青睐阿特金森循环 谈雷克萨斯混动技术

自1997年第一款混合动力汽车丰田普锐斯问世以来，混合动力技术凭借其卓越的燃油经济性成为各大汽车制造商的新战场。混合动力市场的争议从未停止，因为电池技术尚未达到汽车全面跃升至纯电动驱动的成熟度。雷克萨斯作为丰田的高端品牌，自然不甘于寂寞。LHD（雷克萨斯混合动力驱动）混合动力技术是它挥舞的剑。通过阿特金森循环发动机和电机的协同工作，在降低油耗的同时，动力输出也具有互补性，在混乱的混合河流和湖泊中占据了自己的位置。

● 混合动力系统的分类

混合动力系统可以根据混合程度进行分类。雷克萨斯通常将混合动力系统分为广义的全（强）混合动力系统和部分（弱）混合动力。在车辆行驶过程中，全混合动力系统的发动机和电机可以相互配合，相辅相成。与仅以电机为辅助动力的部分混合动力系统相比，节油效率更显著，这也是混合动力技术的发展趋势。雷克萨斯LHD混合动力系统是一个完全混合动力系统。

提示：

中国常用的混合动力系统是根据混合程度进行分类的。

微型混合动力：电机峰值功率与发动机额定功率之比≤5%。

轻度混合动力：电机峰值功率与发动机额定功率之比为5%-15%。

中度混合动力：电机峰值功率与发动机额定功率之比为15%-40%。

重型混合动力：电机峰值功率与发动机额定功率之比超过40%。

当然，混合动力系统也可以根据动力传输路线分为串联、并联和串联三种，很容易区分。当车辆串联行驶时，发动机并不直接提供前进所需的动力，而是用来驱动发电机给电池充电，然后由电机驱动车辆行驶。在并联混合动力中，发动机作为主要动力源，电机仅作为辅助，在车辆启动和加速时提供动力。串并联混合动力系统是一体的，只能由电机驱动，也可以与发动机同时工作，具有更大的灵活性。是的，雷克萨斯LHD混合动力系统是一个串并联混合动力系统。

● LHD混合动力系统的部件

在了解了雷克萨斯LHD是一个什么样的混合动力系统之后，让我们简单了解一下这个系统由哪些部件组成。很多人可能认为混合动力系统很神秘，但它的结构并不是很复杂。LHD混合动力系统包括一台阿特金森循环发动机、一个动力分流装置、一个电能转换器、一个功率控制单元、一个电池和两个电机（这两个电机被称为MG1和MG2，MG1负责给电池充电或为MG2提供动力，并用作发动机启动电机，不直接提供驱动力；

MG2负责驱动车轮，并在制动时通过动力回收系统为电池充电），其中发动机和带有阿特金森循环的电机为驱动车辆提供动力。我相信有人会问阿特金森循环是什么。这样一个尴尬的名字真的不为人所知。带着这个问题，让我们继续看下去。

● 阿特金森循环是什么？

许多人在阅读技术文章时会被各种不常见的术语弄得眼花缭乱，其中原理更是晦涩难懂。为了避免这个问题，我们不妨开门见山。与传统的发动机工作循环相比，阿特金森循环最大的特点是动力冲程比压缩冲程长，也就是我们常说的膨胀比大于压缩比。更长的功率冲程可以更有效地利用燃烧后废气的残余高压，因此燃油效率高于传统发动机。只要你理解这一点，阿特金森循环就会被70%的人理解。

众所周知，发动机的工作过程分为四个阶段：进气、压缩、做功和排气。传统发动机四级的活塞冲程是相同的，但阿特金森循环如何在压缩和工作阶段实现不同的冲程？1882年，阿特金森循环发动机刚刚问世时，通过复杂连杆的配合实现了这一功能。

然而，随着时间的推移，使用如此复杂的结构显然是不现实的，但其节油特性满足了目前人们的需求。因此，雷克萨斯发动机使用气门相位调节器来控制进气门的延迟关闭，以取代复杂的连杆机构，从而使发动机的进气门在进气冲程后的一段时间内保持打开状态，从而吐出一部分吸入的混合气，更简单地实现膨胀比大于压缩比的效果，并模拟阿特金森循环工况。

