СИСТЕМА ГИБРИДНОЙ ТРАНСМИССИИ


  1. КОНСТРУКЦИЯ


    1. В блок шестерен входит планетарная передача деления мощности. Коронные шестерни обоих планетарных механизмов входят в блок шестерен. Кроме того, блок шестерен объединен с промежуточной приводной шестерней и шестерней блокировки стояночного тормоза.

    2. Планетарная передача деления мощности разделяет крутящий момент двигателя на две составляющих. Одна составляющая обеспечивает тяговое усилие для привода колес, а другая обеспечивает тяговое усилие для генератора (MG1), чтобы он мог работать в режиме генератора.

    3. Мощность от электродвигателя (MG2) передается на промежуточную ведомую шестерню через редуктор MG2 для привода приводных шестерен главной передачи.

      Tech Tips

      Соотношение частот вращения электродвигателя (MG2) и промежуточной приводной шестерни равно 3,823.

      A01RGEUC02
      *1 Водило *2 Первичный вал
      *3 Солнечная шестерня *4 Ведущая шестерня (сателлит)
      *5 Приводная шестерня главной передачи *6 Ведомая шестерня главной передачи
      *7 Промежуточная ведомая шестерня *8 Редуктор MG2
      *9 Электродвигатель (MG2) *10 Промежуточная приводная шестерня (блок шестерен)
      *11 Коронная шестерня *12 Генератор (MG1)
      *13 Масляный насос *14 Планетарная передача деления мощности

    4. Порядок чтения номограмм


      1. Приведенная ниже номограмма дает визуальное представление о балансе крутящих моментов, направлений и частот вращения шестерен планетарной передачи.

      2. Прямая линия на номограмме отражает связь между направлениями и частотами вращения 3 шестерен планетарной передачи. Частота вращения каждой шестерни представляется расстоянием от точки 0 об/мин. В силу конструкции планетарной передачи связь между частотами вращения 3 шестерен всегда выражается прямой линией.

      3. Все представленные далее номограммы и рисунки, иллюстрирующие работу зубчатой передачи для каждого режима движения автомобиля, приведены только для примера. Примеры соответствуют "моментальным снимкам", тогда как в нормальном режиме состояние системы постоянно изменяется в соответствии с условиями и реакцией системы на эти условия.

        Figure 1. Номограмма

        A01RGJ5E01

    5. Связь крутящего момента и вращения


      1. В гибридной системе мотор-генераторы выполняют различные функции, зависящие от ситуации. Понимание взаимосвязей между направлением вращения и крутящим моментом помогает усвоить функции мотор-генератора.

      2. В следующей таблице показана взаимосвязь между приводом и генерацией электроэнергии для различных комбинаций положительного или отрицательного крутящего момента и направления вращения вперед или назад.

        Направление вращения Крутящий момент Функция узла
        Вращение вперед (+) Положительный крутящий момент Привод
        Отрицательный крутящий момент Генерация электроэнергии
        Вращение назад (-) Положительный крутящий момент Генерация электроэнергии
        Отрицательный крутящий момент Привод

      3. Например, если мотор-генератор вращается в прямом (+) направлении и создает отрицательный крутящий момент, он генерирует электроэнергию (создает электрическую мощность).

      4. С другой стороны, если мотор-генератор вращается в обратном (-) направлении и создает отрицательный крутящий момент, он действует как источник привода (потребляет электрическую мощность).

    6. Ниже показаны соединения солнечной шестерни, коронной шестерни и водила каждой планетарной передачи.

      Позиция Условие
      Планетарная передача деления мощности Солнечная шестерня Генератор (MG1)
      Водило Первичный вал (двигатель)
      Коронная шестерня Промежуточная приводная шестерня (блок шестерен)
      Редуктор MG2 Ведущая шестерня Электродвигатель (MG2)
      Ведомая шестерня Промежуточная ведомая шестерня (выходная)

  2. ПРИНЦИП РАБОТЫ


    1. Состояние готовности (READY)


      1. Ток протекает через генератор (MG1), который для двигателя работает как стартер и производит запуск двигателя через солнечную шестерню.

