◆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)師范學院、常州機電職業(yè)技術(shù)學院汽車工程運用系專家委員，高級技師。

(接上期)

將永磁鐵V型置于電機轉(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)子的凸極效應與定子繞組所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩提高電機的輸出扭矩(圖18)。

圖18 電機MG轉(zhuǎn)子永久磁鐵布置

MG1電機主要用作發(fā)電機，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)動機時，MG1用作啟動機。MG1電機定子采用集中繞組型線圈，使電機端部繞組較短，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，以電動機模式運行驅(qū)動車輛，此外，在減速過程中MG2用作發(fā)電機對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，使電機運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。

2.解析器(電機轉(zhuǎn)速/位置傳感器，圖19)：為了使電機能夠從恒扭矩到恒功率運行，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MG解析器構(gòu)造及原理

當恒頻交流電輸入勵磁線圈，隨著電機轉(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.復合齒輪裝置：復合齒輪裝置由動力分配行星齒輪機構(gòu)和電動機減速行星齒輪機構(gòu)組成。動力分配行星齒輪機構(gòu)的太陽輪齒數(shù)30齒，齒圈齒數(shù)78齒，電動機減速行星齒輪機構(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合齒輪，使復合齒輪裝置的結(jié)構(gòu)更為緊湊和輕量化。動力分配行星齒輪機構(gòu)的太陽齒輪連接至 MG1、行星齒輪支架連接至發(fā)動機、齒圈連接至復合齒輪(車輪)。電動機減速行星齒輪機構(gòu)的太陽齒輪連接至MG2、齒圈連接至復合齒輪(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MG2相比較，雙擎卡羅拉驅(qū)動電機MG2通過電動機減速行星齒輪機構(gòu)，降低了MG2的轉(zhuǎn)速，從而使得緊湊、輕量的電動機產(chǎn)生較大的扭矩。復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)動機運轉(zhuǎn)停止或啟動瞬間，會產(chǎn)生發(fā)動機扭轉(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)動機扭矩脈沖補償控制程序。降低發(fā)動機與傳動橋減速機構(gòu)耦合的共振影響(圖24)。

圖20 復合減速齒輪結(jié)構(gòu)及齒輪齒數(shù)

圖21 復合齒輪裝置動力分配連接及傳動過程

圖22 動力分配與電動機減速行星齒輪減速機構(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)動機扭矩脈沖補償控制框圖

5.傳動橋油泵：機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，減小機械油泵運轉(zhuǎn)負載。

圖25 傳動橋機油泵結(jié)構(gòu)

(全文完)