【太平洋汽車網(wǎng) 技術頻道】何謂變速器？能實現(xiàn)汽車變速、變矩、變向、通斷動力的裝置就是變速器。世界上第一臺汽車于1886年誕生，不久后便出現(xiàn)了第一臺變速器?？梢哉f變速器的發(fā)展和汽車是同步的。乍一看E-CVT，可能大家都會很自然的想到CVT，也就是無極變速器。從功能上來講，E-CVT確實有無極變速的作用，但是從結構上來講的話，它們之間的差異太大了。甚至可以這樣說：變速器分兩類，一類是E-CVT，一類是其他變速器。

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● E-CVT簡介

　　開篇我們就提到過E-CVT并不是簡單的“電控無級變速器”，所以當然也不是網(wǎng)上流傳的它是CVT的電子版。豐田官方給出的定義是“動力分配器”，因為它并不具備傳統(tǒng)變速箱系統(tǒng)里面的離合器、液力變矩器或是齒輪軸組等這些復雜機構，是專門為混動車型而準備的動力分配機構。故一直存在一種爭論：E-CVT到底是不是變速器？

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　　是不是變速器我們稍后再論，可以看到的是從普銳斯到雷克薩斯CT200h再到后來的凱美瑞混動版，都證明了豐田的THS（Toyota Hybrid System）日益成熟。而作為整套系統(tǒng)里面的關鍵部件，E-CVT毋庸置疑發(fā)揮著至關重要的作用。 

● E-CVT結構

　　如果用傳統(tǒng)變速器的眼光來看的話，E-CVT的結構真的實在是太簡單了。很多時候其實越是完美的東西越簡單，我想這一定是真理。作為混動汽車的代表作，普銳斯一直承載著豐田的核心混動技術，那么接下來的解析就以豐田普銳斯為例。

　　E-CVT的結構非常的簡單，僅僅由外齒圈（這里的外齒圈同時連接2號電機和輸出軸）和行星齒輪架（連接發(fā)動機）和太陽齒輪（連接1號電機）組成，即動力傳遞流為：2號電機—外齒圈—輸出軸，同時由于行星齒輪組的存在，故亦有：發(fā)動機—行星組—外齒圈—輸出軸。下面的實物圖是某國外講解視頻截取下來的。

　　如果您仔細的觀察，不禁會納悶：這不就是差速器的結構嘛。是的，E-CVT就是由一套行星齒輪組減速機構（上圖中的紅色方框部分）。并沒有CVT里面的鏈條或是鋼帶，更別談AT里面的液力變矩器或是DCT里面的雙離合了。于是，問題來了。。?？瓤取＝Y構這么簡單的E-CVT真能做到無極變速？答案是當然！

● E-CVT原理

概述：

　　其實單從機械運動原理的角度來講，E-CVT并不是非常復雜。一個行星齒輪組的運動能有多復雜呢？復雜的是它的電子控制單元，即機電配合的邏輯原理上面。在介紹工作原理之前，先簡單的列出一些下面即將使用到的名詞注釋：

PCU：動力控制單元（Power Control Unit）這是作為混動汽車必不可少的一個部件，里面包含了電壓變換器和逆變器，可以調節(jié)電池組輸出的電壓。比如向電機供電必須使用高電壓（600V左右），而電池組的電壓由于尺寸的限制最多達到200V左右，故變壓器必不可少。而逆變器的作用則是使直流變交流或者反之，因為高壓交流電機具有體積小、效率高、功率大的優(yōu)點，而電池組發(fā)出的是直流電，故在電機和電池組之間必然需要一個逆變器。

MG1：即一號電機（motor generator 1），與太陽齒輪相連。

MG2：即二號電機（motor generator 2），與外齒圈相連。

　　兩個電機的屬性圖：

　　普銳斯的發(fā)動機為阿特金森發(fā)動機，其特點是中間轉速性能好，高低速性能不足，能源利用率高：

　　為了方便理解，放一張簡化的E-CVT結構圖：

　　接下來是動力分配圖

　　首先我們需要清楚一個概念：動力是扭矩和轉速結合的產(chǎn)物（功率=扭矩×轉速），

　　然后由于存在四個可以自由公轉行星齒輪，可以想象下當齒圈固定不動（即車輪不動）時，只有行星齒輪的自轉，太陽齒輪（MG1）才可以帶動行星齒輪座（即發(fā)動機）轉動（即啟動發(fā)動機過程）；

　　有了行星齒輪的自轉，當齒圈（MG2）正轉時，太陽齒輪（MG1）也可以反轉。反之，而當齒圈（MG2）反轉時，恒星齒輪（MG1）又可以正轉。

　　又比如，外齒圈和太陽齒輪同向轉動時，行星齒輪可以不自轉，只公轉，從而帶動汽油機轉動。當行星齒輪座不轉時，齒圈和太陽齒輪仍可以自由轉動。正是因為行星齒輪組的這個巧妙的特性，發(fā)動機、車輪、電動機才能時時連接在一起運轉而又能互不干擾，故此省去了離合的結構。

　　S=C×3.6－R×2.6

　　公式里的S＝SUN＝太陽輪，C＝CARRIER＝行星座，R＝RING＝外齒圈

　　另外，由于外齒輪和太陽齒輪和行星齒輪的直徑和齒數(shù)都已固定，根據(jù)圖上的公式也可以得出：行星座在中間轉動的時候分配給外齒圈和太陽輪的扭矩比是一定的。具體數(shù)值大約是72%分配給外齒輪（實際上是2.6÷3.6），28%分配給太陽齒輪（1-72%）。只要發(fā)動機轉動做工，就不會改變這個基本事實。

　　那我們都知道汽車從啟動到剎車停止的一系列不同工況下，對扭矩的要求是有極大變化的，傳統(tǒng)動力汽車就是因為這樣需要變速器來調節(jié)發(fā)動機的輸出動力。但是在E-CVT這種特定結構里面由于存在兩個電機，在不同的工況下，根據(jù)上面的公式。只要控制這兩個電機的不同轉速就能使外齒圈上獲得的發(fā)動機動力無極變化，從而汽車達到無極變速。

　　至于普銳斯的PCU如何根據(jù)車子的運行工況來實時控制發(fā)動機的供油量和兩個電機的電壓、相位和正反通斷。這里面涉及到的控制邏輯和眾多的傳感器的數(shù)據(jù)收集和處理程序過于復雜，在此不做表述。理解E-CVT能夠實現(xiàn)無極變速即可。

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