青睞阿特金森循環(huán) 談雷克薩斯混動(dòng)技術(shù)

普銳斯 參考價(jià)：停售

查看參配 獲取底價(jià)

購(gòu)置稅優(yōu)惠 經(jīng)銷(xiāo)商報(bào)價(jià) 車(chē)主點(diǎn)評(píng)(2條)

自1997年第一款混合動(dòng)力汽車(chē)豐田普銳斯（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）問(wèn)世以來(lái)，混合動(dòng)力技術(shù)以其出色的燃油經(jīng)濟(jì)性成為各大汽車(chē)廠商搏擊的新戰(zhàn)場(chǎng)。這個(gè)領(lǐng)域從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)，因?yàn)殡姵丶夹g(shù)還沒(méi)有達(dá)到車(chē)輛全方位向純電驅(qū)動(dòng)過(guò)渡的成熟，混動(dòng)市場(chǎng)的爭(zhēng)議也越來(lái)越激烈。作為豐田的高端品牌，雷克薩斯自然不愿意孤獨(dú)。LHD混合動(dòng)力技術(shù)是其手中揮舞的利劍。發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)配合阿特金森循環(huán)，既能降低油耗，又能在動(dòng)力輸出上取長(zhǎng)補(bǔ)短，在混亂的混水江湖中占據(jù)了自己的一席之地。

●混合動(dòng)力系統(tǒng)的分類(lèi)

混合動(dòng)力系統(tǒng)可以根據(jù)混合程度的不同進(jìn)行分類(lèi)。雷克薩斯通常將混合動(dòng)力系統(tǒng)大致分為完全混合動(dòng)力系統(tǒng)和部分混合動(dòng)力系統(tǒng)。在車(chē)輛行駛過(guò)程中，全混動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)可以相互配合，但互補(bǔ)性不夠。與僅使用電動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力的部分混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，節(jié)油效率更顯著，這也是混合動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。雷克薩斯LHD混合動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)完全混合的系統(tǒng)。

提示:

我國(guó)常用的混合動(dòng)力系統(tǒng)按混合程度分為微混合動(dòng)力系統(tǒng):電機(jī)峰值功率與發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率之比≤5%。輕度混合動(dòng)力型:電機(jī)峰值功率與發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率之比為5%-15%。中混動(dòng)型:電機(jī)峰值功率與發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率之比為15%-40%。重混型:電機(jī)峰值功率與發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率之比大于40%。

當(dāng)然，混合動(dòng)力系統(tǒng)也可以根據(jù)動(dòng)力傳輸路線分為串聯(lián)、并聯(lián)和串-串聯(lián)三種類(lèi)型，區(qū)別很好。車(chē)輛行駛時(shí)，用串聯(lián)-串聯(lián)混合動(dòng)力中的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)給電池充電，再由電機(jī)帶動(dòng)車(chē)輛行駛。并聯(lián)混合動(dòng)力中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，電機(jī)僅作為輔助，在車(chē)輛起步加速時(shí)提供動(dòng)力。混動(dòng)-混合動(dòng)力系統(tǒng)是兩者的結(jié)合，既可以只由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以與發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，具有更大的靈活性。是的，雷克薩斯LHD混合動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)。

●左駕車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)的部件

在了解了雷克薩斯LHD處于什么樣的混動(dòng)系統(tǒng)之后，我們來(lái)簡(jiǎn)單了解一下這個(gè)系統(tǒng)的組成部分。很多人可能認(rèn)為混合動(dòng)力系統(tǒng)很神秘，但它的結(jié)構(gòu)并不是很復(fù)雜。LHD混合動(dòng)力系統(tǒng)包括一臺(tái)帶阿特金森循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)、功率分配器、電能轉(zhuǎn)換器、功率控制單元、電池和兩臺(tái)電機(jī)，其中阿特金森循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)為驅(qū)動(dòng)車(chē)輛提供動(dòng)力。我想肯定有人會(huì)問(wèn)什么是阿特金森循環(huán)？這么尷尬的名字還真不知道所以。帶著這個(gè)問(wèn)題，我們繼續(xù)看。

