Как работает удивительная коробка передач eCVT в гибридных машинах
![Как работает удивительная коробка передач eCVT в гибридных машинах Как работает удивительная коробка передач eCVT в гибридных машинах](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/8d3/8d3ba80f0d81207411798c42df571b23_ce_828x552x90x0_cropped_510x340.webp)
С точки зрения водителя, эта трансмиссия, действительно, дает те же ощущения, что и вариатор. Двигатель бубнит на одной и той же частоте, с какой бы скоростью ни ехала машина. При разгоне и торможении переключения передач не происходит.
![CVT transmission CVT transmission](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/78d/78de42ebb8f2ccd682b62fd6eb54fa0e_cropped_161x241.webp)
Однако если вы разберете трансмиссию, например, знаменитой Toyota Prius, то кое-что вас точно смутит. Обычный вариатор работает так, как показано на картинке выше: стальной ремень движется по двум шкивам, которые могут менять свой радиус, за счет этого меняется и передаточное число.
А в «приусовской» коробке ничего похожего нет. Ниже она показана в разрезе. В левой части вы видите набор обычных шестерней – это понижающий редуктор, жестко соединенный с колесами машины. Правая часть коробки закрыта, но в ней кроется самое интересное: планетарный редуктор, соединенный с двигателем внутреннего сгорания и двумя электромоторами.
![eCVT Toyota eCVT Toyota](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/155/155cb37709af4c63076a8c1e17e6f31e_cropped_510x743.webp)
Как устроен планетарный редуктор
Свое название он получил за то, что в «классическом» варианте смахивает на устройство солнечной системы.
![Planetary gear Planetary gear](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/315/315e6f89bf1e932301069ee49ad62f55_cropped_510x274.webp)
- Центральную шестерню так и называют солнечной, а то и просто солнцем (желтая на рисунке выше).
- Вокруг нее крутятся две, три или четыре одинаковые шестерни (голубые), получившие название планетарных или сателлитов. Они жестоко соединены друг с другом с помощью водила (зеленое).
- Вокруг них крутится шестерня с зубьями, вывернутыми вовнутрь, получившая название коронной (розовая).
Солнце, водило и корона закреплены так, что могут вращаться, но друг с другом они не скреплены.
Теперь возвращаемся к «тойотовской» коробке передач. У гибридов этого бренда есть ДВС и два электромотора, каждый соединенный со своей частью редуктора:
- Первый электромотор, играющий также роль генератора и стартера, насажен на солнечную шестерню.
- Водило и планетарные шестерни – с двигателем внутреннего сгорания.
- Коронная шестерня – со вторым электромотором и колесами.
Интересный парадокс в том, что сцепления или гидротрансформатора в этой трансмиссии нет, поэтому двигатель через шестерни всегда соединен с колесами. Несмотря на это, он может тарахтеть, даже если автомобиль-гибрид стоит на месте. Вот это реально трудно было понять: как так, двигатель крутится, а машина стоит, и при этом двигатель с колесами соединен!
Перед тем, как разбираться дальше, рекомендую оторваться от текста и посмотреть в окно, чтобы дать мозгу отдохнуть.
Режимы работы eCVT
Теперь выдохнули и начинаем вникать в самое восхитительное. Давайте рассмотрим, что и как крутится в этой трансмиссии в разных режимах.
Режим №1. Автомобиль стоит на месте, ДВС работает
Такая ситуация возможна, если ДВС работает в режиме зарядки аккумулятора машины. Вот как это происходит.
![Planetary gear with fixed crown gear Planetary gear with fixed crown gear](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/4ca/4ca02e52080de302c6ce00647b474d97_cropped_500x500.webp)
Поскольку колеса не крутятся, то коронная шестерня тоже неподвижна, как и второй электромотор. Между тем, двигатель работает на своих обычных оборотах, вращая водило. Значит, планетарные шестеренки бегают по короне, быстро вращаясь. Они приводят в движение солнечную шестерню (желтую), и та вращается, крутя электромотор №1. Он при этом работает в режиме генератора.
А если батарея полностью заряжена? Тогда электроника просто выключает двигатель и все шестерни останавливаются.
Режим №2. Автомобиль набирает скорость, используя только электромоторы
![Epicyclic gear with planetary gears fixed Epicyclic gear with planetary gears fixed](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/e4b/e4b8e1e721f88763ff6989fc81c7e725_cropped_162x165.webp)
В этом случае водило стоит на месте (ДВС выключен). Солнечная и коронная шестерни крутятся в разные стороны, оба электромотора работают, каждый в своем направлении.
Режим №3. Автомобиль движется, ДВС и электромоторы работают вместе
Особенность двигателя Toyota Prius в том, что он работает по циклу Аткинсона. Этот цикл обеспечивает высокий КПД, но такой ДВС хорошо работает лишь в узком диапазоне оборотов. Значит, при любой скорости автомобиля он должен работать на одной частоте.
Регулировку частоты как раз и обеспечивает трансмиссия. Все шестерни приходят в движение. Причем двигатель крутится на своей оптимальной скорости, а скорость вращения второго электромотора жестко связана со скоростью вращения колес. А вот солнечный электромотор может работать на любой частоте, и он выступает в роли синхронизатора для всех трех устройств.
Плюсы и минусы eCVT
Недавно Techinsider рассказывал об обычных коробках-вариаторах (CVT) и разбирался, почему они считаются менее надежными, чем коробка-автомат.
Плюс «тойотовской» трансмиссии eCVT как раз в том, что она оказалась практически неубиваемой. В ней нет ни сцепления, ни ремня, ни других уязвимых частей. Шестерни все время работают в зацеплении друг с другом, поэтому их зубья не испытывают ударных нагрузок.
Кроме этого, такая коробка компактна и стоит недорого, в сравнении с другими вариантами.
Однако и минус у нее есть: на высоких оборотах планетарные редукторы начинают расходовать больше энергии на вращение. Поэтому на шоссе гибридный автомобиль может быть менее экономичным, чем даже обычный дизельный. Вот почему их удел – городские авто.