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精彩提前ECVT和CVT都属于无极变速,但他们在结构和原理上有着本质区别。

田忠朝

现在我们经常能在混动车的配置表中看到ECVT变速器,于是很多人就想当然的把ECVT归类为CVT的一种。甚至在百度上搜“ECVT与CVT的区别,第一个答案就是“ECVT是CVT的一种!”,百度又在搞事情?

在功能上,ECVT确实和CVT一样,都属于无极变速,但在结构和工作原理上,他们却有着本质区别。

结构上的区别

CVT的结构主要由两组带轮(主动轮、从动轮)和传动带(钢带)、油泵、液力变矩器、执行机构(阀体、油路)、传感器、控制电脑等构成。组成相对复杂,而且钢带承受扭矩有限,一般只能用在小型车辆上作为传动系统。

△CVT主要组成结构

而ECVT的结构就简单多了,它不具备传统变速箱系统里面的离合器、液力变矩器或是齿轮轴组等这些复杂机构,就是一组行星齿轮和两个电机组成。

△丰田普锐斯第二代ECVT主要组成机构

工作原理不同

在ECVT技术中,2号电机担任起步,低速驱动,混动驱动;1号电机主要担任启动发动机和发电工作,发动机大部分情况下是不直接驱动车轮的。发动机连接行星架,1号电机连接太阳轮,2号电机连接外齿圈,外齿圈与动力输出轴连接。

△ECVT横置变速基本结构示意图

可以看出,ECVT不仅是传递动力,还能耦合发动机和电动机的能量实现动力输出,所以它实际是一套动力结合系统,是专门匹配混动车型的动力分配机构,所以又被称作PSD,即Power Split Device,丰田官方给出的定义是“动力分配器”,而不是“变速器”。

那么ECVT是如何实现动力分配的呢?

打个比方,ECVT可以看作是兄弟二人(2号电机和1号电机)和一个壮汉(发动机),哥哥(2号电机)负责推车,壮汉(发动机 )比较懒,一般情况下都是闲着,弟弟(1号电机)则基本是个拖油瓶,但能动员壮汉帮忙推车(启动发动机),还会做饭(发电)给哥哥吃,食材由壮汉提供(发动机提供能量)。

车辆启动和低速情况下:都是哥哥在推车,因为他的力气足以推动车辆,壮汉则闲着(发动机不工作),弟弟跟着慢慢走;

车辆高速巡航时:但哥哥能力有限,力气只够勉强推动车子快速走起来,如果要跑起来,他的力气就明显不够了。这时弟弟就会让壮汉来帮忙(启动发动机),但壮汉有洁癖嫌车脏,所以他不直接推车,而是在哥哥后面推他,这样哥哥自己只需要出很小的力就可以推着车子跑起来了。

(以普锐斯混动版为例,由于功率=扭矩×转速,所以实际上其纯电动所能达到的最大理论速度约为42km/h,超过这个速度发动机就必须介入工作了。此时发动机72%的扭矩会通过行星齿轮传递到外齿圈,2号电机只需提供一个很小的扭矩就可驱动车轮高速巡航。)

充电:发动机除了分配力矩给外齿圈,也会有一部分力矩分配到太阳轮,从而带动可随时带动1号电机发电,存储于蓄电池中。

倒车:哥哥只会推车向前走,要倒车怎么办?此时弟弟出力,拉着哥哥往后退。

(使用ECVT的车辆没有倒车齿轮,在倒车时则是由1号电机充当驱动电机,此时发动机不工作,太阳轮通过行星齿轮带动外齿圈反向转动,实现倒车。)

△倒车时发动机静止,太阳轮于与外齿圈反向转动

实际上,ECVT的动力融合和能量传递都是通过这套行星齿轮组完成的,由于ECVT天生就没有离合器,加之无极能量耦合,这就保证了车辆无任何顿挫,低速、高速都能驾驶平滑顺畅。而且发动机总处于最高效率工作状态,所以ECVT有突出的节油效果。

(想详细了解ECVT的结构和工作原理,不妨看看下面的视频,顺便练习一下你的英语听力。)

(视频来自YouTube的WeberAuto频道)

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