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新款普锐斯致胜的奥秘:“身兼四职”的复合齿轮

信息来源:foioo.com  时间:2009-08-24  浏览次数:186

  无论是燃效还是价格,第三代普锐斯的首要关键无疑是混合动力系统。与第二代普锐斯相比,电机*与发电机的总成本减少了约3成。从内置电机的驱动桥来看,全长从384.5mm减少到了372mm,缩短了约10mm,重量也从109kg减轻到了88kg(1)。而且改进没有牺牲行驶性能。其加速能力相当于2.4L排量的普通车辆。
  *电机:实际上还可以通过再生制动作为发电机工作。即便称之为发电机,其实在高速行驶时会起到相当大的驱动作用。丰田把前者叫作MG2,把后者叫作MG1。
  “身兼四职”的复合齿轮
  与第二代相比,第三代普锐斯的最大改变在于电机上增加了减速器,转数从6400rpm提高到了13900rpm。这一改动对整个汽车都带来了影响。首先功率从上一代的50kW增加到60kW,但同时扭矩也从400N·m降低到了207N·m。电机的重量基本与扭矩成正比,因此,第三代普锐斯靠牺牲扭矩实现了相应的轻量化。
  电机的最高电压也从500V提高到了650V。因为提高电压后同等电流流通所需的线圈可以减细,所以有利于电机实现小型化和轻量化。通过降低扭矩、提高电压,电机用逆变器的额定电流从230A减少到了170A。
  减速器和650V电机均为丰田“EstimaHybrid”等其他混合动力车款已经采用的技术。目前混合动力车技术发展神速,如果等待普锐斯换代时采用就难免出现间隔过长的现象,因此,丰田的做法是在新近车型中随时采用新技术,在接受市场考验之后,再应用于其他车型。
  由于第二代普锐斯的电机没有配备减速器,因此,单纯追加的话会加大体积。为了腾出空间,第三代普锐斯改变了从最终减速器中获得转速的方法。
  以往获得转速使用的是链条。从轴方向来看,链轮与链条占有一定长度。而第三代将其改为了齿轮。动力分割机构与新增的减速机构均为行星齿轮构造。二者的内齿轮整合为一个大直径复合齿圈。只需在这个齿轮的外侧形成锯齿,利用其获得转速,就可以不再使用链条。内侧为减速器和动力分割机构,外侧为最终减速器的传导机构,沿轴方向可以共享空间。在轴方向上占有的长度也不会增加。
  复合齿圈的表面齿轮“身兼四职”,内侧为动力分割机构的内齿轮、减速机构的内齿轮,外侧为动力输出齿轮,以及与停车制动器相互咬合的齿轮。齿圈在热处理中容易变形,甚至无法忍受加工时的夹固,因此,如何维持齿面精度、以及如何低成本制造是该系统成立的关键。

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