◆文/江蘇 高惠民

雙擎卡羅拉THS技術(shù)解析
——構(gòu)造篇(三)

◆文/江蘇 高惠民

高惠民

(本刊編委會委員)

現(xiàn)任江蘇省常州外汽豐田汽車銷售服務(wù)有限公司技術(shù)總監(jiān)，江蘇技術(shù)師范學(xué)院、常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程運(yùn)用系專家委員，高級技師。

(接上期)

將永磁鐵V型置于電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)，通過一極下由兩塊混合充磁的永磁體共同作用實現(xiàn)勵磁，可有效增加氣隙磁通，減少漏磁(充磁更集中)，以及利用轉(zhuǎn)子的凸極效應(yīng)與定子繞組所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩提高電機(jī)的輸出扭矩(圖18)。

圖18 電機(jī)MG轉(zhuǎn)子永久磁鐵布置

MG1電機(jī)主要用作發(fā)電機(jī)，為MG2驅(qū)動車輛提供電能并對HV蓄電池充電。此外，啟動發(fā)動機(jī)時，MG1用作啟動機(jī)。MG1電機(jī)定子采用集中繞組型線圈，使電機(jī)端部繞組較短，銅耗量顯著減少，結(jié)構(gòu)更加緊湊。

MG2主要作用是利用MG1和HV蓄電池提供的電能，以電動機(jī)模式運(yùn)行驅(qū)動車輛，此外，在減速過程中MG2用作發(fā)電機(jī)對HV蓄電池充電，并提供再生制動能量。MG2采用分布繞組型線圈能使定子繞組生產(chǎn)理想的正弦波磁通勢，降低高次諧波，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。

2.解析器(電機(jī)轉(zhuǎn)速/位置傳感器，圖19)：為了使電機(jī)能夠從恒扭矩到恒功率運(yùn)行，采用磁場定向矢量控制方法，必須精確確定轉(zhuǎn)子的磁極位置和轉(zhuǎn)速，解析器承擔(dān)了此項任務(wù)。解析器的結(jié)構(gòu)是旋轉(zhuǎn)變壓器形式。由勵磁線圈、檢測線圈S、檢測線圈C和一個橢圓形的轉(zhuǎn)子(與 MG 轉(zhuǎn)子作為一個單元一起旋轉(zhuǎn))組成。檢測線S的+S和-S相互偏離90°。檢測線圈C的+C和-C也以同樣的方式相互偏離。線圈S和C相互分離45°。

圖19 電機(jī)MG解析器構(gòu)造及原理

當(dāng)恒頻交流電輸入勵磁線圈，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上旋轉(zhuǎn)變壓器的橢圓形轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，與旋轉(zhuǎn)變壓器定子之間的間隙發(fā)生變化，因此在檢測線圈S和C中互感出恒頻的感應(yīng)電動勢。MG ECU利用線圈S和C的峰值差異計算轉(zhuǎn)子的絕對位置。并且根據(jù)在指定時間內(nèi)轉(zhuǎn)子位置的變化量計算旋轉(zhuǎn)速度。

3.復(fù)合齒輪裝置：復(fù)合齒輪裝置由動力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)和電動機(jī)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)組成。動力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪齒數(shù)30齒，齒圈齒數(shù)78齒，電動機(jī)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪齒數(shù)22齒，齒圈齒數(shù)58齒(圖20) 。

通過采用2套行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒圈和中間軸主動齒輪及駐車鎖止齒輪做成一體的復(fù)合齒輪，使復(fù)合齒輪裝置的結(jié)構(gòu)更為緊湊和輕量化。動力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽齒輪連接至 MG1、行星齒輪支架連接至發(fā)動機(jī)、齒圈連接至復(fù)合齒輪(車輪)。電動機(jī)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽齒輪連接至MG2、齒圈連接至復(fù)合齒輪(車輪)。行星齒輪支架固定至傳動橋外殼。2套行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒圈組合在一起(圖21)。

與上一代豐田混合動力驅(qū)動電機(jī)MG2相比較，雙擎卡羅拉驅(qū)動電機(jī)MG2通過電動機(jī)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)，降低了MG2的轉(zhuǎn)速，從而使得緊湊、輕量的電動機(jī)產(chǎn)生較大的扭矩。復(fù)合齒輪裝置傳動速度和扭矩輸出可以用行星齒輪傳動列線圖來表示(圖22)。

4.傳動阻尼器：混合動力車輛在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)停止或啟動瞬間，會產(chǎn)生發(fā)動機(jī)扭轉(zhuǎn)振動，而在傳動裝置結(jié)構(gòu)上又取消了液力變矩器的液力減振作用，因此，在雙擎卡羅拉發(fā)動機(jī)與傳動橋之間安裝了傳動阻尼器(圖23)。

傳動橋阻尼器減小了發(fā)動機(jī)傳輸動能時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動力矩。同時在車輛振動控制方面增加了發(fā)動機(jī)扭矩脈沖補(bǔ)償控制程序。降低發(fā)動機(jī)與傳動橋減速機(jī)構(gòu)耦合的共振影響(圖24)。

圖20 復(fù)合減速齒輪結(jié)構(gòu)及齒輪齒數(shù)

圖21 復(fù)合齒輪裝置動力分配連接及傳動過程

圖22 動力分配與電動機(jī)減速行星齒輪減速機(jī)構(gòu)傳動比計算圖

圖23 混合傳動橋阻尼器結(jié)構(gòu)安裝位置

圖24 發(fā)動機(jī)扭矩脈沖補(bǔ)償控制框圖

5.傳動橋油泵：機(jī)械油泵采用余擺線型油泵，內(nèi)置于混合動力傳動橋內(nèi)(圖25)。由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，壓力潤滑各部齒輪。另外傳動橋還通過減速齒輪旋轉(zhuǎn)，使集油箱內(nèi)潤滑油甩油潤滑齒輪，減小機(jī)械油泵運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)載。

圖25 傳動橋機(jī)油泵結(jié)構(gòu)

(全文完)