Si funksionon Toyota Hybrid (HSD)

Të gjithë e dinë mirë se hibridizimi i Toyota HSD ka një reputacion si punëtori. Pajisja e markës japoneze (bashkëpunimi Aisin) është i njohur jo vetëm për efikasitetin e tij, por edhe për besueshmërinë e tij shumë të mirë. Sidoqoftë, është e vështirë të kuptohet për shkak të kompleksitetit të tij dhe mënyrave të shumta të mundshme të funksionimit.

Prandaj, ne do të përpiqemi të kuptojmë se si funksionon pajisja hibride e Toyota-s, seriali / paraleli i famshëm HSD e-CVT. Kjo e fundit ju lejon të ngasni 100% elektrike ose një kombinim të energjisë elektrike dhe termike. Këtu marr një temë disi komplekse, dhe nganjëherë më duhet ta thjeshtoj pak (edhe pse kjo nuk e pakëson logjikën dhe parimin).

Tani e dini që transmetimet HSD janë prodhuar nga Aisin (AWFHT15), nga të cilat Toyota zotëron 30%, dhe se ata furnizojnë transmetime hibride dhe jo-hibride për grupin PSA kur bëhet fjalë për EAT ose e-AT8. kuti. (hibrid2 dhe hibrid4). Tani jemi në gjeneratën e katërt përsa i përket zhvillimit teknik. Ndërsa parimi i përgjithshëm mbetet i njëjtë, përmirësime të vogla bëhen në pajisjet planetare të qendrës ose paraqitjen për të arritur kompaktësinë dhe efikasitetin (për shembull, gjatësia më e shkurtër e kabllit zvogëlon humbjet elektrike).

Shpjegim sintetik

Nëse doni një pamje tërësore se si funksionon HSD, këtu është një shpjegim që e përmbledh atë. Ju duhet të shkoni më tej në artikull për të gërmuar më thellë ose të përpiqeni të kuptoni se çfarë ju shpëton në këtë fazë.

Këtu janë rolet e secilit komponent, si dhe specifikimet teknike të HSD:

• ICE (Motor me djegie të brendshme) është një motor nxehtësie: e gjithë energjia vjen prej tij, dhe për këtë arsye është baza e gjithçkaje. Ai është i lidhur me MG1 nëpërmjet një treni epiciklik.
• MG1 shërben si një gjenerator elektrik (i nxitur nga një motor nxehtësie), si dhe një ndryshues i kutisë së shpejtësisë. Ajo lidh ICE me MG2 përmes pajisjeve planetare (planetare). MG2 lidhet drejtpërdrejt me rrotat, kështu që nëse rrotat rrotullohen, ai kthehet, dhe nëse i kthen edhe rrotat (me pak fjalë, asnjë shkëputje nuk është e mundur midis tyre) ...
• MG2 shërben si motor tërheqës (distanca maksimale 2 km ose 50 km në prizë / rimbushëse) dhe gjithashtu si një gjenerator elektrik (ngadalësim: rigjenerim)
• Pajisja planetare: Ai lidh MG1, MG2, ICE dhe rrotat së bashku (kjo nuk ndërhyn në sigurimin e disa elementëve, ndërsa të tjerët rrotullohen, ju duhet të mësoni dhe kuptoni se si pajisjet planetare vijnë në jetë). Gjithashtu falë tij, ne kemi një ndryshim / rënie të vazhdueshme, dhe për këtë arsye është ai që përfaqëson kutinë e shpejtësisë (raporti i ingranazheve ndryshon, duke shkaktuar që ai të frenojë ose "kthehet": lidhja midis ICE dhe MG1)

Reduktimi konsiston në pak a shumë shtimin e lëvizjeve të motorit me djegie të brendshme (termike) dhe MG2 (i cili është i lidhur ngurtë me rrotat, të mos harrojmë).

Trajner Hybrid Planetary Gear Trainer

Kjo video është e përkryer për të marrë një ndjenjë se si funksionon hibridizimi Toyota.

E re: Modaliteti Sekuencial Manual në Toyota HSD Hybrid?

