеді. Шынында да, Toyota өзінің плагин гибридті туралы айтатындары көп және бұл түсінікті және заңды. Дегенмен, менің ойымша, бренд екі жағынан шектен шығып кеткен сияқты. Біріншісі - технологияны идеализациялау, ол қандай да бір жолмен планетаны құтқарады және шын мәнінде бренд бәрімізді құтқаратын революцияны бастайды. Әрине, бұл жанармай шығынын азайтады, бірақ біз де карикатураланбауымыз керек, гибридтелмеген дизельді минивэн бірдей жұмыс істейді, егер жақсы болмаса, кейде.

Осылайша, Toyota қазіргі антидизельдік контекстті пайдалануда, менің ойымша, өңдеу шегінде сәл безендірілген қабат қосу үшін, міне, біреуі:

Теледидар жарнамасы - Гибрид диапазоны - Гибридті таңдаймыз

Содан кейін қосылым ақауы бар. Жапондық бренд өзінің коммуникацияларының көпшілігін автомобильді электр желісінен қайта зарядтаудың қажеті жоқтығына негіздейді, бұл бәсекелестіктен технологиялық артықшылық сияқты. Бұл шын мәнінде аздап жаңылыстырады, өйткені бұл басқа нәрсеге қарағанда кемшілік ... Зарядтауға болатын гибридті автомобильдер мұны істеудің қажеті жоқ, бұл оның иесіне қосымша ұсынылатын опция! Сонымен, бренд кемшіліктердің бірін артықшылық ретінде өткізе алады және бұл әлі де күшті, солай емес пе? Бір қызығы, Toyota өзінің Prius-тің қосылатын нұсқаларын сатады және олар жақсырақ болуы керек ... Міне, жарнамалардың бірі:

Оны қайта зарядтау қажет емес пе? Керісінше, мен айтамын: «арық, амал жоқ ...»

Ары қарай жылжу ?

Әрі қарай бару үшін мен сізге бұл бейнені мұқият оқып шығуды ұсынамын, өкінішке орай, ол тек ағылшын тілінде. Түсіндіру мүмкіндігінше қарапайым және түсінікті болу үшін кезең-кезеңімен орындалады.