Cumu funziona Toyota Hybrid (HSD)

Tutti sanu bè chì l'ibridazione HSD di Toyota hà a reputazione di esse un attellu. U dispusitivu di a marca giapponese (cullaburazione Aisin) hè cunnisciutu micca solu per a so efficienza, ma dinò per a so assai bona affidabilità. Tuttavia, hè difficiule da capisce per via di a so cumplessità è di i numerosi modi di operazione pussibili.

Dunque, circheremu di capisce cumu funziona u dispositivu ibridu di Toyota, u famosu Serial / Parallel HSD e-CVT. Quest'ultima permette di guidà 100% elettricu o una cumbinazione di elettricu è termicu. Quì pigliu un sughjettu un pocu cumplicatu, è qualchì volta bisognu di simplificallu un pocu (ancu se questu ùn sminisce micca a logica è u principiu).

Avà sapete chì e trasmissioni HSD sò fabbricate da Aisin (AWFHT15), di quale Toyota detene 30%, è chì furniscenu trasmissioni ibride è non ibride à u gruppu PSA quandu si tratta di EAT o e-AT8. scatuli. (hybrid2 è hybrid4). Simu avà in quarta generazione in termini di sviluppu tecnicu. Mentre u principiu generale rimane uguale, picculi miglioramenti sò fatti à l'attrezzi planetarii centrali o a disposizione per uttene a compattezza è l'efficienza (per esempiu, lunghezze di cavi più brevi riducenu e perdite elettriche).

Spiegazione sintetica

Se vulete una visione olistica di cumu funziona HSD, eccu una spiegazione chì a riassume. Duvete andà più luntanu in l'articulu per apprufundisce o pruvà à capisce ciò chì vi sfuglia in questa tappa.

Eccu u rolu di ogni cumpunente è e specificazioni tecniche di u HSD:

• L'ICE (Internal Combustion Engine) hè un mutore di calore: tutta l'energia vene da ellu, è per quessa hè a basa di tuttu. Hè culligatu à MG1 via un trenu epiciclicu.
• MG1 serve da generatore elettricu (guidatu da un mutore di calore) è ancu da un variatore di cambio. Cunnette ICE à MG2 per mezu di ingranaggi planetarii (planetarii). MG2 hè cunnessu direttamente à e rote, allora sì e rote giranu, gira, è se gira ancu e rote (in breve, nisun disimpegnu hè pussibule trà elli) ...
• MG2 serve da mutore di trazione (distanza massima 2 km o 50 km da plug-in / ricaricabile) è ancu da generatore elettricu (decelerazione: rigenerazione)
• Attrezzatura Planetaria: Lega MG1, MG2, ICE è roti inseme (questu ùn interferisce micca cù certi elementi chì sò assicurati mentre altri giranu, avete bisognu di amparà è capisce cumu si mette in vita l'attrezzi planetarii). Ancu grazie à ellu, avemu un cambiamentu / calata cuntinua, è dunque hè ellu chì raprisenta a scatula di cambiamenti (cambia u raportu di marcia, fendu chì frene o "inverta": a cunnessione trà ICE è MG1)

A riduzzione cunsiste in più o menu aghjuntu di i muvimenti di u mutore à combustione interna (termicu) è di MG2 (chì hè cunnessu rigidamente à e roti, ùn ne scurdemu).

Trainer di Ibridi Planetarii Ibridi

Stu video hè perfettu per avè una idea di cumu funziona l'ibridazione Toyota.

Novu: Modu Sequenziale Manuale in Toyota HSD Hybrid?

L'ingegneri anu sappiutu simulà (in parte ..) i raporti ghjucendu nantu à cumu u MG1 frenerebbe o inverterà in modu micca prugressivu per uttene rapporti più chjari. U raportu di trasmissione hè generatu da MG1, chì più o menu fermamente è più o menu "scivola" cullega ICE è MG2 (MG2 = mutore di trazione elettrica, ma ancu, soprattuttu, roti). Dunque, sta diminuzione pò esse graduale o "staggerata" secondu cumu si cuntrolla u distributore di potenza MG1.

Nota, però, chì i cambiamenti di marcia ùn si sentenu micca à carica parziale ... È à pienu caricu (accelerazione massima) tornemu à un funziunamentu continuamente variabile perchè questu hè l'unicu modu per uttene a migliore prestazione di accelerazione cù stu sistema (l'urdinatore rifiuta dunque per cambià a marcia per l'accelerazione massima).

