丰田混合动力车 (HSD) 的工作原理
内容
大家都知道，丰田的HSD混合动力车有车间的美誉。 日本品牌（爱信合作）的设备不仅以其效率而闻名，而且以其非常好的可靠性而闻名。 然而，由于其复杂性和许多可能的操作模式，它并不容易理解。
因此，我们将尝试了解丰田的混合动力设备，著名的串行/并行 HSD e-CVT 是如何工作的。 后者允许您骑 100% 电动或电动和热的组合。 这里我接一个有点复杂的话题，有时我需要稍微简化一下（虽然这不减损逻辑和原则）。
现在知道 HSD 变速箱是由爱信 (AWFHT15) 制造的，其中丰田拥有 30% 的股份，并且当涉及到 EAT 或 e-AT8 时，他们为 PSA 集团提供混合动力和非混合动力变速箱。 盒子。 （混合 2 和混合 4）。 我们现在在技术发展方面处于第四代。 虽然总体原理保持不变，但对中心行星齿轮或布局进行了小幅改进，以实现紧凑性和效率（例如，较短的电缆长度可减少电气损耗）。
综合说明
如果您想全面了解 HSD 的工作原理，这里有一个总结说明。 您需要在文章中走得更远以深入研究或尝试了解在此阶段无法解决的问题。
以下是每个组件的作用以及 HSD 的技术规格：
- ICE（内燃机）是一种热机：所有能量都来自它，因此它是一切的基础。 它通过周转轮系连接到 MG1。
- MG1 用作发电机（由热机驱动）以及变速箱变速器。 它通过行星齿轮（行星）将 ICE 连接到 MG2。 MG2 直接连接到车轮，所以如果车轮转动，它就会转动，如果它也转动车轮（简而言之，它们之间不可能脱离）......
- MG2 既可用作牵引电机（最大距离 2 公里或 50 公里（插入式/可充电），也可用作发电机（减速：再生）
- 行星齿轮：它将 MG1、MG2、ICE 和车轮连接在一起（这不会干扰一些固定的元件，而其他元件正在旋转，您需要学习和了解行星齿轮是如何工作的）。 也多亏了他，我们有一个连续的变化/减少，因此是他代表了变速箱（齿轮比变化，导致它刹车或“倒车”：ICE和MG1之间的联系）
减少包括或多或少地增加内燃机（热）和 MG2（刚性连接到车轮，我们不要忘记）的运动。
混合行星齿轮训练器
该视频非常适合了解丰田混合动力系统的工作原理。
新功能：Toyota HSD Hybrid 上的手动顺序模式？
工程师能够通过播放 MG1 如何以非渐进方式制动或倒车来模拟（部分..）报告以获得更清晰的报告。 齿轮比由 MG1 产生，它或多或少牢固地和或多或少“打滑”连接 ICE 和 MG2（MG2 = 电动牵引电机，但最重要的是车轮）。 因此，根据配电器 MG1 的控制方式，这种降低可以是渐进的或“交错的”。
但是请注意，在部分负载下不会感觉到换档......而在满载（最大加速度）时，我们会回到连续可变的状态，因为这是使用该系统获得最佳加速性能的唯一方法（因此计算机拒绝换档以获得最大加速度）。
因此，该模式更多地用于下坡发动机制动而不是运动驾驶。
Corolla Hybrid 2.0 0-100 和极速
这就是它的实际外观。 不幸的是，在满载时，我们失去了顺序模式，我们不再感觉到齿轮。
多个版本？
除了不同的世代，应用于丰田和雷克萨斯的 THS / HSD / MSHS 系统有两个主要变体。 第一个也是最常见的是横向版本，今天体现在爱信AWFHT15上（90年代初它被称为丰田混合动力系统的THS，现在是混合动力系统的HSD）。 它有两种或多或少的紧凑型车型：普锐斯/NX/C-HR（较大）、卡罗拉和雅力士（较小）。
这是一个更现代的 (Prius 4) HSD 变速器，来自横向版本（现在有两种不同的尺寸，这里是更大的）。 它比你在下面看到的变体要紧凑得多（不是在纵向下方的那个，甚至在下面......）
丰田普锐斯 IV 2016 1.8 混合加速 0-180 公里/小时
普锐斯 4 全速行驶，这里是著名的由电动机/发电机、热机和中央行星列车组合产生的连续变化效果。
然后是多级混合动力系统的 MSHS（我真的不必在这里谈论......但由于它的工作原理相同，它也来自爱信，专为丰田集团设计......）重要的。 一个较大的设备，必须纵向定位，这次可以产生真正的齿轮，其中有 10 个（一个盒子里有 4 个真正的齿轮，并且巧妙地组合了电动机来实现 10。因此，总计，不是的倍数） 4，但这没关系）。
实际上有两个版本：AWRHT25 和 AWRHM50（MSHS，有 10 个报告）。
更有声望的纵向版本（这里是 AWRHM50）主要是为雷克萨斯设计的（很少有丰田有这种意义上的发动机）。 有两个版本，其中一个版本最多可以生成 10 个真实报告。
2016 Lexus IS300h 0-100km/h 和驾驶模式（eco、normal、sport）
回到 1:00 分钟，看看 AWFHT15 如何生成报告。 奇怪的是，当发动机满载时，不再感觉到著名的“速度跳跃”......这是因为该设备在变速器模式下效率最高（计时码表），因此满载会导致正常的连续变化模式。
丰田混合动力车如何工作？
那么HSD混合设备的基本原理是什么？ 如果我们必须粗略地总结一下，我们可以谈论一个由两个电动机/发电机运行的热机（电动机总是可逆的）并且其不同的扭矩（每个发动机的）由中央行星系控制和控制，但是也是由配电器（英文中的“inverter”）控制的电强度（和电的方向）。 减速齿轮（CVT 变速箱）是电子控制的，使 MG1 发动机以特定方式运行，并通过一个中央行星齿轮，允许多种动力组合输出一个。
发动机可以与车轮完全分离，也可以通过行星驱动...
