ECVT:我真不是CVT


日系品牌挚爱CVT已经不是一天两天了。丰田喜欢用自己旗下爱信的CVT,专注CVT三十年的日产拥有CVT制造大户JATCO供货,就连本田和斯巴鲁这样的技术控也普遍用上了CVT。

究其原因,其一,CVT结构简单不容易坏,最主要的部件就是滑轮和钢带,实在没什么可以坏的部件;其二,平顺经济。CVT变速箱的无极变速能实现档位与档位间无缝衔接,从而获得传动系统与发动机工况的最佳匹配,提升燃油经济性。



所以,当丰田在混动车型上首次搭载ECVT变速箱时,不明真相的群众们都以为:丰田这是给CVT加了台电机吗?

事实上,ECVT和CVT从结构上而言没有半毛钱关系,只是同属于无极变速,因此在动力传输过程中以及驾驶感受上非常接近,除了平顺还是平顺。同时,ECVT的内部找不到任何类似滑轮钢带的东西,反倒是有着传统AT变速箱里的行星齿轮结构,外加两台电机,共同辅助发动机输出动力。

丰田给ECVT起的另一个名字或许给方便解释它的工作原理:动力分配器(PSD,Power Spliting Device)。丰田对ECVT的行星齿轮进行了特殊设计,齿圈和太阳轮的扭矩比设定为固定不变的78:22,即发动机的扭矩78%传递给齿圈(输出动力),22%传递给太阳轮(接发电机),通过行星齿轮不同的组合方式来协调动力输出。

通过这张图,我们可以具体了解ECVT在不同工况下的运行模式




1、停车

1号电机(以下均称为MG1)与2号电机(以下均称为MG2)均停止工作。

2、起步和低速

MG2推动车辆前进。由于MG2的旋转速度低于发动机的转速,四个行星齿轮处于反转,发动机只是带动MG1发电。

3、加速

当车辆的速度达到最大纯电驱动速度时,发动机介入工作,同时推动MG2和MG1,MG1向MG2供电,多余部分用于给电池充电。因为踩油门时提高了输出电压,影响了MG2转速,发动机的供油增多,转速也随之提高。

4、高速巡航

此时车辆所需的动力下降,发动机转速下降,MG2带动的齿圈转速高于发动机带动的行星轮支架转速,在这种情况下,要实现发动机驱动齿圈,必须让太阳轮也处于主动的正转,这时MG1(太阳轮)就会反转从发电机变成了电动机,而齿圈上的MG2则从电动机变成了发电机。而发动机(行星圈)推动齿圈前进,齿圈上的MG2通过做负功回收部分能量,一方面提供给MG1做正功辅助发动机驱动车辆,另一方面提供能量给动力电池充电。

5、倒车

由于ECVT没有倒车齿轮,在倒车时由MG1充当驱动电机,发动机不工作,太阳轮通过行星齿轮带动齿圈反向转动,实现倒车。

总之,由于ECVT天生没有离合器,加上发动机与两台电机由行星齿轮无极耦合,因此无论低速高速,任何顿挫都是不存在。此外丰田混动车型的发动机一直处于阿特金森循环状态,工作效率极高,配合ECVT,节油效果拔群。特别是在堵车的情况下,路况越堵,ECVT的省油优势越突出。

不过,ECVT对软件和运行精度的要求也是非常高。如果发动机坏掉,车辆还能靠电池用低速行驶一段时间。

但任意一台电机要是出现故障,那整个变速箱就会直接瘫痪,把你扔在马路上。不过以丰田的质量来看,这种情况发生的概率几乎可以忽略吧。