Inxhinierët ishin në gjendje të simulonin (pjesërisht ..) raportet duke luajtur sesi MG1 do të frenonte ose kthehej prapa në mënyrë jo progresive për të marrë raporte më të qarta. Raporti i ingranazheve gjenerohet nga MG1, i cili pak a shumë në mënyrë të vendosur dhe pak a shumë "rrëshqet" lidh ICE dhe MG2 (MG2 = motor tërheqës elektrik, por gjithashtu, mbi të gjitha, rrota). Prandaj, kjo rënie mund të jetë graduale ose "e stivosur" në varësi të mënyrës se si kontrollon shpërndarësi i energjisë MG1.

Vini re, megjithatë, se ndryshimet e ingranazheve nuk ndihen në ngarkesë të pjesshme ... Dhe në ngarkesë të plotë (nxitimi maksimal) ne kthehemi në variabël vazhdimisht sepse kjo është mënyra e vetme për të marrë performancën më të mirë të përshpejtimit me këtë sistem (prandaj kompjuteri refuzon për të ndërruar ingranazhet për nxitimin maksimal).

Prandaj, kjo mënyrë përdoret më shumë për frenimin e motorit teposhtë sesa për drejtimin sportiv.

Corolla Hybrid 2.0 0-100 dhe Top Speed

Kjo është ajo që në të vërtetë duket. Fatkeqësisht, me ngarkesë të plotë, ne humbim mënyrën sekuenciale dhe nuk i ndiejmë më ingranazhet.

Versione të shumta?

Përveç gjeneratave të ndryshme, sistemi THS / HSD / MSHS siç aplikohet në Toyota dhe Lexus ka dy variante kryesore. I pari dhe më i zakonshmi është versioni tërthor, i cili sot mishërohet në Aisin AWFHT15 (në fillim të viteve '90 u quajt THS për Toyota Hybrid System. Tani është HSD për Hybrid Synergy Drive). Vjen në dy modele pak a shumë kompakte: Prius / NX / C-HR (më e madhe), corolla dhe Yaris (e vogël).

Këtu është një transmetim HSD më modern (Prius 4) nga versionet tërthore (tani ka dy madhësi të ndryshme, këtu është më i madhi). Është shumë më kompakt se varianti që mund të shihni më poshtë (jo ai pak poshtë atij gjatësor, madje edhe më poshtë...)

Toyota Prius IV 2016 1.8 Përshpejtimi Hibrid 0-180 km / orë

Prius 4 në gaz të plotë, këtu është efekti i famshëm i ndryshimit të vazhdueshëm i prodhuar nga kombinimi i motorëve / gjeneratorëve elektrikë, një motori të nxehtësisë dhe një treni planetar qendror.

Pastaj vjen MSHS për sistemin hibrid me shumë faza (për të cilin nuk kam nevojë të flas këtu ... Por meqenëse funksionon në mënyrë identike, gjithashtu vjen nga Aisin dhe është projektuar për grupin Toyota ...) është shumë e rendesishme. një pajisje më e madhe që duhet të pozicionohet në mënyrë gjatësore dhe e cila këtë herë mund të gjenerojë ingranazhe të vërteta, nga të cilat ka 10 (4 ingranazhe të vërteta në një kuti dhe një kombinim i motorëve elektrikë në një mënyrë të zgjuar për të arritur 10. Prandaj, në total, jo një shumëfish i 4, por kjo nuk ka rëndësi).

Ekzistojnë në të vërtetë dy versione: AWRHT25 dhe AWRHM50 (MSHS, e cila ka 10 raporte).

Versioni gjatësor shumë më prestigjioz (këtu AWRHM50) është menduar kryesisht për Lexus (pak Toyota kanë një motor në atë kuptim). Ekzistojnë dy versione, njëra prej të cilave mund të gjenerojë deri në 10 raporte reale.

2016 Lexus IS300h 0-100km / h dhe mënyrat e drejtimit (eko, normale, sportive)

Kthehuni në 1:00 minuta për të parë se si AWFHT15 mund të gjenerojë raporte. Çuditërisht, "kërcimet në shpejtësi" të famshme nuk ndihen më kur motori është i ngarkuar plotësisht ... Kjo ndodh sepse pajisja është më efikase (kronograf) në modalitetin e variatorit, kështu që ngarkesa e plotë shkakton një mënyrë normale të ndryshimit të vazhdueshëm.