●什么是阿特金森循環(huán)？

很多人在閱讀科技文章時(shí)會(huì)被各種不熟悉的名詞搞得暈頭轉(zhuǎn)向，其中原理更是深?yuàn)W晦澀。為了避免這個(gè)問(wèn)題，我們不妨開(kāi)門(mén)見(jiàn)山。與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)相比，阿特金森循環(huán)最大的特點(diǎn)是工作行程比壓縮行程長(zhǎng)，也就是我們常說(shuō)的膨脹比大于壓縮比。更長(zhǎng)的作功沖程可以更有效地利用燃燒后廢氣的殘余高壓，因此燃油效率高于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)。只要理解了這一點(diǎn)，阿特金森循環(huán)就會(huì)被理解70%。

阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)

眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程分為進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)階段。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)四個(gè)階段的活塞沖程是相同的。阿特金森循環(huán)如何使壓縮和做功階段的行程不同？1882年，阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)首次引入時(shí)，是通過(guò)復(fù)雜連桿的配合實(shí)現(xiàn)這一功能的。

“傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)占空比”

“模擬阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)”

但是隨著時(shí)間的推移，再次使用如此復(fù)雜的結(jié)構(gòu)顯然是不現(xiàn)實(shí)的，但是它的節(jié)油特性滿(mǎn)足了目前人們的需求。因此，雷克薩斯發(fā)動(dòng)機(jī)采用氣門(mén)相位調(diào)節(jié)器來(lái)控制進(jìn)氣門(mén)的延遲關(guān)閉，而不是復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)在進(jìn)氣沖程結(jié)束后保持開(kāi)啟一段時(shí)間，使一部分吸入的混合氣再次噴出，更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比的效果，模擬了阿特金森循環(huán)工況。

可能有些人不明白為什么這樣會(huì)省油。我們可以簡(jiǎn)單解釋一下。對(duì)于同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，膨脹比越大，做功沖程越長(zhǎng)，同一種燃料發(fā)出的能量利用得越充分。然而，膨脹比越大，壓縮比越高，這可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。因此，偷偷吐出一點(diǎn)氣體，可以在不增加壓縮比的情況下，增加膨脹比，延長(zhǎng)做功沖程，使燃燒散發(fā)的能量得到充分利用。

●為什么阿特金森循環(huán)工況可以迎合混合動(dòng)力汽車(chē)？

為什么混合動(dòng)力汽車(chē)對(duì)阿特金森循環(huán)情有獨(dú)鐘？原因很簡(jiǎn)單。首先，混合動(dòng)力汽車(chē)的首要目的是節(jié)省燃油，這與阿特金森循環(huán)完全一致。其次，混合動(dòng)力汽車(chē)除了發(fā)動(dòng)機(jī)之外還配備了電動(dòng)機(jī)，可以彌補(bǔ)阿特金森循環(huán)的性能缺陷，使其不會(huì)因自身缺陷而被放棄。那么阿特金森循環(huán)有哪些缺陷呢？

首先，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣門(mén)晚關(guān)時(shí)已經(jīng)稀薄的混合氣會(huì)變少，導(dǎo)致低速扭矩差，車(chē)輛起步時(shí)動(dòng)力明顯不足。沒(méi)有人希望自己的車(chē)一啟動(dòng)就被扔出去，廠家自然也不想被人嗤之以鼻。

其次，雖然阿特金森循環(huán)的活塞行程較長(zhǎng)，可以充分利用燃燒產(chǎn)生的能量，使車(chē)輛更加省油，但同時(shí)也限制了轉(zhuǎn)速，使加速性能變差，“動(dòng)力增加”的指標(biāo)會(huì)很低。這也讓人們很難接受。

