對于豐田的核心產(chǎn)品E－CVT變速箱你又了解多少？

自汽車E－CVT誕生：只為油電混合而來于19世紀(jì)末出現(xiàn)之后，相關(guān)行業(yè)和技術(shù)歷經(jīng)一百多年的不斷發(fā)展和進(jìn)步，已經(jīng)讓當(dāng)初那個酷似馬車般的原始汽車演變成了如今外觀爭奇斗艷，用途多種多樣的現(xiàn)代汽車。不過，就汽車的機(jī)械層面而言，發(fā)動機(jī)、變速箱、底盤這俗稱“三大件”的部件，從汽車誕生伊始就從沒缺席過，只是隨著技術(shù)的創(chuàng)新和制造工藝的進(jìn)化，三者也在不斷的進(jìn)化。其中，變速箱的變化可謂日新月異，這出于政府對汽車越來越嚴(yán)苛的排放法規(guī)制定，以及車廠對燃效提升的固有執(zhí)念。豐田，這個汽車超級大廠，就是引領(lǐng)變速一直進(jìn)化的變革者。而他們的核心產(chǎn)品，則是E－CVT變速箱。

油電混合，必然要考慮連接內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)，當(dāng)然還希望動力傳輸連貫平順，用離合器來回切換必然不夠平順，顯然不完美。而E－CVT就是為此而來。

在談E－CVT之前，我們先來聊聊變速箱。變速箱之于汽車，猶如變速齒輪之于自行車，相信我們每個人都騎過沒有變速齒輪的自行車，比如現(xiàn)在滿布街邊的共享單車。當(dāng)裝配上變速齒輪之后，我們通過使用不同尺寸的齒輪，可以實現(xiàn)在不同的力量驅(qū)動（扭矩）下，輸出不同的速度。而變速箱的作用還不止于此，它還可以使汽車實現(xiàn)變換方向，動力中斷等行為，無疑大大的提升了汽車的實用性和使用便捷性。

變速箱發(fā)展到現(xiàn)在，大致有MT、AT、CVT、DCT等形式。而隨著近年來，以豐田普銳斯、拉羅拉雙擎等混合動力車型的興起和普及，混動車型正在日益成為消費者的另一個主流選擇。由于混動系統(tǒng)中動力的來源不僅有傳統(tǒng)的燃油發(fā)動機(jī)，還有數(shù)個電機(jī)。為了將兩種動力完美的耦合，于是E－CVT變速箱應(yīng)運而生。

E－CVT結(jié)構(gòu)：本質(zhì)上的不同

單看名字，E－CVT似乎和CVT有著緊密的聯(lián)系，但從功能上來講，E－CVT確實如CVT般，有著無級變速的作用，但是從結(jié)構(gòu)上來說，二者則大相徑庭。可以說，E－CVT與其他變速箱有著本質(zhì)上的不同。簡單說，CVT摩擦傳動，E－CVT則是齒輪傳動。

自1997年，第一代普銳斯推出以來，E－CVT就作為豐田混動系統(tǒng)中的核心部件，成為了整套系統(tǒng)的關(guān)鍵。從原理上來講，E－CVT大道至簡，其實很簡單，借助一組行星齒輪來實現(xiàn)發(fā)動機(jī)動力與電機(jī)動力的“融合”（這也是豐田的專利）；從結(jié)構(gòu)上來講，E－CVT的結(jié)構(gòu)也很簡單，構(gòu)成傳統(tǒng)變速箱的零件就達(dá)100多個，而E－CVT變速箱的零件只有二十多個，一個簡單的道理相信很多人都明白，越簡單越可靠。對于變速箱這樣需要不間斷工作的部件來說，更少的零件意味著更低的故障率，而這也是豐田有口皆碑可靠性的縮影。