Si funksionon një hibrid Toyota?

Pra, cili është parimi bazë i pajisjes hibride HSD? Nëse do të duhej ta përmblidhnim këtë përafërsisht, mund të flisnim për një motor nxehtësie që funksionon me dy motorë / gjeneratorë (motori elektrik është gjithmonë i kthyeshëm) dhe çift rrotullues të ndryshëm të të cilit (të secilit motor) kontrollohen dhe kontrollohen nga treni planetar qendror, por gjithashtu intensiteti elektrik (dhe drejtimi i energjisë elektrike) i kontrolluar nga një shpërndarës i energjisë ("inverter" në anglisht). Pajisja e zvogëlimit (kuti ingranazhi CVT) kontrollohet në mënyrë elektronike, duke bërë që motori MG1 të funksionojë në një mënyrë specifike, si dhe përmes një ingranazhi planetar qendror, i cili lejon që të kombinohen fuqi të shumta për të dalë një.

Motori mund të shkëputet plotësisht nga rrotat, si dhe përmes lëvizjes planetare ...

Me pak fjalë, edhe nëse duam të thjeshtohemi, e kuptojmë se nuk do të jetë aq e lehtë për tu asimiluar, kështu që ne do të përqëndrohemi në parimet themelore. Sidoqoftë, unë ju kam vënë një video në anglisht që detajon detajet, kështu që nëse doni ta shtyni atë, duhet të jeni në gjendje ta bëni atë (me motivim dhe neurone të shëndetshme, natyrisht).

Këtu është Prius 2, i cili është më pak kompakt se ai që ju tregova më lart. Shihni se si ata theksuan kompresorin e A / C (blu në të majtë të motorit). Në të vërtetë, ndryshe nga çdo makinë "normale", ajo drejtohet nga një motor elektrik. Rrotat janë të lidhura me një zinxhir që mund të shihet në pjesën qendrore në të djathtë (pikërisht në mes të variatorit elektronik).

variator elektronik pranë

Në profil, ne shohim një nga pezullimet e rrotave të lidhur me zinxhirin përmes një diferenciali.

Mënyra të ndryshme të funksionimit

Le të hedhim një vështrim në mënyrat e ndryshme të funksionimit të një pajisjeje dhe, gjatë rrugës, pse ajo konsiderohet serike/paralele, ndërsa zakonisht një sistem hibrid është ose njëra ose tjetra. Mënyra gjeniale e projektimit të HSD-së i lejon të dyja, dhe kjo gjithashtu e bën atë pak të ndërlikuar...

Pajisja Toyota HSD: detaje dhe arkitekturë

Këtu është një arkitekturë e thjeshtuar e pajisjes me shumë ngjyra HSD për t'ju ndihmuar të krijoni lidhje midis përbërësve.

Diagrami eshte permbys ne krahasim me foton e larte sepse eshte shkrepur nga nje kend tjeter... Une kam marre diagramin Prius 2 dhe prandaj ka nje zinxhir ketu, versionet me moderne nuk e kane, por parimi nuk ndryshon. në secilin rast (qoftë zinxhir, bosht apo ingranazh është i njëjtë.

Këtu është mekanizmi në mënyrë më të detajuar, sepse duhet kuptuar që tufa merret këtu për shkak të forcës elektromagnetike midis rotorit dhe statorit MG1.

MG1 është i lidhur me motorin nëpërmjet një grupi ingranazhesh planetar (jeshil) të një grupi ingranazhesh planetar. Kjo do të thotë, për të rrotulluar rotorin MG1 (pjesa qendrore), motori i nxehtësisë kalohet përmes një ingranazhi planetar. Unë e kam theksuar këtë tren dhe motor në një ngjyrë, në mënyrë që të shohim qartë lidhjen e tyre fizike. Për më tepër, dhe nuk është e theksuar në diagram, sateliti i gjelbër dhe ingranazhi qendror blu i diellit MG1 janë të lidhur mirë fizikisht (ka një hendek midis tyre), siç është kurora (buza e trenit). dhe sateliti i gjelbër i motorit të nxehtësisë.