        Tech Tips

        После запуска двигателя на электродвигатель (MG2) действует положительный крутящий момент, противодействующий силе реакции двигателя.

        Figure 2. Состояние готовности (READY-ON) при запуске двигателя (автомобиль неподвижен)

        A01RGIPC03
        *1 Генератор (MG1) *2 Электродвигатель (MG2)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Привод *b Остановлен
        *c Положительный крутящий момент - -
        B0048G8 Направление вращения B0048FA От генератора (MG1)
        A01RGOZ К двигателю A01RG9Y От электродвигателя (MG2)

        Figure 3. Номограмма (автомобиль неподвижен)

        A01RGOOE02

      2. Если степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, аккумуляторная батарея заряжается генератором (MG1), приводимым в движение двигателем.

      3. Подводимый водилом крутящий момент двигателя передается солнечной шестерне. В результате тяговое усилие используется для генератора (MG1), работающего в режиме генератора.

        Tech Tips

        Когда автомобиль неподвижен, на электродвигатель (MG2) действует положительный крутящий момент, не позволяющий колесам вращаться.

        Figure 4. Зарядка при неподвижном автомобиле

        A01RGIKC01
        *1 Генератор (MG1) *2 Генератор (MG1)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Ведомый - вырабатывает электроэнергию *b Остановлен
        *c Отрицательный крутящий момент - -
        B0048G8 Направление вращения B0048FA От двигателя
        A01RGOZ К генератору (MG1) A01RG9Y От электродвигателя (MG2)

        Figure 5. Номограмма

        A01RGNVE02

    2. Трогание с места и движение с низкой нагрузкой


      1. Когда степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи достаточна, автомобиль трогается и движется только за счет тягового усилия электродвигателя (MG2). В этом случае двигатель остановлен, и мотор-генератор (MG1) не вырабатывает электроэнергию.

        Figure 6. Трогание с места и движение с низкой нагрузкой

        A01RGXAC01
        *1 Генератор (MG1) *2 Электродвигатель (MG2)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Вращается свободно *b Привод
        *c Положительный крутящий момент - -
        B0048G8 Направление вращения B0048FA От электродвигателя (MG2)
        A01RGOZ К передним колесам - -

        Figure 7. Номограмма

        A01RGWGE02

      2. Если степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, аккумуляторная батарея заряжается генератором (MG1), приводимым в движение двигателем. Эта мощность также используется для питания электродвигателя (MG2).

      3. Подводимый водилом крутящий момент двигателя передается коронной шестерне. Тяговое усилие электродвигателя (MG2) передается на коронную шестерню через редуктор MG2. Комбинация этих двух тяговых усилий передается блоком шестерен на передние колеса для их привода.

        Figure 8. Трогание с места и движение с низкой нагрузкой при низкой степени заряда аккумуляторной батареи

        A01RGX6C01
        *1 Генератор (MG1) *2 Электродвигатель (MG2)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Ведомый - вырабатывает электроэнергию *b Привод
        *c Отрицательный крутящий момент *d Крутящий момент может быть положительным или отрицательным в зависимости от условий движения.
        B0048G8 Направление вращения B0048FA От двигателя
        A01RGOZ К генератору (MG1) A01RG9Y К передним колесам
        A01RGDX От электродвигателя (MG2) или к электродвигателю (MG2) - -

        Figure 9. Номограмма

        A01RGF7E02

    3. Движение с постоянной скоростью


      1. Когда автомобиль движется с малой нагрузкой и постоянной скоростью, двигатель работает в наиболее эффективном диапазоне, обеспечивая автомобиль мощностью.

      2. Подводимый водилом крутящий момент двигателя передается коронной шестерне. Тяговое усилие электродвигателя (MG2) передается на коронную шестерню через редуктор MG2. Комбинация этих двух тяговых усилий передается блоком шестерен на передние колеса для их привода.