由此可見(jiàn)，只能在中速發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的阿特金森循環(huán)無(wú)疑處于尷尬境地，城市地區(qū)的交通擁堵更是雪上加霜。然而，配備混合動(dòng)力汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)正好彌補(bǔ)了它在這方面的缺陷。發(fā)動(dòng)機(jī)低速行駛時(shí)，車(chē)輛由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)高速行駛時(shí)，由電動(dòng)機(jī)輔助，可以充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。目前，一些常規(guī)動(dòng)力汽車(chē)還利用延遲噴射功能，使發(fā)動(dòng)機(jī)在某些工況下模擬阿特金森循環(huán)，以提高節(jié)油效果。

●鏟運(yùn)機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作過(guò)程

系統(tǒng)的組成部分清晰，工作過(guò)程也容易理解得多。同樣，如果像教科書(shū)一樣深究下去，恐怕又會(huì)陷入眼花繚亂的窘境，所以還是流行起來(lái)吧，讓大家都明白系統(tǒng)什么時(shí)候在做什么。

我們把車(chē)輛的行駛狀態(tài)分為起步和低速行駛、正常行駛、全加速、減速和制動(dòng)四種情況。車(chē)輛在低速起步行駛時(shí)，處于純電動(dòng)模式，僅由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以降低車(chē)輛的油耗和排放，解決阿特金森循環(huán)低速扭矩不足的問(wèn)題。正常行駛時(shí)，車(chē)輛由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳。在全加速過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)為車(chē)輛提供最大的動(dòng)力輸出，使車(chē)輛具有良好的加速性能。在減速制動(dòng)時(shí)，動(dòng)力回收系統(tǒng)會(huì)將減速制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量回收再生，通過(guò)電機(jī)給電池充電，進(jìn)一步降低油耗。當(dāng)然，整個(gè)過(guò)程不需要人工干預(yù)，電源控制單元PCU完全可以處理。

此外，對(duì)于混動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁動(dòng)力只是其自身的使命之一，如何高效地將動(dòng)力傳遞給車(chē)輪是判斷其好壞的另一個(gè)關(guān)鍵因素。雷克薩斯LHD混動(dòng)系統(tǒng)還配備了ECVT電子無(wú)級(jí)自動(dòng)變速箱，在這方面與傳統(tǒng)汽車(chē)不同。這款變速箱集成了一套行星齒輪組來(lái)管理LHD混動(dòng)系統(tǒng)中兩個(gè)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力分配，并采用AI-shift Control，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)速比滿(mǎn)足節(jié)油需求，同時(shí)整個(gè)過(guò)程沒(méi)有頓挫感，動(dòng)力傳遞效率更高。

● LHD混合動(dòng)力系統(tǒng)模型

目前，搭載LHD混動(dòng)系統(tǒng)的雷克薩斯車(chē)型包括CT200h、ES300h、GS450h/300h、RX450h和LS600hL。這些車(chē)輛的油耗明顯低于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)，但動(dòng)力性能并不遜色。不用說(shuō)，自然是油電協(xié)同工作的結(jié)果。

編輯摘要:

雷克薩斯LHD混動(dòng)系統(tǒng)采用了阿特金森循環(huán)的電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)組合，通過(guò)高效的控制和傳動(dòng)系統(tǒng)，可以將油耗保持在比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車(chē)更低的水平，動(dòng)力性能互補(bǔ)。在混合動(dòng)力汽車(chē)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，它有自己的一席之地。但是，技術(shù)的發(fā)展不會(huì)停滯，廠商之間的激烈爭(zhēng)斗還會(huì)日復(fù)一日地持續(xù)下去。在激烈的優(yōu)勝劣汰競(jìng)爭(zhēng)中，我們還是不知道雷克薩斯LHD混動(dòng)技術(shù)會(huì)有什么新的變化來(lái)適應(yīng)潮流。然而，無(wú)論技術(shù)如何發(fā)展，滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求是其最終目標(biāo)。