Dunque, stu modu hè adupratu di più per u frenu di u mutore in discesa ch'è per a guida sportiva.

Corolla Hybrid 2.0 0-100 è Top Speed

Questu hè ciò chì sembra in realtà. Sfurtunatamente, à pienu caricu, perdemu u modu sequenziale è ùn sentimu più l'ingranaggi.

Versioni multiplici?

In più di e diverse generazioni, u sistema THS / HSD / MSHS applicatu à Toyota è Lexus hà duie varianti principali. U primu è u più cumunu hè a versione trasversale, chì oghje hè incarnata in l'Aisin AWFHT15 (à l'iniziu di l'anni 90 era chjamatu THS per u Sistema Hybrid Toyota. Avà hè HSD per u Hybrid Synergy Drive). Vene in dui mudelli più o menu cumpatti: Prius / NX / C-HR (più grande), corolla è Yaris (chjucu).

Eccu una trasmissioni HSD più muderna (Prius 4) da versioni trasversali (avà ci sò duie dimensioni diverse, quì hè u più grande). Hè assai più compactu cà a variante chì pudete vede quì sottu (micca quella ghjustu sottu à a longitudinale, ancu sottu ...)

Toyota Prius IV 2016 1.8 Hybrid Acceleration 0-180 km / h

Prius 4 à pienu acceleratore, eccu u famosu effettu di cambiamentu continuu pruduttu da a cumbinazione di mutori elettrichi / generatori, un mutore termicu è un trenu planetariu centrale.

Dopu vene u MSHS per u sistema ibridu à più fasi (di quale ùn deveru micca parlà veramente quì ... Ma postu chì funziona identicu, vene ancu da Aisin è hè per u gruppu Toyota ...) hè assai impurtante. un dispositivu più grande chì deve esse posizionatu longitudinalmente, è chì pò sta volta generà ingranaggi veri, di i quali ci sò 10 (4 ingranaggi veri in una scatula è una cumbinazione di motori elettrichi in un modu intelligente per ghjunghje 10. Tuttu dunque, micca un multiplu di 4, ma questu ùn importa micca).

In realtà ci sò duie versioni: AWRHT25 è AWRHM50 (MSHS, chì hà 10 rapporti).

A versione longitudinale assai più prestigiosa (quì AWRHM50) hè destinata principalmente à Lexus (pochi Toyota anu un mutore in questu sensu). Ci hè duie versioni, una di e quali pò generà finu à 10 rapporti veri.

Lexus IS2016h 300 0-100km / h è modi di guida (eco, normale, sport)

Riturnate à 1: 00 minute per vede cumu AWFHT15 pò generà rapporti. Curiosamente, i famosi "salti di velocità" ùn si sentenu più quandu u mutore hè pienu caricu ... Questu hè perchè u dispositivu hè u più efficiente (cronografu) in modu variatore, dunque a piena carica induce una modalità di variazione cuntinua normale.

Cumu funziona un Toyota ibridu?

Allora chì hè u principiu di basa di u dispositivu ibridu HSD? Se duvissimu riassumì à pocu pressu, puderiamu parlà di un mutore termicu chì funziona cù dui motori / generatori (u mutore elettricu hè sempre riversibile) è chì e diverse coppie (di ogni mutore) sò cuntrullate è cuntrullate da u trenu planetariu centrale, ma ancu l'intensità elettrica (è a direzzione di l'electricità) cuntrullata da un distributore di putenza ("inverter" in inglese). L'ingranimentu di riduzione (scatula di trasmissione CVT) hè cuntrullatu elettronicamente, pruvucendu u mutore MG1 à operà in un modu specificu, è ancu per mezu di un attrezzu planetariu centrale, chì permette di combinà più putenze per pruduce una.

U mutore pò esse cumpletamente disaccoppiatu da e ruote, è ancu per mezu di a trasmissione planetaria ...

In breve, ancu se vulemu simplificà, capimu chì ùn serà micca cusì faciule da assimilà, allora ci concentreremu nantu à i principii di basa. Tuttavia, vi aghju messu un video in inglese chì detalla i dettagli, allora se vulete passallu, duverete esse capace di fà la (cun ​​motivazione è neuroni sani, benintesa).

