Для фанатиков механики - как работает трансмиссия

Самая остроумная и интересная часть гибридного Lexus 400h - его электромеханическая трансмиссия. Посудите сами - автомобиль ровно и без рывков
ускоряется до 200 км/ч, причем внутри нет не только вариаторов, но и даже обычной короб-ки передач! Бензиновый двигатель и электромотор расположены на одной оси, могут рабо-тать как вместе, так и поодиночке, вращаясь с разной скоростью и передавая почти посто-янную мощность на колеса. И вся эта трансмиссия оказывается проще и надежнее автома-тической коробки передач. Фантастика! Я обратился к одному из топ-менеджеров Toyota с просьбой объяснить, как же устроена гибридная трансмиссия. "Вы знаете, - честно признал-ся он, - я до сих пор этого ясно не представляю. Если ваш журнал напишет об этом так, чтобы я понял, то я был бы очень благодарен". Мы привлекли себе в помощники заместите-ля главного инженера Toyota по гибридным автомобилям Масаки Санаяма, вооружились схемами и технической документацией и постарались сами разобраться в работе трансмис-сии.

СОЛНЦЕ И ПЛАНЕТЫ

В основе гибридной трансмиссии лежит плане- тарная передача. Объяснить на словах прин- цип ее работы не так-то просто. В Японии про- даются наборы из шестеренок, позволяющих собрать настоящую планетарную передачу - познаватель-но, понятно и стильно. Призвав на помощь схемы и картинки, попробуем объяснить все на словах. Планетарная передача состоит из центральной (солнечной), четырех сателлитных (планетарных), и внешней (корон- ной) шестерен с зубцами на внутренней поверхности. Планетарные шестер-ни, закрепленные на водиле, могут двигаться во-круг солнечной, подобно планетам вокруг Солнца (откуда и на- звание). Внешняя же шестерня вра-щается во- круг планетарных. Вращая водило, солнечную и коронную шестерни относительно друг друга, можно изменять передаточное отно-шение. Можете поверить на слово, а можете выре-зать из картона, собрать по схеме плоскую плане-тарку и убедиться самостоятельно. Посмотрим внимательно на схему. Тяговый электромотор жестко соединен с коронной шестерней и перед- ними колесами. Если он вращается - вращаются и колеса. Стоит - стоят и колеса. Бензиновый дви-гатель соединен с водилом, на котором закрепле-ны планетарные шестерни. Ну а генератор поса-жен на одну ось с солнечной.
ПОЕХАЛИ
Без графика далее не обойтись.
1. Автомобиль стоит. Двигатель, генератор и электромотор стоят.
2. Начало движения. Двигатель стоит. Электромотор крутит передние колеса. Гене-ратор свободно вращается в обратную сторо-ну. Он не нагружен - не вырабатывает элек-тричество, но и не мешает движению.
3. Запуск двигателя. Электромотор крутит передние колеса с прежней скоростью. Гене-ратор начинает работать как стартер, раскру-чивает и заводит двигатель.
4. Нормальное движение. Генератор стоит и не вырабатывает электричество. Двигатель работает в нормальном режиме, вращая ротор электромотора и, соответственно, колеса. Сам же электромотор не работает (на обмотки не подано напряжение), его ротор вращается свободно. Электричество для движения не расходуется.
5. Ускорение. На обмотку возбуждения генератора подается напряжение, он начина-ет вырабатывать ток, подаваемый на элек-тромотор. Электромотор "добавляет" свою мощь к бензиновому двигателю. Бензиновый двигатель также увеличивает обороты.
В реальной жизни работа трансмиссии Lexus 400h сложнее. Электромотор может питаться не только от генератора, но и от батареи. Двигатель может запускаться и сразу, если, например, батарея была полностью разряже-на. Но общий принцип схож с описанным. Нам он кажется гениальным. (по материалам журнала Популярная Механика №8 август 2005 года, предоставлено KTKT)