MG2 lidhet drejtpërdrejt me rrotat përmes një zinxhiri, por gjithashtu drejton ingranazhet e jashtme planetare të ingranazheve qendrore planetare (kurora është blu e errët, unë zgjodha të njëjtën ngjyrë për të zgjatur ingranazhet planetare në mënyrë që të mund ta shohim qartë se është e lidhur me MG2 ) ...

Këtu është kutia e marsheve planetare përpara, jo në profil në diagramin e mësipërm, ne mund të shohim më mirë lidhjet midis ingranazheve të ndryshme të lidhura me MG1, MG2 dhe ICE.

Vështirësia qëndron në të kuptuarit e parimit të trenit planetar, duke ditur se lëvizjet e brendshme nuk përkojnë në varësi të mënyrave të lëvizjes, por edhe nga shpejtësia ...

Pa tufë?

Ndryshe nga të gjitha transmetimet e tjera, HSD nuk ka nevojë për një tufë ose konvertues çift rrotullues (për shembull, një CVT ka nevojë për një konvertues çift rrotullues). Kjo është ajo ku forca elektromagnetike lidh rrotat me motorin përmes trenit planetar falë MG1. Atëherë është rotori dhe statori i këtij të fundit (MG1) që më pas krijojnë efektin e fërkimit: kur rrotulloni motorin elektrik me dorë, lind rezistencë dhe është kjo e fundit që ne përdorim këtu si tufë.

Shtë edhe më mirë kur, gjatë fërkimit (ndryshimi në shpejtësinë midis statorit dhe rotorit, prandaj midis motorit dhe rrotave), gjenerohet energji elektrike. Dhe kjo energji elektrike do të ruhet në bateri!

Kjo është arsyeja pse sistemi HSD konsiderohet shumë inteligjent, sepse siguron një humbje minimale të energjisë duke rikuperuar energjinë në momentin e fërkimit. Në tufën klasike, ne e humbim këtë energji në nxehtësi, këtu ajo shndërrohet në energji elektrike, të cilën ne e rivendosim në bateri.

Kështu, gjithashtu nuk ka konsum mekanik, pasi nuk ka kontakt fizik midis rotorit dhe statorit.

Kur ndalet, motori mund të funksionojë pa u ndalur sepse rrotat nuk e bllokojnë motorin (gjë që do të kishte ndodhur nëse do të kishim ndalur në një transmetim manual pa u mbyllur). Pajisja blu e diellit (e quajtur edhe boshe) është falas, kështu që ndan rrotat e motorit (pra ingranazhet planetare të kurorës së gjelbër). Nga ana tjetër, nëse ingranazhi i diellit fillon të marrë çift rrotullues, ai do të lidhë ingranazhet e gjelbra me kurorën, dhe pastaj rrotat do të fillojnë të rrotullohen gradualisht (fërkimi elektromagnetik).

Nëse veshja e diellit është e lirë, forca nuk mund të transmetohet në kurorë.

Ndërsa rotori rrotullohet, fërkimi krijohet në stator, i cili shkakton çift rrotullues, dhe ky çift rrotullues transmetohet në ingranazhet e diellit, i cili mbyllet dhe madje përfundimisht rrotullohet në drejtimin tjetër. Si rezultat, krijohet një lidhje midis boshtit të motorit në qendër dhe ingranazhit unazor në periferi (ingranazhe = rrota). Vini re se pajisja gjithashtu shërben për të ndaluar dhe nisur: kur doni të filloni, mjafton të bllokoni shkurtimisht ingranazhet e diellit në mënyrë që motori i nxehtësisë i motorit të djegies të marrë çift rrotullues nga MG2 i lidhur me timonin (kjo pastaj e fillon atë si një motor . A. Klasike).

