【混动百科 】重温『字少事大』的丰田混动系统——THS（3）

通过前文的介绍，我们发现一组「行星齿轮组」由「太阳齿轮」、「行星齿轮」和「齿圈」组成，也就是3个部件。而每个部件又可以有正转、反转和锁止，3种状态。3个部件，3种状态，可以说是『部件少，灵活度高』，拥有很好的调速变速的体质。

丰田的混动变速器的相关专利

此外，了解丰田技术的人都知道，当年丰田没少为「行星齿轮机构」申请专利啊！所以，无论从结构和原理的角度出发，还是从持有众多专利技术的实际情况考量，丰田最终采用「行星齿轮机构」作为其混动变速器的核心部件，并与2个「电机」共同构成了THS的核心变速机构——E-CVT（即行星齿轮机构+电机）。

12种可选构型（注意由『R-C-S』3个节点连成的杠杆）

那么下一个问题就是：如何将「行星齿轮组」与3个动力源（发动机+2个电机）相互连接？通过简单的排列组合，我们得出12种构型，怎么选？这里先给结论：12种构型中最终实际得到运用的是#9（丰田THS）和#12（通用Voltec）。这里我们先不详谈通用的Voltec，专注聊THS。

第一代THS构型示意图（供参考）

首先来看3个动力源连接「行星齿轮组」的方式：

• 「发动机」通过「输入轴」与「行星齿轮盘」相连接；

• 「1号电机」（即「MG1电机」）通过内花键连接「太阳齿轮」；

• 「2号电机」（即「MG2电机」）通过外花键连接「齿圈」；

· 同轴布局：第一代THS的「MG1电机」、「MG2电机」和「行星齿轮组」布置在同一轴上。

第一代THS构型实拍示意图

然后，我们找到动力源经过THS「行星齿轮组」的大致路径：

· 内部动力输入：「发动机」的动力通过「扭转减震器」（用于调节平衡「发动机」的冲击）沿着「输入轴」进入「行星齿轮组」，到达「行星齿轮盘」。换言之，我们可以把「行星齿轮盘」看做整套E-CVT的输入端；

· 内部动力输出：经过「行星齿轮」和「太阳齿轮」变速调节后，动力到达「齿圈」，最终通过「齿圈」的「外齿」流向「减速机构」。换言之，我们可以把「（外）齿圈」看做整套E-CVT的输出端；

· 最终到达轮端：「齿圈」壳体通过「链条」连接「减速机构」，最后通过「差速器」连接「车轮」。

第一代THS中行星齿轮组与动力源连接关系

当我们进一步研究THS的工作原理就会发现，当「发动机」运作所产生「功率流」进入「行星齿轮组」内，第一站便会到达「行星齿轮盘」后，而在接下来「行星齿轮」这个『中转站』，有趣的『分流』现象便发生了：

· 一股「机械功率流」通过「行星齿轮盘」到「行星齿轮」到「齿圈」，向着「输出轴」流去；

· 另一股「机械功率流」则通过「行星齿轮盘」到「太阳齿轮」带动「MG1电机」进行发电，产生的电能（「电功率流」）。产生的电能可以用于充电（上图展示），当然也可以用于为「M2电机」供电，直接为驱动所用。

第一代THS功率分流原理示意图（供参考）

汇总一下思路（见上图）：「发动机」的动力在进入「行星齿轮组」后，在「行星齿轮」（上图黄色底色）上被分为了两股「功率流」（上图①和②），一股用于驱动，而另一股则可以用来发电。而这种通过「行星齿轮组」将动力分流的混动构型，也被称为「功率分流」，而具体到THS上，其分流点在输入端，所以它有可以被称为「输入式功率分流」。

第一代THS结构示意图

你是不是发现，有趣的「功率分流」使得「发动机」与「MG1电机」有了直接的联系，也就是将『油』与『电』结合在了一起，这不就混动起来吗？其实，我们才刚刚触摸到了这套混动系统的皮毛，接下来我们将更进一步，继续分析THS的基本原理。

PS：本文所有带IP形象的自制图表皆为原创，请勿转载。

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