混合动力汽车和自然吸气汽车在同排量的情况下,为什么...
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如果你对汽车参数非常熟悉的话,就会发现同样排量,纯汽油版与搭载了混动系统的发动机,马力和扭矩都会有所变化。混动系统通常都会看起来更弱一些。通过混合动力模式在参数上达到2.4L发动机同等的效果。
为什么会有这样的设计?有哪些因素会导致发动机的动力输出产生差异?

今天的文章里,康明斯高级BMS工程师木村就会和大家聊聊:

“混合动力汽车和自然吸气汽车在同排量的情况下,为什么马力有差别?”





这个是丰田普锐斯的结构图,这就是传说中的混合结构,并联加串联。

其中的动力分配组件其实就是一个行星齿轮,加减速机构,如下图实物所示。



也是丰田引以为豪的无极变速,两个电机加发动机,真的是无极变速啊。

这个结构很简单,很逆天,机械之美得到充分的体现,丰田申请了专利,所以国际上任何一家汽车公司想研发混合动力绕开丰田的专利是灰常困难的,国内除外,你懂的。

图一中MG1和MG2是两个永磁同步电机

MG1是驱动电机接行星齿轮的齿圈,MG2是发电机接行星齿轮的太阳轮,发动机接行星架,然后经过减速机构输出给前轴。



发动机,发电机和驱动电机的功率和转速与输出到轴上的功率与转速是什么样的关系,有公式推导,定性的分析一下。



起步和倒车的过程中,车速比较慢,不需要出车特别大的功率,这个时候只靠纯电机驱动就可以。

这里需要强调的是

在起步过程中,如果ECU判断你踩下的油门幅度比较大,认为驾驶员想要更大的加速度,发动机也会介入,这个时候输出轴的功率就是电机和发动机的某种叠加,不是简单的发动机功率+驱动电机功率。

为什么普锐斯和福克斯同样是1.8排量马力有差别

锐斯的发动机是阿特金森循环的发动机;

阿特金森/米勒循环发动机的特性主要有两点:

独特的进气方式让低速扭矩很差;

长活塞行程不利于高转速运转。

在低速时,本来就稀薄的混合气在“反流”之后变得更少,这让该类发动机低速扭矩表现很差,用于车辆起步显然动力不够。

而较长的活塞行程确实可以充分的利用燃油的能量,提升经济性,但也因此限制了转速的升高,加速性能也变差。

在民用车上,为了平衡,通常行程与缸径两个数据是接近的。

这导致阿特金森/米勒循环发动机“升功率”这个性能指标会很低,1.8L引擎的输出仅有98匹/14.5Kgm,与奥托循环1.8L(福克斯)发动机相比,性能参数差距太大,作为汽车动力系统没有竞争力。


「1-2-3-4为传统发动机PV图 6-2-3-5为阿特金森/米勒循环」

较长的活塞行程确实可以充分的利用燃油的能量,提升经济性,但也因此限制了转速的升高,加速性能也变差,并且“升功率”这个性能指标会很低。

而追求性能,尤其是追求高速性能的赛车发动机,往往行程与活塞直径的比值会很低。

在民用车上,为了平衡,通常行程与缸径两个数据是接近的。

由于普锐斯有两套动力系统电机发动机,最后加速度不一定比福克斯差。

比亚迪秦为例,100公里加速度达到逆天的5.9s,秦纯靠它那2.0L的发动机是绝对达不到的。



加速和上坡,发动机和电机共同作用,二者的功率非线性叠加到输出轴。

也就是ssss店的跟你说的普锐斯是1.8发动机加0.6的电动机,能达到2.4排量的动力,这句话定性是对的,定量是错的。

参考资料:
丰田普锐斯混合动力工作原理

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