[汽車之家 變速箱技術] 8月份,東風風神皓瀚(參數(shù)|詢價)DH-i正式上市,這款車上搭載的4擋混動專用變速箱讓它一時風頭無兩。這套混動系統(tǒng)是目前國內標稱擋位數(shù)最多的混動專用變速箱,而且搭載該變速箱的混動車型起步價只要9.99萬元,這瞬間引爆了輿論,被認為是混動汽車界新晉價格屠夫車型。今天我們就來研究一下東風風神皓瀚DH-i的4擋混動專用變速箱,看看它的科技實力究竟有多強。
● 發(fā)動機為主、電機為輔的DH-i混動系統(tǒng)
東風風神皓瀚DH-i的混動系統(tǒng)由1.5T混動專用發(fā)動機和4擋DH-i混動變速箱組成。其中,1.5T發(fā)動機的最大功率為150千瓦(204馬力),峰值扭矩為305!っ,熱效率達到行業(yè)領先的45%。
4擋DH-i混動變速箱內部集成了兩個電機,它們作為發(fā)電機和驅動電機各施其職,其中驅動電機的最大功率為105千瓦(143馬力),峰值扭矩為210牛·米。發(fā)動機加電機組合,系統(tǒng)最大功率為215千瓦(292馬力),峰值扭矩為565牛·米,車輛0-100km/h加速時間為6秒。
兩款混合動力車型動力參數(shù)對比 | ||
車型 | 東風風神皓瀚DH-i | 宋PLUS DM-i |
混動系統(tǒng)類型 | 油電混動/插電混動(未上市) | 插電混動 |
發(fā)動機排量 | 1.5L | 1.5L |
進氣形式 | 渦輪增壓 | 自然吸氣 |
發(fā)動機最大功率 | 150kW | 81kW |
發(fā)動機峰值扭矩 | 305N·m | 135N·m |
驅動電機最大功率 | 105kW | 145kW |
驅動電機峰值扭矩 | 210N·m | 325N·m |
系統(tǒng)綜合最大功率 | 215kW | / |
系統(tǒng)綜合峰值扭矩 | 565N·m | / |
從上面這個表格可以看到,東風風神皓瀚DH-i的動力性能參數(shù)要比宋PLUS DM-i更強。其中,東風風神皓瀚DH-i由于搭載的是1.5T發(fā)動機,動力輸出自然要比宋PLUS DM-i的1.5L自然吸氣發(fā)動機強勁不少;作為混動系統(tǒng)動力補充的角色,東風風神皓瀚DH-i的驅動電機功率要明顯小于宋PLUS DM-i。
從配置參數(shù)上也可以看到,東風風神皓瀚DH-i采用發(fā)動機為主,電機為輔的思路,而宋PLUS DM-i則是更注重使用電機的動力,兩者在技術路線上有一定的區(qū)別。
● 功率分流、多擋位、雙電機、串并聯(lián)多重BUFF疊滿
之所以說東風風神皓瀚DH-i的混動系統(tǒng)特別,是因為它內部集成了功率分流用的行星齒輪組、換擋同步器、雙電機以及能夠實現(xiàn)發(fā)動機與電機的串、并聯(lián)動力輸出。如此BUFF疊滿的設計,在中國混動汽車市場確實是一股清流,并不多見。下面我們分別來進行詳細剖析。
首先,來聊聊功率分流技術。說到功率分流型混合動力系統(tǒng),那么我們就不能不提日本豐田。豐田在1997年正式量產(chǎn)搭載THS混合動力系統(tǒng)的車型,這套THS混合動力系統(tǒng)所采用的正是功率分流型混合動力技術路線。(想深入了解的朋友可以觀看《汽車檔案館》欄目的連載視頻:THS技術特點、THS進化與推廣之路)
由于豐田THS系統(tǒng)的獨特結構,所以發(fā)動機、發(fā)電機以及驅動電機輸入到行星齒輪組中的動力都會傳遞至其它兩個動力源;同時,三個動力源的轉速存在一定比例關系,電機和發(fā)動機的最高轉速會相互掣肘,從而難以兼顧動力表現(xiàn)和更高的巡航速度。
另外2組離合器,其中一組是用于斷開發(fā)動機動力傳遞至變速箱的(上圖中的C0,用于純電模式),另一組則是用于固定行星齒輪組的行星架(上圖中的C1,在動能回收模式下,固定行星架可以實現(xiàn)利用電機進行動能回收)。
顯然,3組同步器+2組離合器能夠實現(xiàn)的排列組合超過4種,官方資料中顯示這套系統(tǒng)有26種工作模式。那么官方指的4擋究竟指的是哪4個擋位呢?