也许有些人不明白为什么这样可以节省燃料，所以我们可以简单地解释一下。对于同一台发动机，膨胀比越大，工作冲程越长，同一种燃料所释放的能量利用得越充分。然而，膨胀比越大，压缩比就越高，这可能导致发动机爆震。因此，可以在不增加压缩比的情况下增加膨胀比并延长工作冲程，从而可以更充分地利用燃烧所释放的能量。

● 为什么阿特金森循环条件可以满足混合动力电动汽车的需求？

为什么混合动力汽车对阿特金森循环有好感？原因很简单。首先，混合动力汽车的主要目的是节省燃料，这与阿特金森循环完全一致。其次，混合动力电动汽车除了发动机外还配备了一台电动机，可以弥补阿特金森循环的性能缺陷，防止其因自身缺陷而被抛弃。那么阿特金森循环的缺陷是什么呢？

首先，当发动机低速运转时，当进气门关闭较晚并“回流”时，本已稀薄的混合气会变少，导致低速扭矩不佳，车辆在启动时明显缺乏动力。没有人希望自己的汽车一开始就被大量淘汰，制造商自然也不想被嘲笑。

其次，阿特金森循环的长活塞行程可以充分利用燃烧产生的能量，使车辆更省油，但它也限制了速度，使加速性能更差，“功率上升”的指标会很低。这也使得它很难被人们所接受。

这样一来，只能在中速时显示其优势的阿特金森自行车无疑处于尴尬境地，而城市地区的交通堵塞使其更加糟糕。然而，混合动力电动汽车配备的电机正好弥补了它在这方面的缺陷。发动机低速运行时，车辆由电机驱动，高速运行时由电机辅助，使其自身优势得到充分发挥。目前，一些常规动力汽车也使用延迟喷射功能，使发动机在某些工况下模拟阿特金森循环，以提高节油效果……

● LHD混合动力系统的工作过程

组成系统的组件很清楚，工作过程也更容易理解。同样，如果我们像教科书一样深入研究，恐怕我们会再次陷入头晕的困境，所以我们受欢迎就足够了，这样每个人都能理解系统在做什么。

我们将车辆的行驶状态分为四种情况：起步和低速行驶、正常行驶、全加速、减速和制动。在启动和低速行驶时，车辆处于纯电动模式，仅由电机驱动，可以降低车辆的油耗和排放，解决阿特金森循环低速扭矩不足的缺陷。在正常驾驶过程中，车辆由发动机和电机驱动，以实现最佳的经济性。在完全加速时，发动机和电机为车辆提供最大的动力输出，使车辆具有良好的加速性能。在减速和制动过程中，动力回收系统将回收和再生减速和制动时产生的能量，并通过电机为电池充电，以进一步降低油耗。当然，整个过程不需要人工干预，由动力控制单元PCU负责。

此外，对于混合动力系统来说，强劲的动力只是其自身的使命之一，如何有效地将动力传递到车轮上是判断其好坏的另一个关键因素。雷克萨斯LHD混合动力系统还配备了ECVT电控无级变速自动变速器，这在这方面与传统车辆不同。该变速箱集成了一组行星齿轮组，用于管理LHD混合动力系统中两台电机和发动机之间的动力分配，并采用AI换档控制，可自动调节速比以满足节油需求，全程无任何顿挫感，动力传输效率更高。

● LHD混合动力系统车型

目前，雷克萨斯搭载LHD混合动力系统的车型包括CT200h、ES300h、GS450h/300h、RX450h和LS600hL。虽然这些汽车的油耗明显低于传统动力汽车，但其动力性能也不逊色。不用说，这自然是由于石油和电力的合作。

