丰田双擎动力匹配秘诀!行星齿轮组如何智能分配动力?看完秒懂!

好的,我们来聊一聊丰田双擎这套系统,很多人都觉得它省油,开起来也顺,但要问它到底是怎么做到的,大部分人可能就说不上来了。

特别是听到它最核心的东西,竟然只是一套叫“行星齿轮组”的零件时,大家就更纳闷了,这么个小东西,凭什么就能把发动机和电机这两个脾气完全不同的“壮汉”管得服服帖帖,还能做到指哪打哪、劲儿往一处使呢?

这里面的门道,其实比我们想象的要巧妙得多,也简单得多。

丰田双擎动力匹配秘诀!行星齿轮组如何智能分配动力?看完秒懂!-有驾

首先,咱们得把这个“行星齿-轮组”想象成一个精密的机械小团体。

这个团体里有三个关键成员,它们谁也离不开谁,被齿轮紧紧地咬合在一起。

第一个成员是位于最中心的“太阳轮”,它个头最小,连接着一台主要负责发电的电机,我们叫它MG1。

第二个成员是一圈“行星轮”和固定它们的“行星架”,它们围绕着太阳轮转,这个行星架呢,就直接和汽车的发动机连在一起。

第三个成员是套在最外面的“齿圈”,它最大,直接连接着另一台主要负责驱动车轮的电机,我们叫它MG2,同时这个齿圈也和车轮连着。

好了,三个成员介绍完了,它们的关系就非常有意思了。

因为是纯粹的齿轮咬合,所以它们的转速必须满足一个固定的物理关系,这个关系就像一个天平,一边的重量变了,另一边必须跟着变才能保持平衡。

简单来说就是,发动机的转速,永远被发电机的转速和驱动电机的转速共同决定着。

这一下,就省去了传统汽车里最复杂的离合器和变速箱。

丰田就是利用这个天生的物理特性,来智能地分配动力的。

我们举几个咱们日常开车最常见的场景,看看这个小团体是怎么配合的。

比如我们刚启动车,或者在市区里堵车走走停停的时候。

这时候发动机的效率是最低的,让它工作纯属浪费油。

于是,系统就让发动机“休息”,不点火。

此时,电池给那个直接驱动车轮的MG2电机供电,让它带着最外面的“齿圈”转动,车子就安安静静地用纯电模式开动了。

因为发动机没动,连接它的“行星架”就是静止的,根据那个物理平衡关系,中间的“太阳轮”就只能被动地跟着反方向转。

整个过程,发动机一声不吭,实现了零油耗和绝对的安静平顺。

那如果我们需要加速,或者在城市环路上以中等速度行驶呢?

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这时候系统觉得光用电有点不划算,就该让发动机出点力了。

发动机启动后,开始转动中间的“行星架”。

它输出的动力,通过这个行星齿轮组,被巧妙地分成了两部分:一部分力量直接通过外圈的“齿圈”传递给车轮,驱动车辆前进;另一部分力量则传递给了中心的“太阳轮”,带动那个MG1发电机开始发电。

发出来的电怎么办?

一部分存回电池里,另一部分直接送给驱动车轮的MG2电机,让它也跟着一起使劲。

你看,这就实现了一边用油,一边用电,两个力量叠加在一起,车子开起来自然就有劲儿了。

最关键的是,整个过程完全是靠齿轮之间的速度变化来自动完成的,没有任何离合器切换的动作,所以你感觉不到任何顿挫,动力就像水流一样顺滑。

那上了高速公路,需要长时间匀速巡航怎么办?

这时候是发动机效率最高的区间。

系统会让发动机承担绝大部分的驱动任务,它的动力通过行星架和齿圈,稳稳地驱动车轮。

同时,它还会分出一小部分力气,让MG1发电机持续发电,给电池“补补课”,确保电量充足,以备不时之需。

这就实现了很多人说的“边跑边充电”。

刹车或者松开油门滑行的时候,这套系统又能变废为宝。

那个一直负责驱动的MG2电机会立刻调转角色,变成一台发电机。

车轮的惯性会带着它转动,把原本要浪费掉的动能转化成电能,再存回电池里。

这就是能量回收,也是混动车省油的一大秘诀。

可以说,丰田这套行星齿轮的设计,在它诞生的那个年代,绝对是天才般的构想。

它用最纯粹的机械结构,实现了最复杂的动力智能分配,可靠性高得惊人,全球几千万车主验证了这一点,很多车开到报废,这套核心部件都不会坏。

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在那个大家还在为如何降低油耗而苦恼的燃油车时代,丰田双擎的出现,确实像是一种“降维打击”。

但是,时代在进步,技术也在飞速发展。

丰田的这套系统虽然经典,但它的设计初衷是“用电来辅助油”,核心还是围绕着如何让发动机工作在最舒服的状态。

这就带来了一些在今天看来不算缺点的缺点。

比如,它的电池很小,纯电续航里程非常短,基本上就是起步和低速蠕行时用一下。

在大部分时间里,发动机都必须运转,要么驱动车轮,要么发电。

这就导致了在高速行驶时,它的燃油经济性优势就不那么明显了,因为能量在发动机、发电机、电动机之间转了一圈,总会有一些损耗。

而我们中国的汽车工程师们,看到了这一点,走出了一条完全不同的技术路线。

以比亚迪的DM-i为代表的国产插电式混动技术,它的设计理念就完全反过来了,变成了“用油来辅助电”。

它们首先给自己装上了一块大得多的电池,纯电续航动不动就是一百多公里,完全可以满足大部分人日常上下班的通勤需求。

在城市里开,它就是一辆纯粹的电动车,享受着电车的安静、平顺和低成本。

只有在需要长途旅行或者电量不足的时候,发动机才会启动。

但它启动后的首要任务,也不是去驱动车轮,而是作为一个高效的“发电机”,给电池充电,再由电机驱动车辆。

只有在高速巡航这种发动机最高效的工况下,系统才会通过一个离合器,让发动机直接连接车轮来驱动。

这种思路的转变,带来的体验是革命性的。

它集合了纯电车和燃油车的双重优点,既解决了纯电车的里程焦虑,又能在绝大多数城市路况下实现零油耗。

相比之下,丰田那套以油为主的混动系统,在面对可以充电、可以当纯电车开、高速油耗同样出色的中国品牌混动技术时,就显得有些保守了。

这并不是说丰田的技术不好,而是它所适应的那个时代,正在被一个新的时代所超越。

当年的“最优解”,在今天有了更多、也更符合中国消费者习惯的“新答案”。

这就是技术发展的魅力所在,没有永远的王者,只有不断前进的创新者。

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