Explication du système E-Four de Toyota Prius 4 : réduction des efforts de frottement

Sur la nouvelle Prius 4 2016, Toyota a proposé pour la première fois, la capacité 4 roues motrices à la gamme Prius.

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Pour cela, Toyota a réussi à développer un système de propulsion électrique E-Four, suffisamment compact pour être intégré en option sur l’essieu arrière d’une berline compacte familiale traction; ce qui le rend assez novateur/difficile en terme d’intégration: habituellement, les véhicules hybrides 4 roues motrices ont été conçus spécifiquement (comme Peugeot 3008 HYBRID4).

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Le système E-Four est constitué par un onduleur arrière et un moto-réducteur intégré sur l’essieu arrière

Dans le système E-Four, le moteur à induction voit son couple amplifié par un réducteur mécanique (engrenage, ratio 10,487), cet effort (rotation) est ensuite distribué à la roue de gauche et à la roue de droite,  de façon adaptative (dans un virage, la roue extérieure doit tourner plus vite que la roue intérieure).

Un mécanisme coaxial a permis de miniaturiser l’ensemble.

Le moto-réducteur E-Four peut fournir un couple maximal de 55 N.m et une puissance maximale de 5,3 kW (7,2 Ch).
En comparaison, le système électrique de 3008 Hybrid4 fournit un couple de 200 N.m avec une puissance de 27 kW (37Ch): mais ce n’est pas comparable car c’est le seul bloc électrique de 3008, alors que la Prius 4 dispose d’une autre motorisation électrique principale en traction qui fournit 53 kW (72 Ch).

Découpe du mécanisme/Architecture du système E-Four

Découpe du mécanisme/Architecture du système E-Four

 

Toyota a dû travailler sur la réduction de frottement, provenant de l’huile de refroidissement.

En effet, le présentateur Toyota explique que: « le système 4 roues motrices est utilisé principalement à basse vitesse, et le moteur chauffe au cours de l’utilisation ».

Les situations dans lesquelles Prius 4 pourrait faire appel à la capacité 4 roues motrices

Les situations dans lesquelles Prius 4 pourrait faire appel à la capacité 4 roues motrices: accélération et terrain glissant (neige…etc)

Pour refroidir l’extrémité du bobine et le réducteur, le rotor du moteur électrique et le réducteur va aspirer l’huile de refroidissement dans son mouvement de rotation, cet huile étant stocké en bas du carter E-Four.

Or dans la plage de vitesse 20-30 Km/h, le véhicule n’a pas besoin de la capacité 4 roues motrices, le moteur électrique ne chauffe pas, par conséquent, il n’y a pas besoin d’aspirer l’huile et cet action ne fera qu’ajouter des pertes (en frottement).

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Pour y résoudre, les ingénieurs ont ajouté un réservoir auxiliaire au dessus du carter: quand la vitesse du véhicule est élevé (au dessus de 20 km/h), l’huile aspiré sera retenu dans ce réservoir, au lieu de stagner en bas (puis ré-aspiré).

Et si la vitesse du véhicule redescend en dessous de 20 Km/h, l’huile de refroidissement redescend dans le bas du carter. Toyota a donc réussir à implémenter cette fonctionnalité, sans avoir recours à un système de pompe onéreux.

Source: Nikkei BP

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Author: Félix Wong

Ancien ingénieur mécanique en aéronautique, je suis devenu un passionné automobile avec la technologie hybride... J'aime aussi la bonne cuisine (et le faire), la photographie, et améliorer proprement son véhicule.

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1 Comment

  1. Plus on en apprend, plus je suis impressionné par ce que vient de produire Toyota. Quelle inventivité !

    Je te mets 5 étoiles en passant pour inaugurer le système de notation mais surtout pour le contenu et les médias foirnis.

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