汽车电控系统的结构与检修][电子教案]第12章 复合动力系统.ppt

第12章 复合动力系统 12.1 概述 12.1.1 复合动力系统的特点 1.节省能源、降低CO2排放量。 2. 复合动力汽车的使用将越来越 广泛。除了丰田的Prius外，本田 汽车公司也在1999年11月推出复 合动力系统汽车Insight,三缸 995c.c,VTEC发动机，采用整体 电动机辅助系统。另外如三菱汽 车的SUW Advance、日产汽车的 Tino Hybrid、速霸陆汽车的Elten Custom等，我国的奇瑞公司正 在研发复合动力汽车，不久即将 上市。 3. 复核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，可以解决使用蓄电池行驶距离太短的问题，并大量减少 燃油消耗、降低排气污染。 4. 对于复合动力巴士（Hybrid electric bus）,可不再采用为了爬坡或加速 所必须使用的8000-10000ml的大型柴油发动机，因其大多数时间都在低 速行驶或停车空转，不但浪费燃料，且制造空气污染，故复合动力巴士 可采用排气量较小、效率高且污染低的柴油发动机带动发电机发电，除 输出电力给电动机驱动车轮转动外，还可以对蓄电池组充电。 5、能实现最低油耗与污染效果，且不失动力性。 12.1.2 复合动力系统的基本组合复合动力系统的基本配合，大致可分为串联式、并联式、复联式等三种方式。 12.2 丰田复合动力系统THS的构造THS由高效率汽油发动机、复合动力驱动变速箱、变流器、蓄电池等几部分组成。 1.高效率汽油发动机 安装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10.4kgm/4,000r/min，最大功率43kw/4,000r/min。与一般1.5L发动机的最大转矩14.0kgm和最大功率75kw相比，其转矩和功率值偏低，但本发动机是在高效率领域才作用，并不是在强调转矩及功率值，何况电机可辅助发动机得到高输出，行驶性能仍十分优异。 （1）发动机本体方面 ①采用阿特金森循环：为热效率很高之循环。由于此具有高热效率的阿特金森循环的发动机只在燃油经济性良好的状态才运转，因此其燃油经济性比传统式发动机提高80％，加上减速与制动时能量回收再生所提高的20％，总计100％。与传统的汽油发动机相比有二倍的节油性。 ②VVT-i：智能型可变气门正时系统，进气门正时再去轴角度40°内连续可变，达到省油、低污染、低中转速转矩提高等优点，丰田COROLLA ALTIS也已采用。 ③气门挺杆：采用轻量化无垫片式。 ④进排气门夹角：近排气门夹角缩小，为33.5°,可缩小气缸盖尺寸,也可获得较佳的进气效率。 ⑤活塞顶面形状：活塞顶面形状设计成斜面挤压式形状（Taper squish shape），挤压斜面沿着燃烧壁倾斜，能改善进气流速，并造成强大涡流。 ⑥正时链条：采用8mm间距的滚柱式链条，使发动机小型化，并利用机油喷嘴喷油润滑，以实现低噪音及延长使用寿命的目的。 ⑦偏置式曲轴：曲轴中心面向动力冲击面偏置，距汽缸孔中心线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。 ⑧最高转速：限制在4000r/min,故强度可比高转速发动机低，使用的零件较小，质量较轻。 （2）汽油喷射系统方面 ①电子控制式节气门：由电机经齿轮驱动节气门的开闭。 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，可节省电力。 ④空气流量传感器：热线式，外壳塑胶式，质量非常轻，嵌入在空气滤清器的下方。 （3）点火系统方面：采用无分电器的独立点火系统，使用超小型圆柱形点火线圈，装在各缸火花塞上，各缸点火线圈上均有点火器，无高压线，可避免高压电损失与无线电干扰，。点火正时控制精确，且不必调对点火正时。 （1）动力分配机构：发动机的动力传达到直接与之连接的行星轮架，通过行星齿轮，分配在内齿圈（环形齿轮）与太阳轮上。环形齿轮旋转轴与电机连接，通过变速器及主减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。 （2）变速器 （3）主减速器 （4）电机：电机采用交流永久磁铁式同期型，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，交流型的维修性比直流高，还可以当做发动机的辅助动力来源，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。 （5）发电机：发电机与电机一样是交流永久磁电式同期型。 4. 蓄电池 高压蓄电池装在后行李舱内，蓄电池盒内除了蓄电池外，还有蓄电池ECU、系统主继电器（SMR）及冷却风扇等。蓄电池采用密封形镍氢蓄电池。蓄电池内每组有6个1.2V的小蓄电池串连在一起，共有40组，分装在两个蓄电池架上串联在一起，总电