        Figure 10. Движение с постоянной скоростью

        A01RGX6C01
        *1 Генератор (MG1) *2 Электродвигатель (MG2)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Ведомый - количество вырабатываемой электроэнергии мало *b Привод
        *c Отрицательный крутящий момент *d Крутящий момент может быть положительным или отрицательным в зависимости от условий движения.
        B0048G8 Направление вращения B0048FA От двигателя
        A01RGOZ К генератору (MG1) A01RG9Y К передним колесам
        A01RGDX От электродвигателя (MG2) или к электродвигателю (MG2) - -

        Figure 11. Номограмма

        A01RGHZE02

      3. Если степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, большая часть мощности двигателя используется для генерации электроэнергии посредством генератора MG1. Он заряжает высоковольтную аккумуляторную батарею.

        Figure 12. Движение с постоянной скоростью при низкой степени заряда аккумуляторной батареи

        A01RGX6C01
        *1 Генератор (MG1) *2 Электродвигатель (MG2)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Ведомая — при низкой степени заряда аккумуляторной батареи вырабатывает большее количество электроэнергии. *b Привод
        *c Отрицательный крутящий момент *d Крутящий момент может быть положительным или отрицательным в зависимости от условий движения.
        B0048G8 Направление вращения B0048FA От двигателя
        A01RGOZ К генератору (MG1) A01RG9Y К передним колесам
        A01RGDX От электродвигателя (MG2) или к электродвигателю (MG2) - -

        Figure 13. Номограмма

        A01RGF7E02

    4. Во время разгона при полностью открытой дроссельной заслонке


      1. Когда автомобиль переходит из режима поддержания крейсерской скорости с низкой нагрузкой в режим разгона при полностью открытой дроссельной заслонке, система дополняет тяговое усилие электродвигателя (MG2) за счет электрической мощности высоковольтной аккумуляторной батареи.

      2. Подводимый водилом крутящий момент двигателя передается коронной шестерне. Тяговое усилие электродвигателя (MG2) передается на коронную шестерню через редуктор MG2. Комбинация этих двух тяговых усилий передается блоком шестерен на передние колеса для их привода.

        Figure 14. Во время разгона при полностью открытой дроссельной заслонке

        A01RGQFC01
        *1 Генератор (MG1) *2 Электродвигатель (MG2)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Ведомый - вырабатывает электроэнергию *b Привод
        *c Отрицательный крутящий момент *d Положительный крутящий момент
        B0048G8 Направление вращения B0048FA От двигателя
        A01RGOZ К генератору (MG1) A01RG9Y К передним колесам
        A01RGDX От электродвигателя (MG2) - -

        Figure 15. Номограмма

        A01RG9UE02

    5. Во время замедления


      1. Когда автомобиль движется с рычагом переключения передач в положении D и замедляется, двигатель выключается, и тяговое усилие от двигателя на передних колесах становится равным нулю. После этого колеса приводят в движение электродвигатель (MG2), заставляя электродвигатель (MG2) работать в режиме генератора, заряжая высоковольтную аккумуляторную батарею. Когда электродвигатель (MG2) работает в качестве генератора, он создает сопротивление вращению передних колес, обеспечивая торможение.

      2. Тяговое усилие передних колес передается через задающую шестерню на солнечную шестерню для электродвигателя (MG2).

        Figure 16. Во время замедления

        A01RGYJC01
        *1 Генератор (MG1) *2 Электродвигатель (MG2)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Вращается свободно *b Ведомый - вырабатывает электроэнергию
        *c Отрицательный крутящий момент - -
        B0048G8 Направление вращения B0048FA К электродвигателю (MG2)
        A01RGOZ От передних колес - -

        Figure 17. Номограмма

        A01RGWGE02

    6. При движении задним ходом


      1. Автомобиль приводится в движение в основном тяговым усилием электродвигателя (MG2). Когда степень заряда высоковольтной аккумуляторной батареи низка, работает двигатель, и используется электроэнергия, вырабатываемая генератором (MG1).

        Figure 18. Движение задним ходом

        A01RGVIC01
        *1 Генератор (MG1) *2 Электродвигатель (MG2)
        *3 Планетарная передача деления мощности - -
        *a Вращается свободно *b Привод
        *c Отрицательный крутящий момент - -
        B0048G8 Направление вращения B0048FA От электродвигателя (MG2)
        A01RGOZ К передним колесам - -

        Figure 19. Номограмма

        A01RGBZE02