丰田双擎无离合器,为何比CVT更平顺_机械天才的降维打击

很多人第一次开丰田的双擎混动车,都会有一种很奇妙的感觉,特别是那些开惯了传统汽油车的人,这种感觉会更加强烈。

你轻轻踩下油门,车辆就悄无声息地滑了出去,整个过程顺滑得不像话。

在市区里走走停停,跟车的时候,它不会像一些自动挡车那样有往前“窜”一下的感觉,动力输出特别线性,你脚上用多大的力,车就给你多大的回应,不多也不少。

丰田双擎无离合器,为何比CVT更平顺_机械天才的降维打击-有驾

就算是在高架上需要急加速超车,一脚油门踩到底,你也只能听到发动机的声音在高亢起来,但车身感觉不到任何换挡带来的冲击感,动力就像一条源源不断的溪流,持续地把你往前推。

这种体验,甚至比很多以平顺著称的CVT无级变速箱还要顺滑。

这就让很多人纳闷了,CVT好歹是靠钢带传动的,理论上没有挡位,已经够平顺了,丰田这套系统是怎么做到比它还顺的?

更让人想不通的是,如果你把这套系统拆开看,会发现里面连个离合器都没有。

这就奇怪了,没有离合器,发动机的动力是怎么传递给车轮的?

又是怎么做到在不同速度下平稳运行的呢?

这背后其实没有所谓的“魔法”,而是一套构思极其巧妙的纯机械设计,堪称是机械工程领域的一次“降维打击”。

要弄明白丰田双擎为什么这么平顺,我们得先聊聊我们平时开的那些车,它们的顿挫感究竟是从哪来的。

不管是我们常见的AT自动变速箱,还是前些年很火的双离合变速箱,甚至是CVT变速箱,它们在结构上都有一个共同点,那就是动力在从发动机传递到车轮的过程中,总会有“中断”或者“打滑”的可能。

就好比你在搬东西,AT和双离合变速箱换挡,就像是你需要把手里的箱子换一只手拿,哪怕你动作再快,也总有那么零点几秒,箱子是悬空的,这个“悬空”的瞬间,就是动力的中断,反映在车上就是顿挫感。

AT变速箱每升一个挡或降一个挡,里面的离合器就要断开一次,再结合一次,这个过程再快,动力也会断一下。

双离合变速箱虽然聪明一点,准备了两套离合器,一套管奇数挡,一套管偶数挡,提前预备好下一个挡位,但它在低速堵车时就容易犯迷糊,电脑搞不清楚你到底是想加速升到二挡,还是想减速回到一挡,两套离合器在切换的边缘反复横跳,就会产生来回拉扯的感觉,顿挫感反而更明显。

至于CVT变速箱,它虽然没有固定挡位,靠一根钢带在两个锥形轮上滑动来改变传动比,理论上很平顺。

但它的问题在于,动力是靠钢带和锥轮之间的摩擦力来传递的。

丰田双擎无离合器,为何比CVT更平顺_机械天才的降维打击-有驾

当你突然深踩油门,需要很大动力的时候,就像你用手去快速转动一个很重的砂轮,手可能会在上面打滑一下才能带动它,这个“打滑”的瞬间,就会产生一种“拉扯感”,车子会先“愣”一下再冲出去。

理解了这些“顿挫”的根源,再来看丰田的设计,你就会发现它的思路有多么高明。

丰田的工程师们想:既然动力中断或者打滑是顿挫的罪魁祸首,那我干脆设计一套系统,让动力从始至终都不要断开,不就行了?