总之，即使我们想简化，我们也明白它不会那么容易吸收，所以我们将重点放在基本原理上。 但是，我已经给你放了一个详细介绍细节的英文视频，所以如果你想推动它，你应该能够做到（当然要有动力和健康的神经元）。
这是普锐斯 2，它没有我上面展示的那款紧凑。 看看他们如何突出显示 A / C 压缩机（发动机左侧的蓝色）。 事实上，与任何“普通”机器不同，它是由电动机驱动的。 车轮连接到链条上，可以在右侧的中央部分（电子变速器的中间）看到链条。
电子变速器附近
从侧面看，我们看到其中一个车轮悬架通过差速器连接到链条上。
多种操作模式
让我们来看看设备的不同操作模式，以及为什么它被认为是串行/并行，而通常混合系统是其中之一。 HSD 的巧妙设计方式允许两者兼顾，但这也让它变得有点棘手......
丰田 HSD 设备：细节和架构
这是一个简化的多色 HSD 设备架构，可帮助您在组件之间建立连接。
该图与顶部照片相比是颠倒的，因为它是从不同的角度拍摄的...我拍了 Prius 2 图，这就是为什么这里有链条，更现代的版本没有，但原理没有改变在任何一种情况下（无论是链条、轴还是齿轮都是一样的。
这里是更详细的机制，因为应该理解，离合器在这里是由于转子和定子MG1之间的电磁力而获得的。
MG1通过行星齿轮组的行星齿轮组（绿色）与发动机相连。 也就是说，为了旋转 MG1 转子（中心部分），热机通过行星齿轮。 我用一种颜色突出显示了这列火车和引擎，以便我们可以清楚地看到它们的物理联系。 此外，图中没有突出显示，绿色卫星和蓝色中心太阳轮 MG1 物理连接良好（它们之间有间隙），冠部（火车边缘）也是如此。 和热机的绿色卫星。
MG2通过链条直接与轮子相连，但它也带动中央行星齿轮的外行星齿轮（表冠为深蓝色，我选择了相同的颜色加长了行星齿轮，所以我们可以清楚地看到它与MG2相连) ...
这是前面的行星齿轮箱，不是上图中的剖面图，我们可以更好地看到与 MG1、MG2 和 ICE 相关的各个齿轮之间的连接。
难点在于理解行星列车的原理，知道内部运动不重合取决于运动模式，而且取决于速度......
没有离合器？
与所有其他变速器不同，HSD 不需要离合器或变矩器（例如，CVT 需要变矩器）。 由于 MG1，这就是电磁力通过行星传动系将车轮绑定到发动机的地方。 然后是后者 (MG1) 的转子和定子产生摩擦效应：当您用手旋转电动机时，会产生阻力，我们在这里将后者用作离合器。
如果在摩擦期间（定子和转子之间的速度差，即电机和车轮之间的速度差）产生电力，那就更好了。 电力将储存在电池中！
这就是 HSD 系统被认为非常智能的原因，因为它通过在摩擦时刻回收能量来提供最小的能量损失。 在经典离合器上，我们会在热量中失去这种能量，在这里它会转化为电能，然后在电池中恢复。
因此，也没有机械磨损，因为转子和定子之间没有物理接触。
停止时，发动机可以不停车运行，因为车轮不会阻塞发动机（如果我们在手动变速箱上停车而不停车就会发生这种情况）。 蓝色太阳齿轮（也称为怠速齿轮）是自由的，因此它将电机轮分开（因此是绿色皇冠行星齿轮）。 另一方面，如果太阳轮开始接受扭矩，它会将绿色齿轮连接到表冠，然后轮子将开始逐渐旋转（电磁摩擦）。
如果太阳齿轮是自由的，力就不能传递到表冠。
当转子旋转时，定子中会产生摩擦，从而产生扭矩，并将该扭矩传递到太阳齿轮，太阳齿轮锁定并最终向另一个方向旋转。 结果，在中心的电机轴和外围的齿圈（齿轮 = 轮子）之间建立了连接。 请注意，该设备还具有停止和启动功能：当您想要启动时，只需短暂地阻挡太阳齿轮，即可让 ICE 热力发动机从连接到从动轮的 MG2 接收扭矩（然后像启动器一样启动它。是的。经典）。
所以，总结一下：
- 静止时，发动机可以旋转，因为发动机轴和齿圈之间没有建立链接：太阳轮是自由的（即使普锐斯通常在静止时关闭以节省燃料）
- 通过提高发动机转速，转子旋转得足够快以产生电磁力，然后将扭矩传递到太阳轮：在电机轴和齿圈之间建立连接。
- 连接后，电机轴和环轮的速度相等
