japjap ha scritto:
L'mg2 è collegato direttamente con le ruote, mg1 gestisce ricariche e accensioni del benzina, si potrebbe dire che le toyota ibride sono a trazione elettrica. Non c'è nessuna variazione di rapporti ma solo di giri.
L'hsd è l'evoluzione della bicicletta.
E se invece MG1, oltre a fare quelle cosine che dici, venisse gestito nella sua velocità e coppia (frenato e accelerato) al fine di interagire attivamente fra Mg2 (quindi ruote) e ICE?
Ipotizziamo per esempio la condizione iniziale di una Prius2 che stia a 60km/h dietro ad un TIR, velocità costante perchè c'è traffico in senso contrario e non si può superarare... Ipotizziamo che il motore termico sia acceso, con certe condizioni di carica della batteria, e che venga tenuto dal sistema ad un regime di 1300giri circa: in questa condizione avremo i componenti del PSD , solare planerario e corona, che gireranno rispettivamente a -950rpm, 1300rpm e 2150rpm (valori arrotondati). Quindi Mg1 gira "al contrario" a -950rpm, ICE a 1300 e MG2, solidale alla corona, gira a 2150giri al minuto, tutte velocità regolate dal sistema di gestione.
Ipotizziamo ora che si apra un varco e che il guidatore decida di superare il TIR, premendo quindi l'acceleratore per bene ma non a tutto gas: se la memoria, l'esperienza ed il rumore non m'ingannano, il sistema darà corrente a MG2 per imprimere velocità alle ruote, ma contemporaneamente imporrà anche un innalzamento del regime del motore termico. Ora come è possibile che in una Prius2, che un secondo dopo la pressione del gas viaggia già a 62km/h, il motore termico passi dai 1300giri/min a, ipotizziamo, 2800giri/min scelti dal sistema per quella data pressione del gas? Se il rapporto fosse realmente fisso, come amate ripetere, a 62km/h il termico dovrebbe girare a 1735giri/min.... invece sale
rapidamente e in maniera continua, senza interruzioni di coppia alle ruote, a 2800rpm... Questo avviene perchè MG1, sotto comando del sistema di gestione, passa dalla rotazione in un senso a 950rpm a quella di 4250giri al minuto nel senso inverso, in velocemente ma gradualmente e, soprattutto, in maniera
CONTINUA. A quel punto la prius2, sotto la spinta combinata di MG2 e di ICE, prenderà rapidamente velocità con ICE che, poniamolo per ipotesi, rimane fisso a 2800giri; anche qui la cosa sarebbe impossibile con un rapporto FISSO ma qui c'è il solito MG1 che, sempre comandato dall'elettronica di potenza, rallenterà gradatamente la propria velocità di rotazione man mano che la Prius2 accelera arrivando, per dire, all'istante prima del rilascio del gas con MG1 a 2250rpm e con la vettura a 85km/h e ICE ancora tenuto a 2800giri. Poi, con il rilascio del gas, ICE viene rallentato o spento, dipenderà dall'entità del rilascio e dalla carica delle batterie, ma anche qui il fautore della variazione dei giri di ICE sarà sempre MG1 assieme alla ECU del termico, visto che la velocità dell'auto rimane costante a circa 85km/h.. Ho usato dei numeri a raglio soprattutto per l'ICE perchè non avendo la Prius2 un contagiri, non ho mai potuto leggere gli RPM effettivi in una condizione del genere, ma per il resto è corretto.
Il
FATTO (e lo chiamo fatto perchè
E' un dato di fatto, quindi inutile girarci intorno) che ad una data velocità il motore stia ad un certo regime di giri, e che un momento dopo a parità di velocità il regime del motore cambi in maniera graduale senza interruzione di potenza alle ruote, identifica in maniera INEQUIVOCABILE una variazione del rapporto di trasmissione fra motore e ruote e quindi la presenza di una CVT. Il rapporto di trasmissione, in meccanica, NON E' il rapporto fra il numero di denti degli ingranaggi (o meglio lo è solo quando la trasmissione è puramente ad ingranaggi), ma è il rapporto fra la velocità dell'albero in ingresso e quello in uscita; nel nostro caso l'ingresso sarà ICE e l'uscita la corona del differenziale, ovvero la Vmedia fra quelle di ruota sx e dx che su strada dritta coincidono; se questo rapporto varia in maniera CONTINUA e senza interruzioni di coppia, vuol dire che in mezzo c'è una CVT. E in mezzo, fra ICE e differenziale, non c'è solo un epicicloidale, bensì un epicicloidale con MG1, vanno considerati assieme.
Nell'HSD il rapporto fisso esisterebbe nel caso MG1 rimanesse sempre "bloccato" ruotando ad una velocità fissa oppure venisse vincolato al planetario o ancora alla carcassa del cambio; è ciò che avviene nei cambi epicicloidali a convertitore quando, manovrando opportunamente le varie frizioni, i diversi elementi dell'epicicloidale vengono vincolati a qualcosa lì dentro realizzando ad ogni vincolo un rapporto diverso. Per esempio, se in un epicicloidale blocchi planetario al solare hai un rapporto; se blocchi il planetario alla carcassa del cambio ne hai un altro, e via dicendo. Nel sistema TRW, che poi è stato preso a spunto da Toyota e da Ford, l'usare il motogeneratore MG1 al posto di uno o più pacchi frizione/freno semplicemente controllandone la velocità consente di passare da un vincolo all'altro in maniera
continua , oltre che a render possibile avviamento e spegnimento del termico e la ricarica delle batterie ad auto ferma o in movimento, con una flessibilità di utilizzo mostruosa.
Te hai perfettamente ragione quando dici che nell'epicicolidale ci sono degli ingranaggi, e che questi hanno rapporto geometrico immutabile fra loro; quello che però non hai ancora compreso è che in quell'epicicloidale che funziona un pò da differenziale, MG1 in quanto motogeneratore può assorbire o fornire coppia, può girare alla velocità che il sistema ritiene più opportuna e con questa feature, trattandosi il giunto epicicloidale in buona sostanza di un differenziale, MG1 può regolare di fatto il rapporto fra le velocità di ICE e MG2. E quando lo regola in maniera graduale,
DI FATTO realizza una Continuosly Variable Transmission.
Un sistema ibrido completamente seriale, motore termico->generatore->batterie->regolazione->motore elettrico->ruote è anch'esso un CVT nonostante in mezzo non vi sia un ingranaggio o una cinghia che sia una; ed è CVT perchè l'insieme generatore-batterie-motore elettrico riesce a variare la velocità delle ruote in maniera CONTINUA rispetto alla velocità del motore termico, a prescindere da come e con cosa lo faccia.
E' meccanica terra-terra, come ti confermerà qualsiasi ingegnere o perito meccanico, e spero che adesso sia chiaro...
Quest'animazione java
http://eahart.com/prius/psd/ è tanto chiara quando semplice e rende perfettamente l'idea di come interagiscano fra di loro MG1, MG2 e ICE, ci si può giocare variando le velocità di uno osservando come varino le altre due....