编辑摘要：

雷克萨斯LHD混合动力系统采用阿特金森循环电机与发动机相结合，通过高效的控制和传动系统，使油耗保持在比传统内燃机动力汽车更低的水平，动力性能互补。在混合动力汽车的激烈竞争中，它有自己的地位。然而，技术的发展不会停滞不前，制造商之间的激烈争斗将日复一日地继续上演。在优胜劣汰的激烈竞争中，雷克萨斯LHD混合动力技术将有哪些顺应潮流的新变化，我们仍然不知道。然而，无论技术如何发展，满足消费者的需求都是其最终目标。自1997年第一款混合动力汽车丰田普锐斯问世以来，混合动力技术凭借其卓越的燃油经济性成为各大汽车制造商的新战场。混合动力市场的争议从未停止，因为电池技术尚未达到汽车全面跃升至纯电动驱动的成熟度。雷克萨斯作为丰田的高端品牌，自然不甘于寂寞。LHD（雷克萨斯混合动力驱动）混合动力技术是它挥舞的剑。通过阿特金森循环发动机和电机的协同工作，在降低油耗的同时，动力输出也具有互补性，在混乱的混合河流和湖泊中占据了自己的位置。

● 混合动力系统的分类

混合动力系统可以根据混合程度进行分类。雷克萨斯通常将混合动力系统分为广义的全（强）混合动力系统和部分（弱）混合动力。在车辆行驶过程中，全混合动力系统的发动机和电机可以相互配合，相辅相成。与仅使用电机作为辅助动力的部分混合动力系统相比，节油效率更显著，即……

以及混合动力技术的发展趋势。雷克萨斯LHD混合动力系统是一个完全混合动力系统。

提示：

中国常用的混合动力系统是根据混合程度进行分类的。

微型混合动力：电机峰值功率与发动机额定功率之比≤5%。

轻度混合动力：电机峰值功率与发动机额定功率之比为5%-15%。

中度混合动力：电机峰值功率与发动机额定功率之比为15%-40%。

重型混合动力：电机峰值功率与发动机额定功率之比超过40%。

当然，混合动力系统也可以根据动力传输路线分为串联、并联和串联三种，很容易区分。当车辆串联行驶时，发动机并不直接提供前进所需的动力，而是用来驱动发电机给电池充电，然后由电机驱动车辆行驶。在并联混合动力中，发动机作为主要动力源，电机仅作为辅助，在车辆启动和加速时提供动力。串并联混合动力系统是一体的，只能由电机驱动，也可以与发动机同时工作，具有更大的灵活性。是的，雷克萨斯LHD混合动力系统是一个串并联混合动力系统。

● LHD混合动力系统的部件

在了解了雷克萨斯LHD是一个什么样的混合动力系统之后，让我们简单了解一下这个系统由哪些部件组成。很多人可能认为混合动力系统很神秘，但它的结构并不是很复杂。LHD混合动力系统包括一台阿特金森循环发动机、一个动力分流装置、一个电能转换器、一个功率控制单元、一个电池和两个电机（这两个电机被称为MG1和MG2，MG1负责给电池充电或为MG2提供动力，并用作发动机启动电机，不直接提供驱动力；

MG2负责驱动车轮，并在制动时通过动力回收系统为电池充电），其中发动机和带有阿特金森循环的电机为驱动车辆提供动力。我相信有人会问阿特金森循环是什么。这样一个尴尬的名字真的不为人所知。带着这个问题，让我们继续看下去。

● 阿特金森循环是什么？

许多人在阅读技术文章时会被各种不常见的术语弄得眼花缭乱，其中原理更是晦涩难懂。为了避免这个问题，我们不妨开门见山。与传统的发动机工作循环相比，阿特金森循环最大的特点是动力冲程比压缩冲程长，也就是我们常说的膨胀比大于压缩比。更长的功率冲程可以更有效地利用燃烧后废气的残余高压，因此燃油效率高于传统发动机。只要你理解这一点，阿特金森循环就会被70%的人理解。

众所周知，发动机的工作过程分为四个阶段：进气、压缩、做功和排气。传统发动机四级的活塞冲程是相同的，但阿特金森循环如何在压缩和工作阶段实现不同的冲程？1882年，阿特金森循环发动机刚刚问世时，通过复杂连杆的配合实现了这一功能。

然而，随着时间的推移，使用如此复杂的结构显然是不现实的，但其节油特性满足了目前人们的需求。因此，雷克萨斯发动机使用气门相位调节器来控制进气门的延迟关闭，以取代复杂的连杆机构，从而使发动机的进气门在进气冲程后的一段时间内保持打开状态，从而吐出一部分吸入的混合气，更简单地实现膨胀比大于压缩比的效果，并模拟阿特金森循环工况。