高/低速擋兩個擋位與行星齒輪兩個狀態(tài)擋位組合便實現(xiàn)了機械傳動結構上的4擋。從官方的介紹資料來看,在發(fā)動機直驅和并聯(lián)驅動模式下,可以實現(xiàn)4個機械擋位;而在功率分流模式下可以實現(xiàn)2個機械擋位。下面我們就來了解下這套系統(tǒng)的主要工作模式。
在純電模式下,可以實現(xiàn)驅動電機/發(fā)電機單電機高速擋、驅動電機/發(fā)電機單電機低速擋、雙電機高速擋以及雙電機低速擋。對于動力輸出,驅動電機的性能顯然要強于發(fā)電機,所以上述一系列擋位設置只會有一部分落實到量產(chǎn)車上,如保留驅動電機單電機高速擋來應對純電高速巡航工況,保留雙電機低速擋來增強全力起步提速性能。
另一方面,純電模式下的多種擋位設置也能應用在能量回收模式下。更多的擋位意味著系統(tǒng)能夠擁有更多的能量回收強度級別,利用這些擋位有利于提升能量回收效率。下面為大家畫出了上述各種純電模式的動力流走向,紅色表示同步器結合方向,推薦各位放大查看。
『純電模式』
在串聯(lián)模式下,發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電,驅動電機可通過高速和低速兩個擋位對外輸出動力。在市區(qū)中低速行駛時,串聯(lián)模式在特定工況下會比并聯(lián)模式具備更強的提速性能。發(fā)動機轉速與車輪轉速相互獨立,發(fā)動機可以拉高轉速發(fā)電來供驅動電機加速之用。串聯(lián)模式兩個擋位的動力流如下圖所示。
『串聯(lián)模式』
在并聯(lián)模式或發(fā)動機直驅模式下,發(fā)動機可以通過同步器選擇是否經(jīng)過行星齒輪組進行減速增扭,然后再把動力往后級傳輸。無論是驅動電機參與輸出的并聯(lián)模式,亦或是驅動電機不參與輸出的發(fā)動機直驅模式,發(fā)動機動力通過行星齒輪組后還會有高速和低速兩個擋位可供選擇。這套系統(tǒng)所謂的4擋就是在這兩個工作模式下實現(xiàn)的。下面為大家畫出了上述并聯(lián)和直驅模式下的4個擋位動力流走向,推薦各位放大查看。
『發(fā)動機直驅模式』
『并聯(lián)模式』
和傳統(tǒng)多擋位串并聯(lián)構型混動系統(tǒng)相比,東風風神皓瀚DH-i混動系統(tǒng)多了一個功率分流模式。在這種模式下,驅動電機的動力可以選擇高速和低速兩個擋位進行轉速調整后,再進入到行星齒輪組中進行動力耦合,進一步拓寬這套系統(tǒng)的高效工況區(qū),讓起步加速更給力,高速巡航更節(jié)油。
『功率分流模式』
在功率分流模式下,得益于功率分流構型靈活的轉速調節(jié)特性,通過對電機轉速的控制可以實現(xiàn)讓齒輪轉速完全同步后再入擋,這樣就完全避免了換擋齒輪轉速同步過程中帶來的頓挫問題,從而提升換擋的平順性,實現(xiàn)無感換擋的效果。
除了上述四種主要驅動模式外,東風風神皓瀚DH-i混動系統(tǒng)還支持駐車發(fā)電以及能量回收等常規(guī)工作模式。更復雜的結構雖然增加了這套系統(tǒng)的調校難度,但也拓寬了這套系統(tǒng)的性能邊界,隨著工程師們對DH-i構型的進一步了解,性能還將有望得到進一步優(yōu)化提升。
● 全文總結:
東風風神皓瀚DH-i混動系統(tǒng)最特別的地方莫過于是把多擋位串并聯(lián)與功率分流這兩種技術路線整合在一起,從而博采眾長,在動力性和能耗表現(xiàn)上都更上一層樓。相比起國內常見的多擋位串并聯(lián)混合動力系統(tǒng),東風風神的這套DH-i系統(tǒng)在功率分流模式下可實現(xiàn)平順無感高、低速擋位切換,這意味著日常行駛的很大一部分工況下都有更優(yōu)異的平順性表現(xiàn)。目前,東風風神皓瀚DH-i只有HEV油電混動車型,PHEV插電混動版預計在明年第一季度才會上市,屆時比亞迪宋PLUS DM-i將迎來一位有力的競爭者。(圖/文/汽車之家 常慶林)
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