2019新款捷豹路虎極光新技術(shù)介紹(三)

◆文/北京 王繼東

(接上期)

三、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)AWD)

1.概述

新極光有多種傳動(dòng)系統(tǒng)選項(xiàng)可用：①配備第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)的四輪驅(qū)動(dòng)(AWD)；②配備第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的AWD。

傳動(dòng)系統(tǒng)新技術(shù)包括：①更新型動(dòng)力傳遞單元(PTU)；②具備傳動(dòng)系統(tǒng)斷開功能的第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)；③適用于標(biāo)準(zhǔn)和主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的全新后驅(qū)動(dòng)單元(RDU)。

2.配備第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)的AWD

新極光現(xiàn)在采用了第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于200馬力(1馬力=0.7354987kW)，249馬力汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力總成系統(tǒng)。配備第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛使用傳統(tǒng)機(jī)械差速器，用于將前后扭矩輸出到半軸。前差速器位于自動(dòng)變速器內(nèi)，后差速器位于RDU內(nèi)。

第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)部件如圖22所示。第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)包括：①前差速器；②PTU；③兩件式傳動(dòng)軸(整件更換，不可分開)；④帶單離合器組件的RDU。

第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)配有一個(gè)PTU，它連接至變速器，用于以機(jī)械方式斷開和重新連接供應(yīng)至傳動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力。這就實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)系統(tǒng)斷開功能，本節(jié)的后面將會(huì)詳述這一功能。PTU是一個(gè)通用部件，可與第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)共用。在AWD模式下，第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)利用RDU中的濕式多片式離合器組件持續(xù)改變前/后扭矩分配。前差速器和PTU由變速器的輸出軸驅(qū)動(dòng)。然后通過兩件式傳動(dòng)軸，將扭矩傳輸至RDU。接下來，傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)RDU中的后差速器，后差速器然后通過離合器組件將扭矩傳輸至后輪。

3.配備第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的AWD

第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)僅適用于300馬力汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。配備第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)布局與配備第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛基本相同，不同之處在于帶雙多片式離合器組件的RDU的安裝。前差速器位于自動(dòng)變速器內(nèi)。PTU是一個(gè)通用部件，可與第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)共用。第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)RDU沒有差速器，至左右側(cè)后輪的動(dòng)力傳輸由單個(gè)離合器組件控制。

第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)部件如圖23所示。第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)包括：

①前差速器；②PTU；③兩件式傳動(dòng)軸(整件更換，不可分開)；④帶雙離合器組件的RDU。

圖22 第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)部件

圖23 第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)部件

在AWD模式下，第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)利用RDU中的離合器組件持續(xù)改變前/后扭矩分配以及后輪的左/右扭矩平衡。前差速器和PTU由變速器的輸出軸驅(qū)動(dòng)。然后通過兩件式傳動(dòng)軸，扭矩將被傳輸至RDU。接下來，傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)與RDU中的托架相連的冠狀齒輪，該托架連接了兩個(gè)獨(dú)立的濕式多片式離合器組件，每個(gè)后輪使用一個(gè)組件。離合器組件獨(dú)立地將驅(qū)動(dòng)力傳輸至每個(gè)后輪。

4.傳動(dòng)系統(tǒng)斷開系統(tǒng)

傳動(dòng)系統(tǒng)斷開系統(tǒng)是一個(gè)電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，能夠完全接合和分離傳輸至傳動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力，因而也能完全接合和分離傳輸至后輪的扭矩。該系統(tǒng)提高了燃油經(jīng)濟(jì)性并增強(qiáng)了車輛的公路/越野行駛操控性和駕駛性能。

若要啟用傳動(dòng)系統(tǒng)斷開系統(tǒng)，需要使用以下部件：

①PTU；②RDU；③AWD控制模塊(AWDCM)；④AWDB控制模塊(AWDBCM)-僅限第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)；⑤傳動(dòng)系統(tǒng)斷開控制模塊(DDCM)。

當(dāng)符合相關(guān)條件時(shí)，PTU以機(jī)械方式斷開傳輸至傳動(dòng)軸和RDU的驅(qū)動(dòng)力。此外，RDU中的離合器組件將會(huì)分離以進(jìn)一步減少傳動(dòng)系統(tǒng)阻力。

若要重新接合AWD系統(tǒng)：①對(duì)RDU離合器施加高達(dá)50N·m的閉合扭矩以提高傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；②當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速與前軸轉(zhuǎn)速相匹配時(shí)，RDU離合器將會(huì)移回咬合點(diǎn)；③然后，PTU爪形離合器將會(huì)接合，RDU離合器的扭矩將會(huì)升高至所需的后軸扭矩。

當(dāng)需要使用AWD時(shí)，PTU爪形離合器將會(huì)閉合，并且：

①在第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)中，RDU中的離合器組件將會(huì)通過機(jī)械開放式差速器控制兩個(gè)后輪的扭矩分配。

②在第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中，RDU中的離合器組件將會(huì)控制單個(gè)后輪的扭矩分配。

