详解自由光四驱系统及其工作原理
1 111 发布于 2013-12-04 16:00:15 只看楼主 热门标准
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本着不吹也不黑实事求是的精神,本文将详细介绍自由光的四驱系统,作为JEEP的关注者,如果您有兴趣了解自由光的四驱工作原理,本文将由浅入深的为您讲解。

由于作者并不是汽车制造专家,所以如有错处请您批评指正,本文的配图来自于网络。


一、自由光四驱系统简介

自由光的四驱系统虽然也算是噱头之一,但是官方并没有对其来源做过多的解释,官方提供了Active Drive I、Active Drive II以及Active Drive Lock三套方案,但是其实都是由采埃孚(以下简称“ZF”)提供,而不是出自于jeep自家,没错,就是小光最大噱头9AT的制造商ZF。而三套四驱系统其实就是ZF的ECOnnect适时四驱系统,“顾名思义,ECOnnect就是代表经济性的字头“ECO”和单词“connect”(意为连接)特性综合到一起的系统,说白了,这是一套主打经济性的四驱系统,既能连接四驱,也会省油。”这段加引号的文字来源于网上对ECOnnect系统的介绍文章,表达的非常准确。


二、自由光四驱系统的方案选择

PS:因为是由浅入深,所以您想直接看工作原理的可以跳过这段好像是广告的文字,直接看第三段

自由光官方提供了三套四驱方案供用户选择,分别是Active Drive I、Active Drive II和Active Drive Lock。

Active Drive I

最基本的标配,标准的适时四驱,当您正常行驶时汽车只有前轮驱动,和普通轿车没什么区别。而当您前轮打滑或者您需要暴力加速的时候,两个后轮瞬间可以接通并获得动力(这个瞬间=0.2-0.3秒),从而避免前轮抓地力不足而打滑。并且理论上后轮获得的动力是在0-60%范围内可调的。

Active Drive II

在前面Active Drive I的基础上增加了一个分动箱,自由光的这个分动箱呢,说白就好像是个有2个档位的变速箱。常用档位是不变齿比的,就跟Active Drive I一样的工作,另外一个档位增加了齿比,意思就是假如您平时踩油门到3档可以跑到40公里的速度,现在只能跑10多公里左右的速度,但是轮子的劲更大,爬陡坡翻石头都行,所以这个分动箱是在特殊越野路面才能用到的功能。这个分动箱是个选装件,只有sport、Latitude、Limited这三个版本可以选装,国内由于定位高端,所以进口的Limited(目前我只看到这个)直接配置了这个分动箱。但是这里要作个解释的分动箱并不能决定一个车的越野能力。

Active Drive Lock

这个四驱方案是Trailhawk版标配和专配,官方除了说增加差速锁没有过多的介绍,其实前面的Active Drive I和II都是ECOnnect的基础版,而Active Drive Lock是ECOnnect的运动版,具体区别下文有详细介绍,这个方案能干的事情呢,是不仅可以让后轮得到动力,还可以把动力在左右后轮上再次分配,举个例子如果左后轮打滑,我就断开它的链接,如果它能抓地了我就给它动力,而且理论上,如果它的摩擦力=N牛,我可以只给它N-1牛的力,刚好不让它打滑。右轮也是一样。但是就目前Trailhawk的功能和各种视频来看,只是将左右后轮绑定在一起达到差速锁的效果,意思就是左右轮像是由后轴串联在一起,左轮怎么转右轮就怎么转。



三、ECOnnect四驱系统详解

PS:这段文字是讲机械工作原理,如果您觉得头大,可以不看这段,您只要了解第二段就行了,不妨碍您对车型的选择。

作为选择JEEP的人,虽然您可能是搞金融的或者搞网络的,但是怎么能忽视机械的艺术呢,深挖细究机械的力量就是JEEP的精神之一(我个人是这么理解的)。ECOnnect系统,网络上已经有很多介绍,本文的图片也是来自那些文章。

要是您没看过那些文章也没关系,先截取二段文字,您可以大概的了解下。

“ZF的这套ECOnnect系统是针对发动机横置平台而开发的,这也就大大拓展了其应用范围,最重要的是它可以与ZF最新的9AT搭配使用。这套适时四驱系统,在车辆正常行驶时只是前轮驱动,当出现前轮打滑或者弯道急加速等情况时,电脑会根据车辆抓地性和稳定性的需要来做出判断,并将一部分动力分配至后桥。”

“ECOnnect四驱系统在两驱(2WD,实际上也就是前驱)模式下,从取力器的传动轴到后传动轴都是不动的,可以直接避免转动导致的飞溅和摩擦等能量损失。”