Eccu u Prius 2, chì hè menu compactu di quellu chì vi aghju mostratu sopra. Vede cumu anu messu in risaltu u cumpressore A / C (turchinu à manca di u mutore). Infatti, à u cuntrariu di qualsiasi macchina "nurmale", hè guidata da un mutore elettricu. I roti sò cunnessi à una catena chì si pò vede in a sezzione centrale à a diritta (ghjustu à mezu à u variatore elettronicu).

variatore elettronicu vicinu

In prufilu, vedemu una di e suspensioni di e rotule cunnesse à a catena via un differenziale.

Diversi modi di funziunamentu

Fighjemu un ochju à i diversi modi di funziunamentu di un dispositivu è, in a strada, perchè hè cunsideratu seriale / parallelu, mentre chì di solitu un sistema hibridu hè o unu o l'altru. L'ingegnosa manera HSD hè cuncepitu permette per i dui, è questu rende ancu un pocu complicatu ...

Dispositivo Toyota HSD: dettagli è architettura

Eccu una architettura di dispositivi HSD multicolore simplificata per aiutà à fà cunnessioni trà cumpunenti.

U diagramma hè a testa sottu paragunatu à a foto di cima perchè hè stata presa da un altru angulu... Aghju pigliatu u schema Prius 2 è hè per quessa chì ci hè una catena quì, e versioni più muderni ùn l'anu micca, ma u principiu ùn cambia micca. in ogni casu (sia a catena, l'arbre o l'ingranaggio hè u listessu.

Eccu u mecanismu in più dettu, perchè deve esse capitu chì a frizione hè ottenuta quì per via di a forza elettromagnetica trà u rotore è u stator MG1.

MG1 hè cunnessu à u mutore per mezu di un set di ingranaggi planetari (verde) di un set di ingranaggi planetari. Questu hè, per girà u rotore MG1 (sezione centrale), u mutore di calore passa per un attrezzu planetariu. Aghju messu in risaltu stu trenu è u mutore in un culore per chì pudemu vede chjaramente a so cunnessione fisica. In più, è ùn hè micca messu in risaltu in u schema, u satellitu verde è l'attrezzu solare centru blu MG1 sò fisicamente bè cunnessi (ci hè un difettu trà elli), cum'è a corona (a riva di u trenu). è u satellitu verde di u mutore di calore.

MG2 hè direttamente cunnessu à e roti attraversu una catena, ma cunduce ancu l'attrezzi planetarii esterni di l'attrezzi planetarii centrali (a corona hè turchinu scuru, aghju sceltu u listessu culore per allungà l'attrezzu planetariu in modu chì pudemu vede chjaramente chì hè cunnessu à MG2 ) ...

Eccu a scatula di ingranaggi pianetaria davanti, micca di prufilu in u schema di sopra, pudemu vede megliu e cunnessione trà i vari ingranaggi associati à MG1, MG2 è ICE.

A difficultà risiede in capisce u principiu di u trenu planetariu, sapendu chì i muvimenti interni ùn coincidenu micca secondu i modi di muvimentu, ma dinò in quantu à a velocità ...

Nisun embrague?

A diversità di tutte l'altre trasmissioni, u HSD ùn hà micca bisognu di un embrague o di un convertitore di coppia (per esempiu, un CVT hà bisognu di un convertitore di coppia). Hè quì chì a forza elettromagnetica attacca e roti à u mutore attraversu u trenu pianetariu grazia à MG1. Allora sò u rotore è u stator di quest'ultimu (MG1) chì creanu allora l'effettu di attritu: quandu girate u mutore elettricu à a manu, nasce a resistenza, è hè l'ultimu chì usemu quì cum'è embrague.

Hè ancu megliu quandu, durante a frizione (a differenza di velocità trà u statore è u rotore, dunque trà u mutore è e roti), l'elettricità hè generata. È sta elettricità serà guardata in a batteria!

Hè per quessa chì u sistema HSD hè cunsideratu assai intelligente, perchè furnisce un minimu di perdita di energia recuperendu l'energia à u mumentu di a frizione. Nantu à l'embrague classicu, perdemu sta energia in calore, quì hè cunvertita in elettricità, chì ripristinemu in a batteria.

Cusì, ùn ci hè ancu micca usura meccanica, postu chì ùn ci hè micca cuntattu fisicu trà u rotore è u statore.