也许有些人不明白为什么这样可以节省燃料，所以我们可以简单地解释一下。对于同一台发动机，膨胀比越大，工作冲程越长，同一种燃料所释放的能量利用得越充分。然而，膨胀比越大，压缩比就越高，这可能导致发动机爆震。因此，可以在不增加压缩比的情况下增加膨胀比并延长工作冲程，从而可以更充分地利用燃烧所释放的能量。

● 为什么阿特金森循环条件可以满足混合动力电动汽车的需求？

为什么混合动力汽车对阿特金森循环有好感？原因很简单。首先，混合动力汽车的主要目的是节省燃料，这与阿特金森循环完全一致。其次，混合动力电动汽车除了发动机外还配备了一台电动机，可以弥补阿特金森循环的性能缺陷，防止其因自身缺陷而被抛弃。那么阿特金森循环的缺陷是什么呢？

首先，当发动机低速运转时，当进气门关闭较晚并“回流”时，本已稀薄的混合气会变少，导致低速扭矩不佳，车辆在启动时明显缺乏动力。没有人希望自己的汽车一开始就被大量淘汰，制造商自然也不想被嘲笑。

其次，阿特金森循环的长活塞行程可以充分利用燃烧产生的能量，使车辆更省油，但它也限制了速度，使加速性能更差，“功率上升”的指标会很低。这也使得它很难被人们所接受。

这样一来，只能在中速时显示其优势的阿特金森自行车无疑处于尴尬境地，而城市地区的交通堵塞使其更加糟糕。然而，混合动力电动汽车配备的电机正好弥补了它在这方面的缺陷。发动机低速运行时，车辆由电机驱动，高速运行时由电机辅助，使其自身优势得到充分发挥。目前，一些常规动力汽车也使用延迟喷射功能，使发动机在某些工况下模拟阿特金森循环，以提高节油效果……

● LHD混合动力系统的工作过程

组成系统的组件很清楚，工作过程也更容易理解。同样，如果我们像教科书一样深入研究，恐怕我们会再次陷入头晕的困境，所以我们受欢迎就足够了，这样每个人都能理解系统在做什么。

我们将车辆的行驶状态分为四种情况：起步和低速行驶、正常行驶、全加速、减速和制动。在启动和低速行驶时，车辆处于纯电动模式，仅由电机驱动，可以降低车辆的油耗和排放，解决阿特金森循环低速扭矩不足的缺陷。在正常驾驶过程中，车辆由发动机和电机驱动，以实现最佳的经济性。在完全加速时，发动机和电机为车辆提供最大的动力输出，使车辆具有良好的加速性能。在减速和制动过程中，动力回收系统将回收和再生减速和制动时产生的能量，并通过电机为电池充电，以进一步降低油耗。当然，整个过程不需要人工干预，由动力控制单元PCU负责。

此外，对于混合动力系统来说，强劲的动力只是其自身的使命之一，如何有效地将动力传递到车轮上是判断其好坏的另一个关键因素。雷克萨斯LHD混合动力系统还配备了ECVT电控无级变速自动变速器，这在这方面与传统车辆不同。该变速箱集成了一组行星齿轮组，用于管理LHD混合动力系统中两台电机和发动机之间的动力分配，并采用AI换档控制，可自动调节速比以满足节油需求，全程无任何顿挫感，动力传输效率更高。

● LHD混合动力系统车型

目前，雷克萨斯搭载LHD混合动力系统的车型包括CT200h、ES300h、GS450h/300h、RX450h和LS600hL。虽然这些汽车的油耗明显低于传统动力汽车，但其动力性能也不逊色。不用说，这自然是由于石油和电力的合作。

编辑摘要：

雷克萨斯LHD混合动力系统采用阿特金森循环电机与发动机相结合，通过高效的控制和传动系统，使油耗保持在比传统内燃机动力汽车更低的水平，动力性能互补。在混合动力汽车的激烈竞争中，它有自己的地位。然而，技术的发展不会停滞不前，制造商之间的激烈争斗将日复一日地继续上演。在优胜劣汰的激烈竞争中，雷克萨斯LHD混合动力技术将有哪些顺应潮流的新变化，我们仍然不知道。然而，无论技术如何发展，满足消费者的需求都是其最终目标。

标签：雷克萨斯丰田

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