傳動(dòng)系統(tǒng)連接正時(shí)：

①150ms-RDU離合器達(dá)到同步扭矩；

②350ms-PTU到達(dá)已連接位置；

③450ms-RDU離合器向后軸應(yīng)用請(qǐng)求的扭矩。

傳動(dòng)系統(tǒng)斷開系統(tǒng)先決條件：在全地形反饋適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)置為“舒適”或“Eco”的情況下，如果在以下情況下駕駛車輛，則傳動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)斷開：

①從靜止加速到15km/h。

②以超過15km/h的恒定速度行駛5s。

注意：如果車速降到5km/h以下，則傳動(dòng)系統(tǒng)將自動(dòng)重新連接。

在以下情況下，傳動(dòng)系統(tǒng)將保持連接或重新連接：

①關(guān)閉了DSC(客戶手動(dòng)關(guān)閉或由于ABS模塊中存在故障而關(guān)閉)；

②環(huán)境溫度低(低于-10℃)；

③發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩需求高；

④選擇了“動(dòng)態(tài)”、“沙地”或“泥濘地面/車轍地”全地形反饋適應(yīng)系統(tǒng)模式；

⑤檢測(cè)到車輪打滑；

⑥檢測(cè)到高橫向加速度/偏航力矩；

⑦檢測(cè)到路面不平；

⑧選擇倒車擋。

如果存在與AWD系統(tǒng)操作有關(guān)的DTC，則傳動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)斷開并進(jìn)入2輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。

全地形反饋適應(yīng)系統(tǒng)不同模式下的傳動(dòng)系統(tǒng)斷開功能如表4。

表4 全地形反饋適應(yīng)系統(tǒng)不同模式下的傳動(dòng)系統(tǒng)斷開功能

5.動(dòng)力傳遞單元(PTU)

動(dòng)力傳遞單元(PTU)如圖24所示，內(nèi)部部件如圖25所示，部件分解圖如圖26所示。在旋轉(zhuǎn)凸輪環(huán)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，PTU通過爪形離合器機(jī)構(gòu)以機(jī)械方式連接/斷開供應(yīng)至傳動(dòng)軸和RDU的驅(qū)動(dòng)力。隨著凸輪環(huán)旋轉(zhuǎn)，凸輪環(huán)上的斜面作用在彈簧加載式爪形離合器的斜面上，從而分離從變速器傳輸至RDU的驅(qū)動(dòng)力。在斜面頂部，在電機(jī)沒有承受持續(xù)加載的情況下，一個(gè)平坦部分允許爪形離合器保持在分離狀態(tài)。所以，如果在爪形離合器打開時(shí)PTU電機(jī)發(fā)生故障，則傳動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)陷入永久性FWD狀態(tài)。PTU由DDCM控制。傳動(dòng)系統(tǒng)連接/斷開策略由AWDCM控制，它會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)主要的車輛和環(huán)境參數(shù)。當(dāng)達(dá)到傳動(dòng)系統(tǒng)斷開條件時(shí)，AWDCM會(huì)指示DDCM斷開PTU。當(dāng)需要使用AWD時(shí)，AWDCM會(huì)指示DDCM重新連接PTU。PTU由DDCM控制。傳動(dòng)系統(tǒng)連接/斷開策略由AWDCM控制，它會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)主要的車輛和環(huán)境參數(shù)。當(dāng)達(dá)到傳動(dòng)系統(tǒng)斷開條件時(shí)，AWDCM會(huì)指示DDCM斷開PTU。當(dāng)需要使用AWD時(shí)，AWDCM會(huì)指示DDCM重新連接PTU。PTU電機(jī)是可更換的。更換后無需執(zhí)行校準(zhǔn)例行程序。

圖24 動(dòng)力傳遞單元(PTU)

圖25 PTU內(nèi)部部件

圖26 PTU部件分解圖

6.后驅(qū)動(dòng)單元(RDU)

RDU負(fù)責(zé)傳輸和斷開供應(yīng)至后半軸的驅(qū)動(dòng)力。有兩種版本可用：①第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)-單離合器組件；②第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)-雙離合器組件。

兩種版本均采用了無需保養(yǎng)的“終生不用換油”設(shè)計(jì)。

第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)RDU如圖27所示，內(nèi)部部件如圖28所示。配備第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛有一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)械后差速器，其差速器殼體上裝有一個(gè)集成的離合器組件。從傳動(dòng)軸至RDU的驅(qū)動(dòng)力通過輸入法蘭傳輸至小齒輪上，該小齒輪然后驅(qū)動(dòng)安裝在開放式差速器上的冠狀齒輪。離合器組件安裝在差速器殼體的左側(cè)。離合器組件的一半以物理方式連接至差速器中的左太陽齒輪。離合器組件的另一半有一個(gè)供左后半軸使用的花鍵輸出裝置。右太陽齒輪也有一個(gè)供右后半軸使用的花鍵輸出裝置。一個(gè)三相電動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)將會(huì)旋轉(zhuǎn)凸輪環(huán)，而凸輪環(huán)將會(huì)旋轉(zhuǎn)離合器組件內(nèi)的滾珠斜面機(jī)構(gòu)。這就會(huì)將可變扭矩施加到離合器組件上，離合器組件進(jìn)而改變傳輸至后輪的扭矩量。隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)凸輪環(huán)并將扭矩傳輸至離合器組件，差速器能夠正常工作，將驅(qū)動(dòng)力傳輸至后輪。當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)斷開系統(tǒng)工作時(shí)，離合器組件完全打開，從而與PTU中打開的爪形離合器一起減少傳動(dòng)系統(tǒng)阻力。

