E-CVT真的是CVT變速箱嗎?

E-CVT真的是CVT變速箱嗎?
E-CVT真的是CVT變速箱嗎?
E-CVT真的是CVT變速箱嗎?
作為豐田雙擎的兩大核心亮點技術,除了混聯式的混合動力結合方式之外,另外一個就非E-CVT莫屬。對於大部分消費者來說,「CVT」這一字眼是相對熟悉的,畢竟CVT變速箱在日系車上是挺為普遍的。那麼問題來了,這玩意兒是不是真的就是CVT變速箱?難道它不是個變速箱?它到底有什麼作用?下面我給大家一一爆料,嘿嘿。
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E-CVT真的是CVT變速箱嗎?
E-CVT真的是CVT變速箱嗎?
首先我們先來理清一下CVT變速箱為何物。CVT英文直譯過來就是連續可變傳動,它沒有AT那樣的一擋一擋的設定,也就是我們常說的無級變速箱。
在結構上,CVT變速箱的內部結構主要有輸入椎盤、輸出椎盤以及傳動鋼帶或者傳動鏈條組成。通過控制傳動鋼帶或者傳動鏈條在椎盤上的位置,以此來改變與椎盤的接觸時的直徑,這樣就能做到傳動比的變化。所以CVT變速箱的關鍵詞是:鋼帶、鏈條和椎盤,核心部件沒有一般AT變速箱常見的行星齒輪機構。
E-CVT真的是CVT變速箱嗎?
好,那來看看豐田的E-CVT的結構,如上圖,在其內部的找不到任何鋼帶、錐盤之類的部件,反而是有傳統AT變速箱常見的行星齒輪機構,所以E-CVT跟傳統的CVT變速箱沒有任何關係。
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既然不是CVT,那E-CVT是個變速箱嗎?
E-CVT真的是CVT變速箱嗎?
【傳統AT變速箱內部結構圖】
E-CVT裡頭赫然出現行星齒輪機構,這個行星齒輪機構,它其實不是什麼新鮮玩意。在歷史久遠的AT變速箱早就已經在使用,並充當變速、變距的角色。通過太陽輪、行星齒輪、齒圈和行星架的多種組合運動方式(任一元件固定,就能有不同的運動方式,齒輪比也不同),就能夠做到多個不同的擋位。
雖然是有行星齒輪機構,但E-CVT裡頭並沒有像液力變距器等傳統AT變速箱常見的動力傳遞和換擋控制部件。所以E-CVT也不是AT變速箱。那既然E-CVT即不是CVT變速箱,又不是AT變速箱,內部又沒有任何的換擋執行機構,這麼說E-CVT難道來自火星?
E-CVT的創新之處就在這了,豐田官方給E-CVT的定義就是:動力分配器,它用來協調電動機和發動機之間的工作關係,傳統意義上的所有變速箱功能,E-CVT也一並承擔起來了。
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E-CVT如何僅靠行星齒輪機構做到動力分配?
E-CVT真的是CVT變速箱嗎?
E-CVT的行星齒輪機構 ,其中外齒圈連接2號大電機和輸出,行星架連接髮動機,太陽輪連接1號電機。它們都由行星齒輪組協調分配,動力可傳到動力輸出,也可以分配去1號電機去充電回收,這就是豐田官方稱其為動力分配器的原因。
再細化去研究,就會發現E-CVT內裡還存在很多奧妙的地方。其中奧妙之一就是豐田E-CVT變速箱內的行星齒輪機構,外齒圈齒數和太陽輪齒數之比為78:30。這樣做的目的是保證一號電機在發電機狀態下工作轉速的穩定。熱車時,雖然汽油機功率不大,但一號電機在只分得28%扭矩的情況下獲得了100%的功率,用來發電充電足矣;全速行駛時,雖然一號電機只分得28%的扭矩和28%的功率,但汽油機功率很大,一號電機分得的功率仍有30多千瓦,即使是上坡也能充電,而其轉速只有5000轉,絕不會發生超負荷工作的情況。
這其中包含了很多的數學計算方式。看了也會暈一整天。反正外齒圈齒數和太陽輪齒數之比設定為78:30,就是為了讓發電機能正常發電,保證有電力給電動機輔助汽油機,同時避免發電機負荷過大。
這裡只是簡單概括和歸納豐田E-CVT的工作原理。如果細化去研究,行星齒輪的每一種組合方式以及運行邏輯都無比複雜,你一定會佩服豐田工程師們的腦洞為何能如此之大。用一個簡單 的行星齒輪機構就能管理好電機和發動機之間的配合方式,同時又能做到了變速、變距的功能,對豐田工程師真是佩服得五體投地。可能發明行星齒輪的人,也沒能想到小小一個機構竟能辦如此大事。
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如何像CVT般傳遞動力?
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豐田E-CVT一切的變速、變矩工作就交給了兩台電機。在不同工況下,通過內部的行星齒輪結構組合方式的改變,從而改變搭配的齒比,這時就能控制兩個電機的轉速,也就能改變電機的功率和扭矩。進而就能自動調整汽油機扭矩和功率的分割,調整汽油機和電機的轉速關係。由於電動機的變速、變距過程及其的線性,因此整個動力的改變和傳遞過程極像CVT無極變速箱,所以稱之為E-CVT變速箱也不為過。
豐田雙擎的省油功效一定少不了E-CVT的功勞,以往凱美瑞雙擎的實際綜合油耗可能做到6L/100km出頭,而雷凌/卡羅拉雙擎,還配上和全新普銳斯一樣的第四代PCU(能量控制單元,可以理解為混合動力系統的大腦和變壓器),對能量控制更為精準 。再加上越堵車,豐田雙擎與傳統汽車的油耗差距越大,如能夠做到工信部所顯示的4.2L/100km的超低綜合油耗,也不足為奇。
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