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新旧动力之间

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从技术的角度看,THS的确是有独到之处。但也存在着研发成本摊销不足的问题。丰田只有进一步提升THS产品的性价比,加快其在旗下产品中的普及率,通过THS产品总销量的提升来自行消化这一问题

作为2012年的全球汽车销量冠军,丰田的技术显然是不容忽视的。从产品知名度的角度看,丰田最拿得出手的东西,自然是它所倡导、并苦心经营多年的THS混合动力,目前已发展到了第二代。

独门绝技

与当年混合动力只有丰田、本田两家为主不同,现在的混合动力应该说是遍地开花了。欧系、美系,乃至咱们“中系”,都有不少混合动力车型推出。然而从技术结构来看,丰田的THS仍与全球主流的混动技术有着本质的不同。时至今日,THS仍可以看做是丰田的独门绝技。

很多人可能没有意识到,THS之所以与众不同既不是因为阿特金斯循环,也不是因为高功率电机,而是因为往往容易被人忽略的ECVT变速器及其对应的控制系统。正是这种独特的变速机构,将内燃机动力和电机动力以最佳的方式“混合”在了一起,实现了真正意义上的“混联”。这与其他混合动力只不过在传动系统中并进去一个电机动力是有很大不同的。

如果你觉得ECVT就是“电控”的CVT,那就大错特错了。ECVT与我们常说的锥形轮钢带/链条式的CVT没有任何关系。从硬件结构来说,ECVT其实非常简单,它的复杂程度可能也就相当于一台2AT变速器。然而它的构想却很妙,并且对控制系统的要求非常高。

ECVT其实就是一个最常规的行星齿轮组,并且只有一组。整个THS的动力单元,是由内燃机和两台电机共同组成的。行星齿轮组的外齿圈一边直通主减速器(然后到差速器、车轮),另一边与大功率电机相连。行星齿轮的太阳齿轮,与负责发电为主的小功率电机相连。行星齿轮的齿轮框架,则与发动机相连。如此,三个动力单元就通过这个行星齿轮组组合在了一起。通俗的说,ECVT是通过两个电机和发动机之间或反向、或同向的“用力”,来让驱动状况与发动机的转速匹配,最终达到无级变速的效果。

这种设计的妙处有以下几点:

一、没有动力衔接机构,即没有离合器,也没有液力变矩器,这样传动效率极高,可靠性也极高。

二、行星齿轮组的效率、扭矩承受力和可靠性,也是常规CVT所不能比的。

三、所有的变速过程均可以实现“纯电控”,“理论上”可以做到动力的最优化分配,将混合动力的潜质发挥到极致。除了经济性优势以外,这种设计通过程序的不同,还能获得多种多样的动力输出模式。

第三点所说的“理论上”,指的就是基于控制程序完美的情况下。而事实上,这是很难做到的(包括THS在内)。正是基于这个难度,它既成为THS的核心竞争力,同时导致了迄今为止效仿者寥寥。

细节上的量变

在新普锐斯上市的时候,丰田对于THS II做了大量的宣传。从基础原理来说,THS II相比THS并没有发生质变,但通过许多细节的量变,却达到了质变的效果:

一、例如通过发动机排量的提升,电机功率的提升,大大改善了动力性,而这是过去THS常受诟病的地方。

二、在混合“深度”方面,THS II也做得更好。除了电池容量和电机功率的提升以外,电机工作电压进一步调高至500V、发电机最大转速提高到10000转,这些都是提升混合深度的举措。

三、另外还有一项关键的改变,即控制程序的进步。这种进步就如同电脑的操作系统革新一般——永无止境,但每一次改变带来的实际效果都非常显著。

经过这些改进以后,丰田THS的优势就不仅仅是油耗低了,它还可以做到动力性更好、震动更小、静谧性更出色。正是基于这个特点,THS开始逐步被广泛应用于丰田旗下的车型。其中雷克萨斯品牌的车型已取得了不错的市场效果,而丰田品牌的车型由于成本和差价问题,市场表现仍乏善可陈。因此从目前看,THS II可以看做是丰田的“高端动力技术”,并显露出了一定的竞争优势。