Pra, për ta përmbledhur:

• Kur është i palëvizshëm, motori mund të rrotullohet sepse lidhja midis boshtit të motorit dhe ingranazhit unazor nuk është vendosur: ingranazhi i diellit është i lirë (edhe nëse Prius i përgjithshëm fiket kur është i palëvizshëm për të kursyer karburant)
• Duke rritur shpejtësinë e motorit, rotori rrotullohet mjaft shpejt për të gjeneruar një forcë elektromagnetike, e cila më pas transmeton çift rrotullues në ingranazhet e diellit: duke krijuar një lidhje midis boshtit të motorit dhe ingranazhit të unazës.
• Kur bëhet lidhja, shpejtësitë e boshtit të motorit dhe rrotës së unazës janë të barabarta
• Kur shpejtësia e rrotave bëhet më e madhe se motori, marshi i diellit fillon të rrotullohet në drejtimin tjetër për të ndryshuar raportin e marsheve (pasi çdo gjë është bllokuar, fillon të "rrokulliset" për të rritur më tej shpejtësinë e sistemit). Përkundrazi, mund të thuhet se, duke marrë çift rrotullues, ingranazhi diellor jo vetëm që lidh boshtet e motorit dhe rrotën lëvizëse, por gjithashtu i bën ato të përshpejtohen më pas (jo vetëm që frenon "reziston", por gjithashtu bën që ato të rrotullohen në mënyra e mëposhtme)

Mënyra 100% elektrike

Këtu, motorët ICE (termikë) dhe MG1 nuk luajnë një rol të veçantë, është MG2 që rrotullon rrotat për shkak të energjisë elektrike të marrë nga bateria (pra energjia që rrjedh nga kimia). Dhe edhe nëse MG2 kthen rotorin e MG1, ai nuk ndikon në motorin e nxehtësisë ICE, dhe për këtë arsye nuk ka rezistencë që na shqetëson.

Mënyra e karikimit kur ndalet

Këtu funksionon një motor nxehtësie, i cili rrotullohet MG1 përmes një treni planetar. Në këtë mënyrë, energjia elektrike prodhohet dhe i dërgohet shpërndarësit të energjisë, i cili drejton energjinë elektrike vetëm në bateri.

Mënyra e rikuperimit të energjisë

Kjo është mënyra e famshme "B" (frenimi rigjenerues), e cila mund të shihet në çelësin e ingranazheve (kur e shtypni, ka më shumë frenim të motorit të lidhur me rikuperimin e energjisë kinetike MG2, rezistenca është elektromagnetike). Inercia / energjia kinetike vjen nga rrotat dhe për këtë arsye udhëton në MG2 përmes ingranazheve mekanike dhe zinxhirit. Meqenëse motori elektrik mund të jetë i kthyeshëm, ai do të prodhojë rrymë elektrike: nëse i dërgoj lëng motorit elektrik, ai do të ndizet, nëse e kthej motorin elektrik të ndaluar me dorë, ai do të prodhojë energji elektrike.

Kjo rrymë elektrike rikuperohet nga shpërndarësi për ta dërguar atë në bateri, e cila më pas do të rimbushet.

Motori elektrik dhe ai i nxehtësisë punojnë së bashku

Me një shpejtësi të qëndrueshme dhe me një shpejtësi të mirë, domethënë, shumicën e kohës, rrotat do të drejtohen nga fuqia e motorëve elektrikë (MG2) dhe nxehtësisë.

Motori i nxehtësisë ICE drejton pajisjen planetare, e cila gjeneron energji elektrike në MG1. Kjo gjithashtu do të transferojë forcën mekanike në rrota, pasi ingranazhi planetar është gjithashtu i lidhur me to.

Kjo është ajo ku vështirësitë mund të bëhen kufizuese, sepse në varësi të shpejtësisë së rrotullimit të ingranazheve planetare nuk do të jetë e njëjtë (në veçanti, drejtimi i ingranazheve të caktuara).

Një kuti ingranazhi e stilit CVT (ndryshim i vazhdueshëm dhe progresiv si në skuterë) krijohet nga ndërveprimi i tensioneve midis motorëve (falë efektit magnetik të shkaktuar nga lëngu që kalon nëpër mbështjellje: një fushë elektromagnetike e induktuar) si dhe ingranazhet planetare Me e cila merr fuqinë e shumë kanaleve. Fat i mirë për ta marrë këtë në majë të gishtave tuaj, edhe nëse videoja që kam vënë në dispozicionin tuaj do t'ju lejojë ta bëni këtë.

