汽车新技术配置-4复合 动力
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2020/11/23
汽车新技术配置4复合动力
第4章 复合动力系统
4．1复合动力系统概 述
4．1．1复合动力系 统概况及功能 4．1．2丰田复合动力 系统的构造与作用 4．1,3丰田新一代复 合动力系统THS-C
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丰田复合动力系统的构造与作用
二、THS的构造-- 1．高效率汽油发动机 (3)点火系统方面
采用丰田直接点火系统： 线圈装在各缸火花塞上，各缸点火线圈上方均有点火器，：
无高压线的干扰，如图４.8所示。点火正时精确，且不必 对正点火正时，COROLLAALTIS也已采用
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丰田复合动力系统的构造与作用二、
THS的构造--- 1．高效率汽油发动机 (1)发动机本体方面
n ①采用阿特金森循环：为热效率很高之循环， n 马自达汽车闻名于 世的米勒循环发动机，就是阿特金
森循环改良后的实际应用例。 n 高燃油效率阿特金森循环发动机只在燃油经济性良好的
状态下才运转， n 其燃油效率比传统式发动机大幅提升80％，加上减速与
制动时能源回收再生所提升的20%燃油效率，总计100％， 与传统式汽油发动机比较，有二倍的省油性。 n 此发动机在日本10~15Mode形态测试下， 油耗为28km／L，约为丰田汽车其他1.5L AT汽车的两倍。
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丰田复合动力系统的构造与作用
三、THS的作用
2．一般行驶时：并联式驱动方式 发动机的动力由动力分配机构分成两个传动路线，如图4．14所示。“B”传
动路线直接驱动车轮；‘C’’传动路线则是带动发电机发电，以此电力使电机 辅助驱动车轮。两者间的分配比例由电脑控制，以达到最佳的效率。。
也就是说发动机的动力 是经由机械与电力 这两 条路线传达，可当做无 级变速器使用。
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丰田复合动力系统的构造与作用
二、THS的构造---2．复合动力驱动变速箱
(1)动力分配机构 动力分配机构使用行星齿轮，
其构造如图4．10所示。 发动机的动力传达到直接连结
⑥正时链条：采用8mm间距的滚柱 式链条，使发动机简小化
利用机油喷嘴喷油润滑，以达到噪 声小，及使用寿命延长的目的，如 图4．6所示，COROLLAALTIS也已 采用。
⑦偏置式曲轴：曲轴中心线向动 力冲
击面偏置，距气缸孔中心线12mm， 以减少最大燃烧压力时的侧推力， 且低转速与低负荷时的最大压缩压 力也可获得改善。
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丰田复合动力系统的构造与作用
二、THS的构造---1．高效率汽油发动机
n 1．高效率汽油发动机：为1,500mL直列四缸DOHC汽 油发动机，压缩比13．5：1，最高转速4,000r／min，最 大转矩10．4kg·m／4,000r／min，最大功率43kW／ 4,000r／min。
n 都是各汽车厂积极研发的复合动力汽车。
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复合动力系统概况及功能
n 3．复合动力系统又称混合动力系统，以汽油发动 机或柴油发动机与电动机系统的组合，解决使用 蓄电池行驶距离太短的问题，及大量减少油量消 耗，并降低排气污染。，现在已经实用化，复合 动力汽车已量产在道路上行驶了。
门间隙时必须更换不同厚度的气门挺杆，以每 0．02mm为一单位，总共有35种不同尺寸的气门 挺杆可供选择，COROLLAALTIS已采用。
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丰田复合动力系统的构造与作用二、
THS的构造-- 1．高效率汽油发动机 (1)发动机本体方面
④进排气门夹角：进排气门夹角缩小，为33．5‘，可缩小气缸盖尺寸，及获得 较佳的进气效率，
①电子控制式节气门：以电机经齿轮，以驱动节气门的开闭。 ②4孔喷油器：以达到高雾化的效果。 ③燃油系统无回油管设计：压力调节器装在油箱内，可简化管路，减少零件数
量；并采用低耗电式油泵，节省电力， 如图4．7所示，COROLLAALTIS也已采用 ④空气流量计：热线式，外壳塑胶制，质量非常轻，嵌入在空气滤清器的下方
一、THS的基本组合
1．搭配小型 汽油发动机的 复合动力系统 的基本组 合．分为串联 式、并联式与 并联式搭配串 联式之复联式 等三种方法。
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丰田复合动力系统的构造与作用
一、THS的基本组合
搭配小型汽油发动机的复合动力系统的基本组合．。 串联式复合动力系统的组合:(如图4．2所示) 由发动机、发电机、电机、蓄电池及变流器等组成。汽油发动机只用
