省油的秘诀,解析全新一代卡罗拉混动系统

全新一代一汽 丰田卡罗拉于8月9日正式上市,作为一款常年混迹于销量榜前三名的国民家轿,新车一上市就引起了人们的关注。作为丰田的产品,关注度最高的当然是“双擎”版车型。全新一代卡罗拉双擎版车型采用丰田第二代THS(Toyota Hybrid System)系统,基于这套混动系统,卡罗拉可以说是将节能减排做到了极致。

丰田THS混动系统属于混联式混合动力系统,主要有汽油发动机、永磁交流同步电机、发电机、高性能金属氢化物电池盒以及功率控制单元组成。

全新一代卡罗拉双擎版本车型继续搭载代号为8ZR-FXE的1.8L自然吸气发动机,并且经过调整符合国六排放标准。这台1.8L自吸发动机采用阿特金森循环。阿特金森发动机的特点是在压缩冲程中推迟进气门的关闭,将少量的空气与汽油的混合物“推回”进气道进而达到“少吃饭,多干活”的效果。这种发动机相比常见的奥托循环发动机油耗可降低10%-20%左右。除此之外,反复冲刷进气道与节气门的汽油空气混合物可以有效地降低积碳的产生。

本着能量守恒定律“有多大本事干多少活儿”这一道理,阿特金森发动机虽然省油但却牺牲了低扭,这时丰田THS系统中的电机便弥补了阿特金森发动机的不足。丰田THS系统中有两台电机,分别是主要用于发电,必要时可驱动汽车的MG1,和主要用于驱动汽车的MG2。卡罗拉上所搭载的第二代THS系统中,MG1与MG2并联排布,进一步节省了横向空间的占用。

整套系统中,MG1、发动机输出轴、MG2被连接到一套行星齿轮机构中。MG1与中央的太阳轮相连,发动机输出轴与中间层的行星架相连,MG2与最外层的齿圈相连。在行星齿轮中通过固定相应部件达到动力分配的效果,整套行星齿轮机构代替了变速箱,由于动力分配不存在中断现象,整个过程极为平顺,厂家为其起了个符合身份的名字——E-CVT。


卡罗拉双擎版车型行驶模式大体分为两种,纯电和混动。纯电模式非常好理解,当电池组电量充足,且车辆不需要过多动力时,系统会进入纯电行驶模式,这也就是为什么卡罗拉双擎越堵越省油的原因。在纯电模式下,MG2带动齿圈从而驱动车轮,而此时发动机停转,中间层的行星架处于固定状态,最内侧的太阳轮空转。



混动模式又可以细分为三大类。当驾驶员逐渐增大油门开度时,系统侦测到需要更多动力时,MG1连接太阳轮转动,带动与行星架相连的发动机曲轴转动,为发动机提供启动力。当发动机完全启动后,一部分动力用于直接驱动车辆另一部分动力驱动行星架进而带动与太阳轮相连的MG1,此时MG1发电,电流经过逆变器总成传递给MG2驱动齿圈,从而辅助驱动车辆。

在以上情况下,当发动机动力过剩且电池组处于未饱和状态下,MG1发出的电流将有一部分储存至电池组,剩余部分依旧驱动MG2。

当车辆需要更强动力时,如负重、爬坡、超车等情况下,电池组将为MG2供电,与MG2相连的齿圈加速运转,车辆获得最强的动力。

当车辆减速、刹车时,系统将进行动能回收。动能回收时发动机停转,车轮驱动MG2,此时MG2发电将电能传输给电池组。

以上多种工况全部由一套行星齿轮机构完成,这套纯粹的机械结构不仅紧凑、轻便、可靠,并且达到了纯电动汽车级别的平顺。有利必有弊,由于没有传统意义上的变速箱,再加之阿特金森发动机在高转速情况下节能效果下降,卡罗拉双擎版本车型在长时间高速行驶状态下油耗并不吃香。并且在超过一定速度后,MG2电机将会超速停机,此时车辆将相当于一个拥有固定挡位的1.8L自吸车辆,油耗上涨在所难免。

全新一代卡罗拉在第二代THS系统的基础上还升级了全新的动力控制单元,使损耗进一步降低。新一代车型的百公里综合油耗将降至4L,对于节能、省油,丰田在这台A级家轿上做到了极致。


在城市化加速、油价飘忽不定的大背景下,消费者会在不改变自己用车习惯的前提下优先考虑经济车型,这时卡罗拉双擎等混动车型无疑成了最大的赢家。

本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
车系: 卡罗拉
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