E－CVT僅僅由外齒圈、行星齒輪架和太陽齒輪組成，動力輸出路線為發(fā)動機(jī)—行星組—外齒圈—輸出軸，是不是看著很簡單？那么這么簡單的結(jié)構(gòu)，真的能無縫融合兩種動力，以及將動力平順的輸出出來么？答案是當(dāng)然。

E－CVT原理：行星齒輪組的創(chuàng)新應(yīng)用

行星齒輪組，太陽輪、行星齒架，齒圈，三個可以獨立轉(zhuǎn)動的構(gòu)件，又互為關(guān)聯(lián)，連接一臺內(nèi)燃機(jī)兩臺電動機(jī)……

豐田E－CVT的核心就在于這個特殊的行星齒輪組，這個齒輪組由四個可以自由公轉(zhuǎn)的齒輪和中間的太陽齒輪組成，我們可以把這個行星齒輪組看作是我們居住的地球所在的太陽系。中間的齒輪就好比太陽（事實上就叫做太陽齒輪），四周的四個齒輪可以看作是地球、水星、金星、木星這些圍繞太陽公轉(zhuǎn)的行星，整體的齒輪架則是太陽系。這些齒輪如這些行星一樣，不僅圍繞著“太陽”公轉(zhuǎn)，同時也會自轉(zhuǎn)。并且，它們比這些行星更為強(qiáng)大的是，行星們的公轉(zhuǎn)方向是固定的，然而這些齒輪們不僅可以順時針方向轉(zhuǎn)動，還可以逆時針方向轉(zhuǎn)動。

可以想象下當(dāng)外面的行星固定不動（即車輪不動）時，只進(jìn)行自轉(zhuǎn)時，太陽才可以帶動太陽系（即發(fā)動機(jī)）轉(zhuǎn)動（即啟動發(fā)動機(jī)過程）；

當(dāng)行星們順時針正轉(zhuǎn)時，太陽也可以反轉(zhuǎn)。反之，而當(dāng)行星反轉(zhuǎn)時，太陽又可以正轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車輛的前進(jìn)和后腿；當(dāng)行星們和太陽同向轉(zhuǎn)動時，行星齒輪可以不自轉(zhuǎn)，只公轉(zhuǎn)，從而帶動汽油機(jī)啟動。正是因為行星齒輪組的這個巧妙的特性，發(fā)動機(jī)、車輪、電動機(jī)才能時時連接在一起運轉(zhuǎn)而又能互不干擾，故此省去了離合的結(jié)構(gòu)。

此外，我們知道汽車從靜止到行駛再到靜止等一系列不同的工況下，需要傳動系統(tǒng)提供不同的扭矩輸出，而這也是變速箱存在的重要意義之一。E－CVT變速箱里面由于存在兩個電機(jī)，只要控制這兩個電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速就能使外齒圈上獲得的發(fā)動機(jī)動力無級變化，從而使得汽車達(dá)到無級變速。

E－CVT優(yōu)勢：解決動力和燃效這對老冤家的最佳答案

正是由于E－CVT變速箱有著簡單可靠的結(jié)構(gòu)，再輔以巧妙無比的設(shè)計，使得它成為了豐田混動系統(tǒng)的最佳拍檔。那么它相比只一字之差的CVT變速箱有著怎樣的優(yōu)勢呢？

第一，我們前面說過，為了將混動系統(tǒng)中的兩種動力來源完美的融合，那么E－CVT變速箱的出現(xiàn)成為了必然，否則整套系統(tǒng)無法順利的工作，這是傳統(tǒng)變速箱所不能勝任的。

第二，由于傳統(tǒng)CVT變速箱，多采用鋼帶鏈接，當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出較大扭矩時，容易出現(xiàn)鋼帶打滑等風(fēng)險。所以傳統(tǒng)CVT變速箱是無法承受大扭矩輸出的。然而E－CVT沒有了鋼帶等因素的制約，是可以承受大扭矩輸出的，這為制造高性能混動車型成為了可能。

