解析豐田THS混動變速箱丨探索極致平順的秘密


源: 愛卡汽車

隨著汽車保有量的增長,交通擁堵正變得越來越普遍,這對動力系統(tǒng)的平順性提出了更大挑戰(zhàn)。無論燃油車將AT、CVT、DCT調(diào)校得多么完善,面對走走停停的復(fù)雜工況,還是難免暴露出一些瑕疵。與之相比,混合動力系統(tǒng)在平順性方面具備天生優(yōu)勢,城市駕駛更加愜意。而提到混動,就不得不從豐田THS說起。

解析豐田THS混動變速箱丨探索極致平順的秘密的圖1

  放眼全球,混合動力技術(shù)可分為兩大流派,一是以日系為代表的雙電機方案,二是以歐系為代表的并聯(lián)式混動。而在日系品牌中,豐田THS(雷克薩斯稱之為LHD)構(gòu)造最為特殊,通過行星齒輪組實現(xiàn)了油電動力耦合,綜合性能具備一定優(yōu)勢。盡管豐田將THS的傳動系統(tǒng)稱為E-CVT電子無級變速箱,但本質(zhì)上它是一種動力分流裝置,結(jié)構(gòu)設(shè)計與CVT完全不同。

解析豐田THS混動變速箱丨探索極致平順的秘密的圖2雷克薩斯 雷克薩斯LS車型首頁參數(shù)配置圖片口碑報價詢底價81.00萬起

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  在THS的價值體系中,電機的首要作用并非提供額外動力,而是調(diào)節(jié)發(fā)動機工況,使之盡可能鎖定在高效區(qū)間運轉(zhuǎn)。發(fā)動機燃燒產(chǎn)生的熱能用來驅(qū)動發(fā)電機,發(fā)電機與電池配合為電動機輸送能量,再由電動機驅(qū)動車輪。如果到此結(jié)束,那么豐田THS似乎與本田i-MMD、日產(chǎn)e-POWER沒有太多區(qū)別,但事實并非如此。為了兼顧各速域性能,THS的動力分流裝置采用行星齒輪結(jié)構(gòu),既實現(xiàn)了混聯(lián),還可改變傳動比。

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解析豐田THS混動變速箱丨探索極致平順的秘密的圖6

  按照由內(nèi)到外的順序,行星齒輪組由太陽輪、行星輪、行星架和齒圈組成。其中,太陽輪、行星架、齒圈與動力輸入或輸出端連接,行星輪不連接動力輸入/輸出機構(gòu),始終保持自由轉(zhuǎn)動。行星齒輪組的各部分轉(zhuǎn)速只需滿足一個線性關(guān)系,而不像P2/P3并聯(lián)架構(gòu)那樣必須維持固定速比。動力通過行星齒輪組實現(xiàn)解耦,分流給不同的輸入或輸出端。

  THS是一套雙電機混動系統(tǒng),其中MG1為低速電機,兼顧發(fā)電機與電動機雙重職能,MG2為高速電機,只扮演電動機角色。THS動力分流裝置利用電機來調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速,傳動比連續(xù)可變,E-CVT之名正是因此誕生。由于動力分流裝置采用剛性連接,動力傳遞更直接,所以傳動效率較CVT優(yōu)勢明顯。此外,電動機擁有較強的扭矩控制能力,能夠精準(zhǔn)而迅速地?fù)崞桨l(fā)動機扭矩波動,帶來細膩、平滑的動力輸出質(zhì)感。

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  作為全球數(shù)一數(shù)二的巨型車企,豐田集團的產(chǎn)品線頗為寬泛,因此THS系統(tǒng)構(gòu)型也有所區(qū)分??_拉、凱美瑞這類普及型產(chǎn)品配備混動系統(tǒng),主要是為了提升燃油經(jīng)濟性和中低速響應(yīng)性,基于行星齒輪的動力分流裝置完全能夠滿足需求。但對豪華車而言,駕駛樂趣同樣十分重要,因此豐田和愛信聯(lián)手打造了性能更全面的Multistage THS,裝配在雷克薩斯LS、豐田皇冠(海外版)等車型上。

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  來自發(fā)動機、MG1電機、MG2電機的扭矩耦合后,再通過4擋變速機構(gòu)輸出給傳動軸。具體來看,3-4擋、6-7擋和9-10擋采用機械變速,在上述擋位間切換時MG2轉(zhuǎn)速會發(fā)生變化,其原理類似于燃油車換擋所帶來的發(fā)動機轉(zhuǎn)速升降。其余擋位間的變速需求由動力分流裝置實現(xiàn),MG2電機轉(zhuǎn)速保持恒定,MG1轉(zhuǎn)速動態(tài)調(diào)整。

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  編輯點評:性能出色,工程集約,豐田THS為汽車工業(yè)樹立了典范。動力分流裝置不僅整合了油電動力,還能夠?qū)崿F(xiàn)速比調(diào)節(jié),令THS在燃油效率和駕駛感受雙方面都有著出色表現(xiàn)。隨著時代的發(fā)展,THS也在不斷自我完善,努力為用戶提供更好的體驗。THS II尺寸緊湊,動力表現(xiàn)也有所提升,Multistage THS則提供了混動領(lǐng)域罕見的駕駛節(jié)奏感,這讓豐田有著充足底氣去應(yīng)對電氣化浪潮。

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