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我是混动界最强的男人——详细解析混动雅阁

一猫汽车网 2015-01-17 15:23:01 图片作者:猫二

在美国  

“爸爸,我想买一台混动车”

“去吧孩子,你要成为像钢铁侠那样站在科技前沿的男人”

在日本

“爸爸,我想买一台混动汽车”

“去吧孩子,你要成为像路飞一样,在新能源航线上成为最强的男人”

在中国

“爸爸,我想买一台混动汽车”

“你要是能给我讲讲混动有什么优势,什么是阿特金森循环,米勒循环,PCU控制原理是啥,电气CVT如何工作,还有第七维空间的虫洞原理...我就考虑一下,不然就给我滚犊子好好学习去。

 


问题一,为什么要用混动车?

 

     这个问题很好回答,因为内燃机单独做功会受到活塞,齿轮,轴承等各方面机械摩擦的影响,所以做功的效率会相对较低,即使再平滑的气缸也会产生摩擦力,粘稠度再低的机油也会有阻力。各方面因素导致内燃机的工作效率大概为40%-60%,而电机靠电流的磁场运动,并没有太多的机械部件,摩擦力相对小的多,所以电机的工作效率可以轻易达到80%以上。所以同样单位的燃料做功,电机可以更高效。



问题二,什么叫做阿特金森循环?


 


  阿特金森循环发动机如果用术语来理解简直是折磨看客的眼球和脑细胞。下面看表

 

 

  多出的进气回流就是阿特金森巡航发动机的一个特点,他把推动活塞下行的气流在活塞向反方向压缩时偷偷从进气门收回,这样会造成活塞的压缩行程延后开始,那么最终点火后活塞的做功行程就将会大于压缩行程。周而往复,这一循环过程就叫做阿特金森循环。从图二可以显而易见的看到,活塞在做功行程上与常规发动机是一样长的,但是由于进气回流,让缸体内的油气可以少用一点。从而节约了燃油,但是达到了同样的做功效果。而这一特性的发动机,缺点也是很突出,压缩后的燃烧室内油气由于回流减少了,那么点燃后的燃烧也不像常规那样剧烈,向下做功的速度也慢了,这样就会导致扭力上的损失。所以如果直接将其用在驱动车轮上,车辆的启动速度会相对较慢,故大部分混动车型均会有驱动用电动机来弥补低转速时的扭矩不足。


注:马自达之前所采用的米勒循环发动机原理和阿特金森循环类似,但是需要一部机械增压器来加大进气口的压强来弥补进气不足。而本田i-Vtec发动机在巡航速度时也会延迟进气门关闭达到节油效果,但本田弥补进气的方法是开启大进气阀来增加进气量

 

下图为阿特金森循环发动机

 

                                   

 

  而雅阁Hybird上的i-MMD系统下阿特金森发动机在大部分情况下只起到驱动电机的作用,而发电这种工作对扭矩并没有要求,那么阿特金森循环发动机的节能优势就会凸显出来。如果有懂行的朋友问那高速巡航时电机还一直保持工作吗?请往下看。

 


问题3,,i-MMD凭啥子当“世界最强”? 


      每一台混动汽车,其核心部分除了电机和内燃机本身以外,还有一个决定性能的部分,功率控制系统(PCU),因为不论是切换工作状态,还是适应工作环境,都需要一个果断的指挥中心来做出正确的判断。而混动汽车的功率控制系统,其实就是你脚下电门的在动力总成上的一个反馈机构。当你或深或浅的踩下加速踏板时,高明的大脑可以通过判断你的意图来选择一个最好的动力输出方式。而混动雅阁i-MMD智能多模式驱动确实算的上一个聪明人了。 


 

      首先是行驶的姿态,我们把车辆在路上的工况定义3种,起步/低速阶段,加速阶段,巡航阶段,其对应的便是当PCU准确的通过加速踏板的反馈得到驾驶者意图后,会自动选择进入电动,混动,以及直接驱动的动力模式。


 


      除此之外,发动机除了在车辆停止,急加速,爬坡,高速巡航,和检测到电机组过热的情况下都会保持关闭状态。而电量主要是靠上述情况时为发动机电池组供电,以及制动和减速时能量的回收。



 

  

  由上图和表就可以清楚的看出本田的i-MMD模式中驱动用电动机的出场频率颇高,这套系统更突出电动机的高工作效率,只有在高速巡航模式下,内燃机才会直接驱动车轮。而高速巡航也正是电动机不擅长的领域(高转持续时间过长会导致电机过热,损耗较大),这种动力选择搭配无疑是明智的。

    

       而丰田THS的强油弱电恰巧原理和他相反,加速时电机和燃机同时高负荷驱动车轮势必会影响其经济性。并且虽然有电机弥补扭矩不足,但是过小的电机无法从根本上为阿特金森循环发动机带来扭矩上的显著提升。

 

 

 

 

    

      高速巡航时,基本是发动机通过离合器驱动车轮,如果必要是(提速)待机状态下的驱动用电动机会再次介入,同发动机一起驱动车轮。


      大部分时间由电机驱动车轮,发动机只驱动发电机供电的优点就是本文开头提到的电机的工作效率,以及不用考虑发动机低速扭矩后,阿特金森循环发动机带来的高燃油经济性。


问题4, 变速箱如何工作?


  想要实现三种模式之间的迅速切换,变速箱功不可没,这种称之为变速箱的机构实则只有两档,一为电机的单速变速器,其二为单一齿比(高速比)的发动机变速箱,只有在高速巡航时才会与车轮通过离合器相连。没有了丰田THS混动技术中用来结合驱动用电动机和内燃机动力的行星齿轮组,这种变速箱更为直接和简单。

 


性能


      后备箱中的锂电池容量为1.3kWh这在混动车型中已经不小,并且锂电池有着相较于镍氢电池更好的输出特性。


 


 

 

  美版雅阁Hybird上另外一个亮点就是放弃了原有的真空泵式刹车,转而采用带有刹车模拟系统的电子刹车,这套系统的目的是增强制动时对于能量的回收,就像我们平常驾驶电动车时松开油门感觉到的减速感觉一样,这套系统会在判断驾驶者有轻微的减速意图时开始轻微减速,并随着判断驾驶者减速意图的明显增大制动回收力度从而带来明显减速(比如靠近可视的交通信号灯或者障碍物)。这有点类似于手动挡轿车的发动机制动,即用档位变换来减速。不过当驾驶者猛踩刹车或者紧急制动时,原本的刹车将会迅速介入工作,将车稳稳刹住。

 

  既然是混动车,噪音的控制必然极为擅长

 


其他问题,至于七维空间下的虫洞问题,猫哥也是无能为力...不如去问问霍金?


 

 

  


 


 


      雅阁和凯美瑞天生就八字不合,从1代一直打到8代,如今混动技术两者也是先后推出,从数据表现上来看,雅阁确实略胜一筹,而且从理论上来说,混动雅阁的技术更为合理和现金,因为内燃机做工的时间短,其动力总成的工作效率就会被间接拉升。而凯美瑞强油弱电的组合虽然也可以达到节能的效果。但是动力上会有所劣势。 



 

 

 

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