的行星齿轮，通过小齿轮，分 配在环形齿轮与太阳齿轮上。 环形齿轮旋转轴与电机连接， 通过变速器将驱动力传递到车 轮。 太阳齿轮的旋转轴与发电机直 接连接。
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二、THS的构造---2．复合动力驱动变速箱
n (2)减速器：利用一对减速齿轮，以达到减速及 增强转矩的作用。
n 4．复合电动巴士采用排气量较小、效率高且 污染低的柴油发动帆，带动发电机发电，除输出 电力给电动机以驱动车轮转动外，还可以对蓄电 池组充电。
n 5．THS发动机与电机的组合，系利用彼此的优 点，并互补缺点，以期最低油耗与污染．且不失 其动力性能。
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复合动力系统概况及功能
1．省能源、减低C02排放量，汽车的发展的主要课题，如图4．1所示，为丰 田汽车公司生态环保汽车的研发主题，针对替代能源、柴油发动机、汽油发动 机、复合动力及电动汽车等‘个方向进行，复合动力为其中一项，并已在1997 年10月于日本市场推出丰田复合动力系统(THS)汽车，称为Prius，拉丁文意为 “领先”之意，整部汽车采用现代最新的汽车科技及材料，除了强调节省能源 及减低C02排放外，并且追求人车间之和谐，汽车与地球之融合，而不失驾驶 的乐趣与便利性。
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丰田复合动力系统的构造与作用
二、THS的构造---2．复合动力驱动变速箱
复合动力驱动变速箱以 动力分配机构与减速器 为主，但发电机与电机 也组合在一起，·如图 4．9所示。来自发动机 的动力由动力分配机构 分成两边，输出轴的这 一边为电机和车轮，另 一边与发电机连接。
⑧最高转速：限制在4,000r／ min，故
强度可比高转速发动机低，使用的 零件较小，质量较轻，如曲轴外径 较小，活塞环张力与气门弹簧力也 较弱，可减少许多摩擦损失。
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丰田复合动力系统的构造与作用
二、THS的构造-- 1．高效率汽油发动机 (2)汽油喷射系统方面
n (4)车辆起步或加速时蓄电池放电，减速或 制动时蓄电池充电，充放电作用不断反复 进行。
n 当蓄电池电力不足时，Hybrid ECU通知ECM， 使节气门开度大些，增加发动机动力能至 蓄电池充电所需要值。
n HybridECU精确控制蓄电池充放电的时机, 蓄电池电容量被控制在60％左右，稳定使 用蓄电池的结果，使蓄电池的可靠性及耐 久性提高
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三、THS的作用
1.起步与轻负荷时：串联式驱动方式。 起步、极低速行驶或缓慢下坡时等发动机效率较差的范围时，切断燃
料供应，使发动机停止运转，改由蓄电池供给电力，使电机驱动车轮 行驶。如图4．13所示的“A”传动路线。
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蓄电池内每组有6个1．2V的小 电池串联在一起，共有40组， 分装在二个蓄电池架上串联一 起，总电压为288V，
如图4．12所示。在两个固定器 间有维修插头，当高压电路检 修时， 拔除维修插头，以维护 工作安全‘
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丰田复合动力系统的构造与作用
二、THS的构造--- 4．蓄电池
n (3)电机：电机采用交流永久磁铁式，与直流电 机以及交流诱导电机比较，具有体积小且高效率 的特征。交流形的维修性比直流形高，还可以当 做发动机的辅助动力来源，
n 在某些运转条件下，可以当做发电机使用。电机 的驱动电压为288V。
n (4)发电机：发电机与电机一样是交流永久磁铁 式。作为蓄电池充电与电机驱动用电力的发电机， 也可以当做发动机起动用的起动电机。
丰田复合动力系统的构造与作用二、
THS的构造----- 1．高效率汽油发动机 (1)发动机本体方面
n ②VVT-i：智慧型可变气门正时系统， n 进气门正时在曲轴角度40‘内连续可变，达到省 n 油、低污染，低、中转速转矩提高等优点，
COROLLA ALTIS已采用。 n ③气门挺杆：采用轻量化无垫片式，因此调整气
如图4．5所示，COROLLAALTIS也已采用。 活塞顶面形状设计成斜面挤压式形状，挤压斜面沿燃烧室壁倾斜 ,能改善进气流速，及造成强大涡流； 如图4．5所示，COROLLAALTIS也已采用。
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丰田复合动力系统的构造与作用二、
THS的构造--- 1．高效率汽油发动机 (1)发动机本体方面
来带动发电机，发出的电力使电机驱动车轮。因此可采用小功串的发 动机，且可在效率最佳的定速下运转，使车辆一边行驶，一边有效率 的充电。
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