圖27 第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)RDU

1.冠狀齒輪；2.左RDU離合器驅(qū)動(dòng)電機(jī)；3.左離合器組件；4.來自傳動(dòng)軸的輸入；5.小齒輪；6.差速器。

7.第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)RDU

第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)RDU如圖29所示，內(nèi)部部件如圖30所示。第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中的RDU沒有差速器。每個(gè)半軸都通過獨(dú)立的離合器組件驅(qū)動(dòng)，其工作方式與在標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)RDU中的方式相同。來自傳動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力通過輸入法蘭傳輸至小齒輪和冠狀齒輪，這些齒輪然后驅(qū)動(dòng)安裝了每個(gè)離合器組件的托架。每個(gè)離合器組件的一半都安裝在托架上。另一半有一個(gè)供對(duì)應(yīng)半軸使用的花鍵輸出裝置。一個(gè)三相電動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)將會(huì)旋轉(zhuǎn)凸輪環(huán)，以便旋轉(zhuǎn)每個(gè)離合器組件內(nèi)的滾珠斜面機(jī)構(gòu)。這就會(huì)將可變扭矩施加到每個(gè)離合器組件上，離合器組件進(jìn)而改變傳輸至每個(gè)后輪的扭矩量。當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)斷開系統(tǒng)工作時(shí)，離合器組件完全打開，從而與PTU中打開的爪形離合器一起減少傳動(dòng)系統(tǒng)阻力。RDU電機(jī)是可更換的，在更換后需要執(zhí)行校準(zhǔn)例行程序。從AWDCM/B至RDU電機(jī)的接線線束也是可更換的。

圖29 第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)RDU

圖30 第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)RDU內(nèi)部部件

8.傳動(dòng)系統(tǒng)控制

全輪驅(qū)動(dòng)(AWD)控制模塊(AWDCM)負(fù)責(zé)傳動(dòng)系統(tǒng)高級(jí)控制策略，包括扭矩傳遞和斷開策略。AWDCM如圖31所示，AWDCM控制RDU和PTU(通過DDCM)，并且位于RDU的前上部。AWD系統(tǒng)控制框圖如圖32所示。AWDCM通過FlexRay連接至車輛上的其他模塊。有兩種版本的AWDCM可用，它們共用一個(gè)類似的殼體：

①第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)-AWDCM；

②第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)-帶AWDBCM的AWDCM。

注意：AWDCM和AWDBCM是兩個(gè)獨(dú)立的控制模塊。但是，AWDBCM與AWDCM位于同一個(gè)殼體內(nèi)。對(duì)于配備第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛，當(dāng)使用JLR認(rèn)可的診斷設(shè)備時(shí)，設(shè)備上會(huì)同時(shí)顯示AWDCM和AWDBCM。

在第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中存在相同的左驅(qū)動(dòng)電機(jī)和霍爾傳感器，它們均由AWDCM控制，但是AWDBCM控制用于驅(qū)動(dòng)右離合器執(zhí)行器環(huán)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。與AWDCM一樣，驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的霍爾傳感器直接監(jiān)測(cè)電機(jī)的位置以確定所需的離合器耦合扭矩。

兩個(gè)版本都通過RJB中由BCM控制的繼電器提供電源。此外，在第2代標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)系統(tǒng)和第2代主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中，AWDCM還監(jiān)測(cè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速傳感器。傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速傳感器位于RDU的前上部，也就是AWDCM/B的正后方。傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速傳感器屬于霍爾型傳感器，可以單獨(dú)更換，并且更換后無需執(zhí)行校準(zhǔn)例行程序。

圖31 全輪驅(qū)動(dòng)(AWD)控制模塊(AWDCM)

圖32 AWD系統(tǒng)控制框圖

傳動(dòng)系統(tǒng)斷開控制模塊(DDCM)如圖33所示，PTU由DDCM控制。DDCM控制一個(gè)三相電機(jī)，該電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)爪形離合器執(zhí)行器環(huán)以連接/斷開PTU。電機(jī)中的霍爾傳感器用于監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置。DDCM是一個(gè)從屬單元，由AWDCM通過專用AWDCAN總線進(jìn)行控制。DDCM通過EJB中由BCM控制的繼電器接收電源。

圖33 傳動(dòng)系統(tǒng)斷開控制模塊(DDCM)

(未完待續(xù))