于是,那套被称为“动力分流装置”的行星齿轮组就诞生了。

这套装置的核心,就是一套由三个主要部分组成的齿轮结构,它们分别是位于中心的“太阳轮”,围绕着太阳轮转动的一圈“行星轮”(固定在行星架上),以及最外层的“齿圈”。

这三个部件从造出来的那一刻起,就互相紧紧地咬合在一起,永远不会分开。

这套系统里,发动机连接的是中间的“行星架”,一台主要用来发电和调速的小电机(MG1)连接的是中心的“太阳轮”,而另一台功率更大、主要负责驱动车轮的大电机(MG2)和车轮则一起连接在最外层的“齿圈”上。

你看,发动机、两台电机、车轮,这几个关键部件通过一套永不分离的齿轮被“锁”在了一起。

这套系统的绝妙之处就在于,它把发动机变成了一个可以灵活调度的动力源,而不是直接死板地控制车速。

举个最简单的例子,当你起步的时候,发动机可以完全不工作,电池供电给大电机MG2,MG2直接带动外层的齿圈转动,车子就平顺地开动了,整个过程就像开一辆纯电动车,安静又顺滑。

当车速提起来,需要发动机介入了,发动机启动后开始带动中间的行星架转动。

这时候,神奇的事情发生了。

发动机的转速,和最终车轮的转速,不再是硬性的关联。

行车电脑可以通过控制中心那个小电机MG1的转速,来自由地“分配”发动机的动力。

比如,在匀速行驶时,发动机可能保持在最省油的转速(比如1500转)上稳定运转,它的一部分动力通过齿轮直接驱动车轮,另一部分动力则被小电机MG1吸收去发电,存到电池里。

丰田双擎无离合器,为何比CVT更平顺_机械天才的降维打击-有驾

整个过程就像一个水库,发动机是上游来的水,一部分水直接流向下游(车轮),另一部分水被抽到旁边的蓄水池(电池)里备用,而控制这一切的就是MG1这个“水泵”,它的抽水速度可以任意调节。

当你需要急加速时,情况就更有意思了。

你一脚油门下去,行车电脑立刻发出指令,电池里储存的电能会瞬间涌向那个大电机MG2,让它爆发出强大的扭矩,直接驱动车轮。

与此同时,发动机也会被“唤醒”,转速迅速攀升,它产生的动力也通过行星齿轮组叠加到车轮上。

最关键的是,发动机的动力和电机的动力是在这套齿轮里“物理混合”的,它们像两股水流汇合到一处,共同推动车轮前进,整个过程无缝衔接,没有任何动力切换的断层。

发动机的转速可以从1000转线性地拉升到4000转,而车轮的速度也随之平滑地从低速提升到高速,你感觉到的就是一股绵密而持续的推力。

这就是为什么丰田双擎开起来感觉动力随叫随到,又异常平顺的根本原因:它用一套纯机械的齿轮结构,实现了发动机和电机的完美协作,从物理上消除了顿挫产生的可能。

对比之下,丰田这套E-CVT(电子无级变速,但和传统的CVT完全是两码事)的可靠性也远超传统CVT。

CVT靠摩擦力传动,天生就怕大扭矩,时间长了钢带磨损也是个问题。

而行星齿轮是硬碰硬的齿轮咬合,能承受的扭矩要大得多,而且结构强度极高,这也是为什么我们能看到那么多跑了六七十万公里的丰田双擎出租车,动力系统依然平顺如初,几乎不需要维修。

上海就有出租车公司的数据显示,他们的凯美瑞双擎车队,在经过几十万公里的高强度运营后,动力平顺性几乎没有衰减,其可靠性得到了最严苛的验证。

当然,技术是在不断进步的。

丰田的这套混动系统开创了一个时代,而如今,我们中国的汽车品牌也在这条路上走出了自己的特色。

比如以比亚迪DM-i为代表的国产混动技术,也采用了类似的“以电为主”的核心思路,同样实现了极佳的平顺性和燃油经济性,甚至在很多方面,如纯电续航和智能化体验上,已经实现了超越。

这说明,这种摆脱传统变速箱束缚的混动技术路线是完全正确的,而中国汽车工业已经在这条赛道上,从追随者变成了引领者。

这不仅是技术的进步,更是我们国家工业实力提升的体现。

所以,当我们惊叹于丰田双擎那如丝般顺滑的驾驶感受时,我们赞叹的是这种精妙的机械智慧,同时也应该为我们自主品牌在这一领域的快速崛起而感到自豪。

0

全部评论 (0)

暂无评论