- 当车轮的速度变得比发动机快时，太阳齿轮开始向另一个方向旋转以改变传动比（在一切都被锁定后，它开始“滚动”以进一步提高系统的速度）。 相反，可以说，通过接收扭矩，太阳齿轮不仅连接电机轴和驱动轮，而且使它们随后加速（它不仅制动“抵抗”，而且使它们在以下方式）
100%电动模式
在这里，ICE（热）和 MG1 电机没有发挥特殊作用，MG2 通过从电池获得的电力（因此产生化学反应产生的能量）使车轮旋转。 而且即使MG2转动MG1的转子，也不会影响ICE热机，因此没有我们担心的阻力。
停止时的充电模式
一台热机在这里工作，它通过行星传动系统旋转 MG1。 通过这种方式，电力产生并发送到电源分配器，该分配器仅将电力引导至电池。
能量回收模式
这就是著名的“B”（再生制动）模式，可以在档位旋钮上看到（当您按下它时，与MG2动能回收相关的发动机制动更多，阻力是电磁的）。 惯性/动能来自车轮，因此通过机械齿轮和链条传播到 MG2。 由于电动机是可逆的，它会产生电流：如果我给电动机送汁，它就会启动，如果我用手转动停止的电动机，它就会产生电。
该电流由分配器回收以将其发送到电池，然后电池将被充电。
电热机协同工作
在稳定的速度和良好的速度下，即大多数时候，车轮会由电动（MG2）和热机的动力驱动。
ICE 热机驱动行星齿轮，在 MG1 中产生电力。 这也会将机械力传递给车轮，因为行星齿轮也与它们相连。
这是困难可能成为限制的地方，因为取决于行星齿轮的旋转速度不会相同（特别是某些齿轮的方向）。
CVT 式变速箱（如踏板车上的连续和渐进式变化）是由电机之间的电压相互作用产生的（由于通过线圈的果汁产生的磁效应：感应电磁场）以及行星齿轮. 它接收多个通道的功率。 即使我提供给您的视频允许您这样做，也祝您好运。
最大功率
这有点像上一段，除了这里我们也采取了电池可以提供的电力，因此 MG2 从中受益。
这是普锐斯 4 的当前版本：
插电/充电版？
带有可充电电池的选项，允许在全电动汽车上行驶 50 公里，只包括安装更大的电池和安装允许电池连接到该部门的设备。
您必须首先通过电源分配器和逆变器来管理功率差异和不同类型的果汁：交流、直流等。
HSD 4X4 版本？
如您所知，Rav4 和 NX 4H 上存在 4X300 版本，旨在添加到后轴，就像 PSA 的 E-Tense 和 HYbrid / HYbrid4。 因此，它是一台计算机，可确保前后轴车轮的恒定功率，因此没有物理连接。
为什么是串行/并行？
该设备之所以称为串行/并行，是因为当您处于 100% 电气模式时它被称为“串行”。 因此，我们的工作方式与 BMW i3 相同，热机是为电池供电的电流发生器，电池本身驱动汽车。 事实上，通过这种操作方法，发动机与车轮完全断开。
当电机通过行星装置连接到车轮时也称为并联。 这称为批量构建（请参阅此处的各种构建）。
丰田在其系统上做得太多了吗？
在这篇文章的最后，我想说一句长篇大论。 事实上，丰田经常谈论其插电式混合动力车，这是完全可以理解和合法的。 然而，在我看来，该品牌在两个方面做得太过分了。 第一个是将技术理想化，顺便暗示它会以某种方式拯救地球，从本质上讲，该品牌正在发起一场拯救我们所有人的革命。 当然，它减少了燃料消耗，但我们也不应该被讽刺，非混合动力柴油小型货车的工作原理几乎相同，有时甚至更好。
所以丰田是利用当前的反柴油背景来增加一层，我认为在处理的极限上有点点缀，这里是一个：
电视广告 - 混合系列 - 我们选择混合
然后是连接问题。 这个日本品牌的大部分宣传都基于这样一个事实，即汽车不需要通过电源充电，就好像它比竞争对手具有技术优势。 这实际上有点误导，因为它比其他任何东西都更不利......可以充电的混合动力汽车并非绝对必须这样做，这是除其所有者之外还提供的一个选项！ 因此，该品牌设法将其中一个缺陷作为优势，而这仍然很强大，不是吗？ 具有讽刺意味的是，丰田正在销售其普锐斯的插件版本，它们应该会更好......这是其中一个广告：
不需要充电吗？ 反之，我会说：“瘦，没办法……”
继续前行 ？
为了更进一步，我建议你仔细研究这个视频，不幸的是，它只有英文版。 解释是分阶段进行的，以使其尽可能简单明了。