Quandu si ferma, u mutore pò girà senza piantà perchè e rotule ùn bloccanu micca u mutore (ciò chì sarebbe accadutu se ci avessimu fermatu nantu à una trasmissione manuale senza spegne). L'attrezzu di u sole turchinu (chjamatu ancu inattivu) hè liberu, dunque separa e roti di u mutore (da quì l'ingranaggi pianetarii à corona verde). D’altronde, se l’attrezzu solare cumencia à riceve u torque, lierà l’ingranaggi verdi à a curona, è tandu e rote cumincieranu à girà à pocu à pocu (attritu elettromagneticu).

Se l'attrezzu solare hè liberu, a forza ùn pò micca esse trasmessa à a corona.

Quandu u rotore gira, a frizione hè creata in u stator, chì provoca un torque, è questu torque hè trasmessu à l'attrezzu solare, chì si chjude è ancu eventualmente gira in l'altra direzione. Di conseguenza, una cunnessione hè creata trà l'arburu di u mutore à u centru è a rotulazione in a periferia (ingranaggio = roti). Nutate bè chì u dispusitivu serve ancu per piantà è inizià: quandu vulete principià, basta à bluccà brevemente l'attrezzu solare in modu chì u mutore di calore di u mutore di combustione ricevi un torque da MG2 cunnessu à a rota trascinata (questu allora u mette in opera cum'è un starter . Faci. Classic).

Cusì, per riassumila:

• Quandu fermu, u mutore pò girà perchè u ligame trà l'assi di u mutore è a marcia anellu ùn hè micca stabilitu: l'armatura solare hè libera (ancu se u Prius generale si spegne quandu fermu per risparmià carburante)
• Aumentendu a velocità di u mutore, u rotore gira abbastanza veloce da generà una forza elettromagnetica, chì trasmette poi u torque à l'attrezzu solare: creendu una cunnessione tra l'assi di u mutore è a rotula.
• Quandu a cunnessione hè fatta, e velocità di l'assi di u mutore è di a rota anulare sò uguali
• Quandu a vitezza di e roti diventa più veloce di u mutore, l'ingranaggio di u sole cumencia à spinning in l'altra direzzione per cambià u rapportu di gear (dopu chì tuttu hè chjusu, cumencia à "rotulà" per aumentà ancu a vitezza di u sistema). Piuttostu, si pò dì chì, ricevendu u torque, l'ingranaggio di u sole cunnetta micca solu l'assi di u mutore è a rota di u mutore, ma ancu li face à accelerà sussegwentemente (ùn solu i freni "resistinu", ma li face ancu rotà in u a manera seguita)

Modu 100% elettricu

Quì, i mutori ICE (termichi) è MG1 ùn anu micca un rolu particulare, hè MG2 chì face girà e rotule per via di l'elettricità ottenuta da a batteria (da quì l'energia chì nasce da a chimica). È ancu se MG2 gira u rotore di MG1, ùn influenza micca u mutore termicu ICE, è dunque ùn ci hè nisuna resistenza chì ci inchieti.

Modu di carica quandu si ferma

Un mutore di calore hè in opera quì, chì gira MG1 attraversu un trenu planetariu. In questu modu, l'elettricità hè generata è inviata à u distributore di energia, chì dirige l'elettricità solu à a batteria.

Modu di recuperu energeticu

Si tratta di u famosu modu "B" (frinata rigenerativa), chì si pò vede nantu à a manopola di ingranaggio (quandu si spinge, ci hè più frenu di u mutore assuciatu à a recuperazione di l'energia cinetica MG2, a resistenza hè elettromagnetica). L'inerzia / energia cinetica vene da e rotule è viaghja dunque versu MG2 attraversu l'ingranaggi meccanichi è a catena. Postu chì u mutore elettricu pò esse riversibile, genererà corrente elettrica: se mandu suchju à u mutore elettricu, si accenderà, se giru u mutore elettricu fermatu à a manu, pruducerà elettricità.

Stu currente elettricu hè recuperatu da u distributore per mandallu à a batteria, chì poi serà ricaricata.

U mutore elettricu è termicu travaglianu inseme

À una velocità stabile è à una bona velocità, vale à dì, a maiò parte di u tempu, e rote seranu guidate da a putenza di i mutori elettrichi (MG2) è di calore.

U mutore termicu ICE cunduce l'attrezzu planetariu, chì genera elettricità in MG1. Questu trasfirirà ancu a forza meccanica à e roti postu chì l'attrezzi planetarii sò ancu cunnessi à elle.

Hè quì chì e difficultà ponu diventà limitanti, perchè sicondu a velocità di rotazione di l'armatura pianetaria ùn serà micca listessa (in particulare, a direzzione di certi ingranaggi).

