ECVT是CVT的一種?有人在一本正經的胡說八道!

豐田普銳斯 天文 汽車 AutoLab 2017-05-14

ECVT是CVT的一種?有人在一本正經的胡說八道!

ECVT和CVT都屬於無極變速,但他們在結構和原理上有著本質區別。

文 ▍田忠朝

現在我們經常能在混動車的配置表中看到ECVT變速器,於是很多人就想當然的把ECVT歸類為CVT的一種。甚至在百度上搜“ECVT與CVT的區別,第一個答案就是“ECVT是CVT的一種!”,百度又在搞事情?

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在功能上,ECVT確實和CVT一樣,都屬於無極變速,但在結構和工作原理上,他們卻有著本質區別。

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結構上的區別

CVT的結構主要由兩組帶輪(主動輪、從動輪)和傳動帶(鋼帶)、油泵、液力變矩器、執行機構(閥體、油路)、傳感器、控制電腦等構成。組成相對複雜,而且鋼帶承受扭矩有限,一般只能用在小型車輛上作為傳動系統。

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△CVT主要組成結構

而ECVT的結構就簡單多了,它不具備傳統變速箱系統裡面的離合器、液力變矩器或是齒輪軸組等這些複雜機構,就是一組行星齒輪和兩個電機組成。

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△豐田普銳斯第二代ECVT主要組成機構

工作原理不同

在ECVT技術中,2號電機擔任起步,低速驅動,混動驅動;1號電機主要擔任啟動發動機和發電工作,發動機大部分情況下是不直接驅動車輪的。發動機連接行星架,1號電機連接太陽輪,2號電機連接外齒圈,外齒圈與動力輸出軸連接。

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△ECVT橫置變速基本結構示意圖

可以看出,ECVT不僅是傳遞動力,還能耦合發動機和電動機的能量實現動力輸出,所以它實際是一套動力結合系統,是專門匹配混動車型的動力分配機構,所以又被稱作PSD,即Power Split Device,豐田官方給出的定義是“動力分配器”,而不是“變速器”。

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那麼ECVT是如何實現動力分配的呢?

打個比方,ECVT可以看作是兄弟二人(2號電機和1號電機)和一個壯漢(發動機),哥哥(2號電機)負責推車,壯漢(發動機 )比較懶,一般情況下都是閒著,弟弟(1號電機)則基本是個拖油瓶,但能動員壯漢幫忙推車(啟動發動機),還會做飯(發電)給哥哥吃,食材由壯漢提供(發動機提供能量)。

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車輛啟動和低速情況下:都是哥哥在推車,因為他的力氣足以推動車輛,壯漢則閒著(發動機不工作),弟弟跟著慢慢走;

車輛高速巡航時:但哥哥能力有限,力氣只夠勉強推動車子快速走起來,如果要跑起來,他的力氣就明顯不夠了。這時弟弟就會讓壯漢來幫忙(啟動發動機),但壯漢有潔癖嫌車髒,所以他不直接推車,而是在哥哥後面推他,這樣哥哥自己只需要出很小的力就可以推著車子跑起來了。

(以普銳斯混動版為例,由於功率=扭矩×轉速,所以實際上其純電動所能達到的最大理論速度約為42km/h,超過這個速度發動機就必須介入工作了。此時發動機72%的扭矩會通過行星齒輪傳遞到外齒圈,2號電機只需提供一個很小的扭矩就可驅動車輪高速巡航。)

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充電:發動機除了分配力矩給外齒圈,也會有一部分力矩分配到太陽輪,從而帶動可隨時帶動1號電機發電,存儲於蓄電池中。

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倒車:哥哥只會推車向前走,要倒車怎麼辦?此時弟弟出力,拉著哥哥往後退。

(使用ECVT的車輛沒有倒車齒輪,在倒車時則是由1號電機充當驅動電機,此時發動機不工作,太陽輪通過行星齒輪帶動外齒圈反向轉動,實現倒車。)

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△倒車時發動機靜止,太陽輪於與外齒圈反向轉動

實際上,ECVT的動力融合和能量傳遞都是通過這套行星齒輪組完成的,由於ECVT天生就沒有離合器,加之無極能量耦合,這就保證了車輛無任何頓挫,低速、高速都能駕駛平滑順暢。而且發動機總處於最高效率工作狀態,所以ECVT有突出的節油效果。

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