第三、傳統(tǒng)CVT變速箱，由于零件眾多，鋼帶、液濾變矩器等部件的存在使得變速箱整體體積較大，從而使得車輛的體積也無法有效的縮小。而E－CVT變速箱由于結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)少，體積相比傳統(tǒng)變速箱大為縮小，使得其可以搭載于車身更為緊湊的車型上。

第四，比如卡羅拉雙擎這樣搭載E－CVT的車型，其在絕大部分工況，如啟動、加速、減速下，都是由電機(jī)直接驅(qū)動車輛的，發(fā)動機(jī)只在高速行駛時，才會介入，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和車速時沒有必然聯(lián)系的。既然如此，在電機(jī)的直接驅(qū)動下，齒比是恒定的，所以車輛行駛時，擁有絕佳的平順性，不會感受到任何頓挫。同時，在減速時，系統(tǒng)還可將剩余的電能充入電池，來節(jié)約能量，這使得搭載這套系統(tǒng)的車輛在不同工況下，都擁有最佳的燃效。

我們都知道，自豐田于1997年推出首臺搭載混動系統(tǒng)及E－CVT變速箱的首代普銳斯之后，隨著這款車型在全球的熱銷，以及后續(xù)混動車型的不斷面世，讓豐田成為了混動汽車領(lǐng)域無可爭議的王者。此后，某日系品牌及美系品牌也陸續(xù)研發(fā)出了混動系統(tǒng)以及他們的E－CVT變速箱。那么，豐田的E－CVT和后來者的E－CVT相比究竟如何呢？

某日系品牌的混動系統(tǒng)采用了發(fā)動機(jī)和電機(jī)串聯(lián)的方式，由于發(fā)動機(jī)的工作主要是給電池充電，并且系統(tǒng)中各個部件采用了固定的齒比，所以其搭載的E－CVT變速箱并非行星齒輪組結(jié)構(gòu)，實則是結(jié)構(gòu)及其簡單的多片離合器組。這樣設(shè)計的優(yōu)勢在于減少了部件間的能量損失，提升了效率。不過這樣的結(jié)構(gòu)比起豐田的E－CVT依然有它的不足之處，由于行星齒輪組的存在，豐田的E－CVT使得發(fā)動機(jī)和電機(jī)可以協(xié)同工作，所以發(fā)動機(jī)會有更多的機(jī)會為電機(jī)充電，通俗的來說，就是發(fā)動機(jī)特意為電池啟動的機(jī)會便會減少。比如在長時間低速行駛后，電池處于缺電狀態(tài)，豐田的發(fā)動機(jī)啟動后會邊輸出動力邊為電池充電，而某日系品牌的系統(tǒng)必須先將發(fā)動機(jī)的動力完全轉(zhuǎn)化為電能，再由電動機(jī)驅(qū)動車輛前進(jìn)，這其中多了一道手續(xù)，效率必然有所減低。

從技術(shù)上來說，豐田的E－CVT才是汽車變速箱變革的終極追求，它既改善了傳統(tǒng)變速箱的平順性缺失和系統(tǒng)燃油經(jīng)濟(jì)性缺失的弱點，又不像純電汽車那樣，由于沒有變速箱，從而在極速上被限制?？梢哉f，E－CVT是解決動力和燃效這對老冤家的最佳答案。

擁有這些絕對優(yōu)勢的E－CVT使得豐田的混動汽車擁有上佳的行駛平順性和燃油經(jīng)濟(jì)性，成為了現(xiàn)在和未來很多消費者購車的首選。隨著豐田混動系統(tǒng)的不斷完善和提升，以及由一汽豐田引入越來越多的混動車款，相信E－CVT變速箱也在不斷的完善自身和繼續(xù)提升。卡羅拉雙擎這樣燃油經(jīng)濟(jì)性出眾而又擁有不俗動力的車型，正在成為中國消費者的首選車型，在環(huán)保理念日益深入人心的當(dāng)下和未來，E－CVT必將大放異彩。