Una scatula di cambiamenti in stile CVT (cambiamentu continuu è prugressivu cum'è in i scooter) hè creata da l'interazione di e tensioni trà i motori (grazia à l'effettu magneticu causatu da u suchju chì passa per e bobine: un campu elettromagneticu induttu) è ancu da l'attrezzi planetarii . chì riceve u putere di più canali. Bona furtuna per avè stu dirittu à portata di manu, ancu se u video chì aghju messu à a vostra dispusizione vi permetterà di fà lu.

Potenza massima

Questu hè un pocu cum'è u paràgrafu precedente, eccettu chì quì pigliamu dinò l'energia elettrica chì a batteria pò furnisce, allora MG2 ne beneficia.

Eccu a versione attuale di u Prius 4:

Versione plug-in / ricaricabile?

L'opzione cù una batteria ricaricabile, chì permette 50 km in un veìculu tuttu elettricu, consiste solu in l'installazione di una batteria più grande è l'installazione di un dispositivu chì permette à a batteria di esse cunnessa à u settore.

Duvete passà per u distributore di potenza è l'inverter prima per gestisce a differenza di potenza è i diversi tipi di suchju: AC, DC, ecc.

Versione HSD 4X4?

Cum'è a sapete, una versione 4X4 esiste nantu à u Rav4 è NX 300H è hè pensata per esse aghjunta à l'assi posteriore, cum'è E-Tense di PSA è HYbrid / HYbrid4. Cusì, hè un urdinatore chì assicura a putenza constante di e roti di l'assi anteriore è posteriore, chì, dunque, ùn anu micca una cunnessione fisica.

Perchè serial / parallel?

U dispusitivu hè chjamatu serial / parallelu perchè hè chjamatu "serial" quandu site in modu 100% electricu. Dunque, avemu travagliatu in u stessu modu cum'è BMW i3, u mutore di calore hè un generatore di corrente chì alimenta a bateria, chì si move a vittura. In fatti, cù stu metudu di funziunamentu, u mutore hè cumplettamente disconnected da i roti.

Hè chjamatu ancu parallelu quandu u mutore hè cunnessu à e roti per mezu di un dispositivu planetariu. E questu hè chjamatu batch build (vede Vari builds quì).

Toyota face troppu cù u so sistema?

Per cunclude st'articulu, mi piacerebbe dì una piccula tirata. Infatti, Toyota hà assai da dì in quantu à u so ibridu plug-in, è hè cumpletamente capiscitoghju è ghjuridicu. Tuttavia, mi pare chì in dui aspetti a marca hè andata troppu luntanu. U primu hè di idealizà a tecnulugia, implicendu in passu chì salverà in qualche modu u pianeta, è chì, in sostanza, a marca inizia una rivoluzione chì ci salverà tutti. Benintesa, riduce u cunsumu di carburante, ma ùn duvemu ancu esse caricaturizati, un minivan diesel non ibridatu funziona praticamente u listessu, se micca megliu, certe volte.

Allora Toyota prufitta di u cuntestu attuale anti-diesel per aghjunghje un stratu chì pensu hè un pocu abbellitu quì à u limitu di manipulazione, eccu unu:

Commerciale TV - Gamma Hybrid - Scegliemu Hybrid

Dopu ci hè un prublema di cunnessione. A marca giappunese basa assai di e so cumunicazioni annantu à u fattu chì a vittura ùn hà micca bisognu di esse caricata da a rete elettrica, cume s'ella fussi un vantaghju tecnologicu nantu à a cumpetizione. Questu hè in realtà un pocu ingannevuli chì hè più di un svantaghju di qualsiasi altra cosa ... I veiculi ibridi chì ponu esse carichi ùn anu micca assolutamente da fà, questa hè una opzione chì hè offerta in più di u so pruprietariu! Allora a marca riesce à fà passà unu di i difetti cum'è vantaghju, è hè sempre forte, nò? Ironicamente, Toyota vende versioni plug-in di u so Prius, è devenu esse megliu ... Eccu una di e publicità:

Ùn avete bisognu di ricaricallu? Piuttostu, diceraghju: "magre, ùn ci hè manera di fà ..."

Vai avanti ?

Per andà più luntanu, vi suggeriu di studià attentamente stu video, chì, purtroppu, hè solu in inglese. A spiegazione hè fatta in fasi per rende la più semplice è diretta pussibule.