Fuqia maksimale

Kjo është pak a shumë si paragrafi i mëparshëm, përveç se këtu ne po marrim edhe energjinë elektrike që bateria mund të furnizojë, kështu që MG2 përfiton nga kjo.

Këtu është versioni aktual i Prius 4:

Version plug-in / i ringarkueshëm?

Opsioni me një bateri të rimbushshme, duke lejuar 50 km në një automjet krejtësisht elektrik, konsiston vetëm në instalimin e një baterie më të madhe dhe instalimin e një pajisjeje që lejon që bateria të lidhet me sektorin.

Së pari duhet të kaloni përmes shpërndarësit dhe inverterit të energjisë për të menaxhuar ndryshimin e fuqisë dhe llojet e ndryshme të lëngjeve: AC, DC, etj.

Versioni HSD 4X4?

Siç duhet ta dini, një version 4X4 ekziston në Rav4 dhe NX 300H dhe është krijuar për t'u shtuar në boshtin e pasëm, ashtu si E-Tense i PSA dhe HYbrid / HYbrid4. Kështu, është një kompjuter që siguron fuqinë konstante të rrotave të akseve të përparme dhe të pasme, të cilat, prandaj, nuk kanë lidhje fizike.

Pse serial / paralel?

Pajisja quhet seriale/paralele sepse quhet “seri” kur jeni në modalitetin 100% elektrik. Prandaj, ne punojmë në të njëjtën mënyrë si BMW i3, motori i nxehtësisë është një gjenerator i rrymës që ushqen baterinë, e cila vetë lëviz makinën. Në fakt, me këtë metodë funksionimi, motori shkëputet plotësisht nga rrotat.

Quhet gjithashtu paralel kur motori është i lidhur me rrotat përmes një pajisjeje planetare. Dhe kjo quhet batch build (shiko Ndërtime të ndryshme këtu).

A po bën Toyota shumë me sistemin e saj?

Në fund të këtij artikulli, do të doja të them një tirade të vogël. Në të vërtetë, Toyota ka shumë për të thënë për hibridin e saj plug-in, dhe kjo është plotësisht e kuptueshme dhe e ligjshme. Sidoqoftë, më duket se në dy aspekte marka ka shkuar shumë larg. E para është idealizimi i teknologjisë, duke nënkuptuar kalimin se do të shpëtojë disi planetin, dhe se, në thelb, marka po fillon një revolucion që do të na shpëtojë të gjithëve. Sigurisht, ajo zvogëlon konsumin e karburantit, por ne gjithashtu nuk duhet të jemi karikatur, një minivan me naftë jo-hibridizuar punon pothuajse njësoj, nëse jo më mirë, ndonjëherë.

Pra, Toyota po përfiton nga konteksti aktual anti-naftë për të shtuar një shtresë që unë mendoj se është zbukuruar pak këtu në kufirin e trajtimit, këtu është një:

Reklama televizive - Gama hibride - Ne zgjedhim Hybrid

Pastaj ka një problem të lidhjes. Marka japoneze bazon shumicën e komunikimeve të saj në faktin se makina nuk ka nevojë të rimbushet nga rrjeti elektrik, sikur të ishte një avantazh teknologjik mbi konkurrencën. Kjo është në të vërtetë pak çorientuese pasi është më shumë një disavantazh se çdo gjë tjetër ... Makinat hibride që mund të ngarkohen nuk kanë absolutisht nevojë ta bëjnë këtë, ky është një opsion që ofrohet përveç pronarit të tij! Pra, marka arrin të kalojë një nga të metat si një avantazh, dhe kjo është akoma e fortë, apo jo? Ironikisht, Toyota po shet versione plug-in të Prius-it të saj, dhe ato duhet të jenë më të mira ... Këtu është një nga reklamat:

Nuk keni nevojë ta rimbushni atë? Përkundrazi, unë do të them: "i hollë, nuk ka asnjë mënyrë për të bërë ..."

Leviz ?

Për të vazhduar më tej, ju sugjeroj që të studioni me kujdes këtë video, e cila, për fat të keq, është vetëm në anglisht. Shpjegimi bëhet në faza për ta bërë atë sa më të thjeshtë dhe të drejtpërdrejtë.