传统动力

丰田其实是直喷技术的先行者。早在1998年,丰田就曾过装备D4直喷技术的发动机。这个时间比大众推出FSI的时间还要早,比“直喷鼻祖”三菱的GDi也仅仅晚了2年。遗憾的是,丰田的保守政策让它并没有在这个方向上大踏步的发展——此项技术在相当长的一段时间内仅在小范围内使用。

目前,丰田的D4已经进化到了D-4S。D-4S与常规的直喷不同,它除了缸内直喷的喷嘴以外,还在进气歧管内设计了一个喷嘴。在低负荷的情况下,发动机会先通过进气歧管喷嘴少量喷油,通过进气行程将稀薄的混合气吸入气缸,然后在压缩行程后再进行缸内直喷以实现顺利点火,最终实现分层燃烧。而高负荷情况下,就不用进行缸外喷射了,而是通过直喷实现均值燃烧。这种技术可以缓解一些直喷发动机的问题,可以看做是丰田的一个创举。

从涉足的时间和现有的技术来看,丰田在直喷领域其实是有话语权的。新装配在雷克萨斯IS、GS、LS等纵置平台车型的直喷六缸、八缸发动机,各方面都表现出了不错的竞争力。只可惜丰田的保守政策,让它至今仍仅限于高端专属。

相比THS、D-4S这些“高端动力”,丰田在普及型动力方面就乏善可陈了。尤其是目前尚在服役的1AZ(凯美瑞2.0L、RAV42.0L)、2AZ(RAV4 2.4L)发动机,以及与之匹配的4AT变速器,近乎已成为合资车中的垫底产品。

好在更新后的动力总成还是不错的。尤其以5AR(凯美瑞2.5)为代表。新发动机不光是采用了DVVT-i,更在于它全新的设计。即便在没有采用直喷、增压等技术的情况下,这款发动机依然可以获得184马力的最大功率和235牛米的最大扭矩,几乎能与通用的2.4L SIDI直喷机型持平,实际表现也远非老款的2AZ可比。而它与6AT组合后带来的经济性也相当可观——凯美瑞2.5L综合油耗7.8L,比2.0L的8.4L还好。

其他的,如ZR系列(卡罗拉、逸致、雅力士所配机型),实际表现也不错。新RAV4的2.0L发动机不会像凯美瑞那么“守旧”,它会更换为新的6ZR发动机。这款发动机大体上与之前的卡罗拉2.0L相当,拥有DVVT-i,优于1AZ是没有悬念的。丰田的GR系列(锐志、皇冠等上的纵置V6版本)一直以来口碑就很不错,在中高端领域仍具备一定的竞争力。

即便如此,这对于“新全球大佬”丰田来说显然是不够的——所有在国内销售的丰田品牌车型均没有采用直喷技术。不过从目前的消息看,丰田正在朝这个方向发展——不出意外的话,2014年底丰田将会推出四缸直喷涡轮增压发动机,并应用在凯美瑞、RAV4等车型上。

凯美瑞上市时,对于其5AR发动机有一个特别的宣传点,即采用了谐波增压技术。其实谐波增压只不过是通过改变进气歧管长度来有效利用进气共振,说白了就是最常见的可变进气歧管技术,从价值来说甚至还不如VVT。因此大可不必把此项技术看得过重。

变速器方面,基于丰田与爱信的关系,丰田的变速器技术自然是与爱信捆绑。全球最早的8AT其实就是爱信提出的,只不过实际效果和普及程度不如采埃孚的8AT,才被对手抢了风头。因此对于丰田而言,尽早在雷克萨斯GS、IS以及SUV车型上普及8AT很有必要。

在中小排量车型上,丰田正在尝试用CVT来解决4AT落后问题,例如卡罗拉的1.8L,未来新RAV4的2.0L等等。这个做法多少能缓解一下,但遗憾的是丰田做得并不彻底—— 例如1.6L及以下车型仍然在采用4AT。

另外,早在去年下半年,爱信就了它的横置8AT,但迟迟未能装车。现在采埃孚的横置9AT已经有量产车推出,丰田与爱信在这方面如果不动作再快一点,又会被别人抢了风头。同时反过来看,如果丰田能够反应迅速,配合直喷增压的推出,将8AT普及到凯美瑞乃至卡罗拉这个级别的车型上,那我们对于丰田的常规动力就是另一番评价了。