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剖析混合动力汽车维修基础
来源:本站整理  作者:佚名  2014-08-27 08:12:03


    (2)发动机。2006款Civic混合动力1.3 L发动机是一副1.3 LVTEC直列4缸,这副引擎是2005款1.3Li-DSI改进而来,不仅采用了本田的镇厂技术i-VTEC和智能化双火花塞顺序点火,还用上了可变气缸管理技术(VCM),实现超低油耗,提高燃油经济性。新系统提供了低速、高速及间歇3种模式的配气正时状态,通过4个气缸全部间歇,可以提高减速时的能量回收效率,可以说这是同排量世界最先进的引擎之一。
    ①VECT (VariableValve Timing and Lift Electronic Control System)即可变气门配气相位和气门升程电子控制技术,通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统,从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制,影响进气门的开度和时间。在发动机低速运转时,通过在主进气门和辅助进气门之间的升程差,创造成了一个合理的涡流比,可实现良好的性能。而在高速时维持了传统4气门发动机的高功率输出。从而使发动机在具有高功率输出的同时,保持了低油耗的性能。
    i-VTEC系统是在VTEC系统上增加了可变正时控制系统(VTC-Valve Overlap Control)机构,即i-VTEC=VTEC+VTC。通过ECU控制程序调节进气门的开启关闭,使气门的重叠时间更加精确,达到最佳的进、排气时机,进一步提高了发动机功率,且帮助发动机在车减速时减少能量损失。
    ②智能化双火花塞顺序点火系统。智能化双火花塞顺序点火i-DSI系统,把通常1个气缸1个火花塞控制点火方式改为在1个气缸上安装2个火花塞,分别设在进气侧和排气侧,缩短了燃烧室内火焰传播的时间,实现了全域范围内的急速燃烧,同时降低了燃爆的倾向,使得大幅度提高压缩比成为可能,实现了高输出功率、高输出扭矩及低油耗的统一。
    本田独有的双火花塞连续控制系统是根据发动机转速和负荷状况来编制的。当燃料化合物进入燃烧室,第一个靠近入口的火花塞点火。紧接着,靠近排气口的第二个火花塞点火,促进燃烧过程。与单一的火花塞系统相比,这个系统使燃烧更加完全。使发动机输出功率更大,油耗更少,排放降低。
    ③可变气缸管理技术。可变气缸管理(Variable Cylinder Management,VCM)系统是对上一代的3缸间歇系统的改进,其可将4个气缸全部间歇。电动机(同时作为发电机)附属在发动机的机轴上,发动机需要在减速时提供尽可能少的阻力,使得电动机能够更高效地给电池充电。传统的发动机,在减速时气缸活塞的运行将提供一定阻力,或者称发动机制动。VCM将消除这种影响,使得再生制动系统能够尽可能多地回收能量。
    C3)电动机。IMA电动机是一个3相超薄永磁同步电动机,安装在发动机和CVT(无极变速器)之间,最大能够提供15kW的功率和139N "m的辅助力矩。电动机提供辅助推动力给发动机和在低速行驶状态下的电动机动力,也作为发电机在减速和制动时回收动能给电池充电。由于电动机的辅助使整车的动力性得到了很大的提高,混合动力功率和转矩曲线如图28所示。

    电动机使用了一种最新的偏线圈缠绕构造,这种线圈缠绕密度更大。这使得电动机最大功率和最大扭矩与2005版civic混合动力电动机相比分别增加了50%和14%,转换效率由原来的94.6%提高为96%。本田单独研制了用于控制电动机速度的换流器,它与电动机的ECU(嵌入控制单元)集成在一起,采用数字式通信方式,使控制更为准确,这样也就提高了电动机的效率和混合动力系统的燃油经济性。
    C4)电池。电池是混合动力系统的一个重要环节,储存电力的多少,直接关系着汽车的续航里程。新的混合动力系统采用最新研制的高效镍氢电池,它比上代提升了30%的蓄电能力,电池电压由144V升高到了158V,专门设计的电池箱外形紧凑,冷却性和减振性也更好,为电池长期稳定地工作提供了保证。采用全新的松下双模包装与前代相比减轻了重量而且增加了电流的效率,体积减小了12%,节省了更多的空间。
    (5)混合式空调压缩机。civic的车内空调采用专门设计的“混合式”空气压缩机,它既可以由发动机驱动,也可以由电动机驱动,还可以由两者一起驱动。当发动机不工作时,电动机就可以驱动这个小巧的空气压缩机继续工作,保证车内的温度。如果外面温度特别高,需要高速制冷,单靠电动机驱动己经不行时,发动机系统就会自动启动,将冷气源源不断地供到车内。当车内温度已经稳定到最佳水平时,发动机又会自动关闭,从而节约油耗。
    (6)再生制动系统。IMA电动机能够在制动,稳定行驶,缓慢减速,或滑行时作为一个发电机,通过再生制动回收动能和以电能的形式将这些能量存入电池中。当制动时,制动踏板传感器给汽车IMA计算机(IPU)一个信号。计算机激活了刹车系统的制动主缸中的伺服单元,使机械制动和电动机能量回馈之间制动力均衡,以得到最大的能量回馈。本田原来的IMA系统是事先固定制动能量分配比率,低于最大能量回馈,而且没有可变的比例。新系统更少的依赖传统制动系统且减少了发动机的能量损失,能量回收能力比2005civic增加了70%,而且使得燃料供给更加节约。
    (7)系统控制。IMA系统的功率是通过智能动力单元(IPU)来控制的,其位置在后轮座下,IPU由动力控制单元(PCU),个可再充镍氢电池模块和一个制冷单元组成。具体外观结构如图29所示。

    动力控制单元(PCU)作为IPU的核心部分控制着电动机辅助,制动回馈和电池(包括IMA电池包和12V电池)充放电。PCU通过节气门开度、发动机参数和电池包的荷电状态来决定电能辅助的多少。其主要组成部分有电池监控模块(BCM-Battery Condition Monitor).电动机控制模块(MCM-Motor Control Module)、电动机驱动模块(MDM-motor drive module).第四代使用最新的电脑芯片技术,PCU的反应时间比以往的任何一代都要快。而采用最新开发的逆变器和DC-DC转换器帮助IMA系统全面提高了其最大功率。完整的制冷系统降低了由电流进出电池包产生的热量,制冷系统模块安装在电池箱外部,内部箱体中的空气不断从后座下的通风管溢出。
    ①电池监控模块。电池监控模块监控的电池信息主要有:SOC、电池保护需求信息、电池温度等。通过温度传感器、电压传感器和电流传感器监控主体电池,测定充放电比率,且将信息提供给电动机控制模块(MCM)。BCM控制IMA电池包荷电状态在理想的状态(20%~80%)下工作,同时防止额外的电量消耗和电池过充。电池监控模块同时控制着电池制冷风扇的运行。
    ②电动机控制模块。电动机控制模块(MCM)控制着电动机的各种行为,MCM是一个低压的计算机,其主要功能有:
    .与发动机控制模块(ECM-Engine Control Module)通信,决定车辆的运行状态,同时
      将IMA系统中检测到的问题传输给ECM。
    .与电池监控模块BCM通信,获得电池模块的荷电状态。这个信息用于保护电池模块
      和保持适当的充电平衡。
    .与仪表盘连接,始终显示IMA系统条件和运行状态的信息。
    .与电动机驱动模块MDM连接来接收电动机的整流信息,通过电压转换模块控制电动
      机功率变换器(MPI-Motor Power Inverter).
    ③电动机驱动模块。电动机驱动模块(MDM)控制电动机辅助发动机并给电池充电,其可实现电流在电动机和电池之间的双向传递。其内部主要为一个电动机功率变换器(MPI)和电压控制单元。在电动机处于辅助状态时,能量从电池模块通过MPI转换由直流变为三相交流电传给电动机。同时MCM收到三个电动机整流传感器反馈的信息,得到电动机的状态信息,通过在准确的时间控制三相电流的相位来确保电动机的正确运行。电压转换模块收到电动机控制模块(MCM)的命令后,通过控制绝缘栅双极晶体管的开启和关闭来满足系统的要求。在制动时,电流从电动机到MDM,电动机产生三相交流电,通过MPI转化为直流后给电池充电。
    2.双轴式并联混合动力系统
    如图30所示,双轴式并联混合动力系统结构中有两套机械变速器,内燃机和电动机各自与一套变速机构相连,然后通过齿轮进行复合,在这种结构中,可以通过调节变速机调节内燃机、电动机之间的转速关系,使发动机的工况调节变得更灵活。当采用行星差动系统作为动力复合机构时,行星差动力复合机构有两个自由度,可以实现两个输入部件的转速复合,以确定输出轴的转速,而各个部件间的转矩保持一定的比例关系,这种功率复合形式称为速度复合,双轴式并联混合动力系统结构复杂是一个很大的缺点。

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