上图


ECOnnect系统主要由两大部件组成,前轴的部件叫PTO,后轴的部件叫RDU。大家别这名字忽悠,只是个代号。


1、PTO的结构




为了方便大家理解,我找了两张图片给大家看,其实都是一个东西。

看PTO第一个图,动力由深黄色的输入轴套而来,之所以叫轴套是因为中间空的部分应该是有链接左前轮的轴,只是图上没有画出为了方便大家看PTO的结构。当齿形离合器工作的时候,就将深黄色的轴套和浅黄色的轴套链接在一起,将动力传递给浅黄色的轴套,浅黄色的轴套带动螺旋伞齿轮组,就将动力通过传动轴传递到了后轴。

大家看第二个图PTO的实物,当汽车是前驱的时候,轴套和离合齿轮在旋转,齿形离合器是分离的,离合器外齿圈以及左边的伞齿轮组是没有得到动力的,当汽车需要四驱的时候,电脑给出指令,电机就带动拨叉让结合套向右移动,这样齿形离合器的内外齿就咬合在一起形成硬连接,结合套和左边的螺旋伞型齿轮组是串联一体的,这样动力就传递到了后轴。


2、RDU基本型的结构


配图上的文字并不十分准确,大家别被误导。后面这个RDU其实就是个多片离合器式差速器,也就说,在普通的开放式差速器的基础上增加了一个摩擦片式的离合器。

什么是开放式差速器?

这里有个经典的视频讲解,建议从3分钟开始看http://v.youku.com/v_show/id_XMzE2MzEwNzcy.html

大家看RDU第二个实物图,图片右下方的轴动力来自前面的PTO,它将带动中间的螺旋伞齿轮组转动,右上的螺旋伞齿

和差速器壳是一体的,固定在壳里的两个行星伞齿会和差速器壳一起圆周运动从而带动左右半轴一起转动,到此为止这就是一个标准的开放式差速器,然而左边增加的离合器便让这个普通的差速器有了无穷的变数。

这个离合器起到的作用就是调节后轮获得的动力(扭矩)。当它完全吸紧时,两个后轮就可以获得PTO传来的所有动力;当离合器放松时,两个后轮都会失去动力,差速器和中轴都是空转;当离合器处于半吸合状态时,两个后轮的扭曲和离合片的摩擦扭矩相同。所以通过调节离合器的松紧程度就可以调整分配到两个后轮上动力,有文章称自由光前后动力最多可以到40:60,意思就是说RDU可以获得最多60的动力,但是具体是多少还要看前后轴的转速比,后轮动力的最大分配值并不由这个离合器所决定,它只能在0-60%之间调整。但是无论怎么调,后轮的性质还是开放式差速器,当一侧车轮打滑,由于两边的轮子扭矩始终相同,所以另一侧也就失去力量。

Active Drive I和Active Drive II都采用的是基础版RDU。


3、RDU运动型的结构



由于运动型RDU的图并不十分直观,所以我另外还找了个SH-AWD的解剖图来给大家看,虽然外观有点不一样,但是结构和原理是一样的。运动型RDU也就是用在Trailhawk屁股后面的东西,前面的PTO不变,方案名字改为Active Drive Lock,这里没有了传统开放式差速器结构,动力传递到后轴再通过左右两边的摩擦片式离合器分别传递到左右后轮。左右两个后轮如何转,各自获得多少动力全由控制自己的那个离合器说了算。Trailhawk当然首先要让两个离合器全力抱紧,这样左右半轴成为了硬链接在一起形成差速锁的效果,想攀岩就靠它了。然而这名字ZF取为运动型RDU,其实它本来的功能是让汽车在过弯时让外侧后轮获得更多扭矩,并且已经在神2上测试过了,Trailhawk具不具备这个功能就不知道了。


四、ECOnnect四驱系统的优缺点

1、优点:经济适用型

自由光噱头之一“前驱时可以彻底断开不必要的部分”确实不只是个噱头,传统的适时四驱结构虽然也可以断开前后轴的链接,但是由于车跑在路上,后轮也在同步转动这就带动中间传动轴旋转,所以虽然中央离合器没有吸合,但是整个四驱结构都是联动的,所有部件的旋转和停止都会给汽车造成不必要的动力消耗。而ECOnnect四驱系统PTO是可以和中轴脱离的,RDU无论是运动版还是基础版,只要离合器不给电,两个后轮的转动就和中轴以及前后的两个伞齿组没有任何关系,你刹车还是起步,中轴和两对伞齿都不会给你拖后腿。

2、缺点:成也萧何败也萧何

采用了离合片式离合器这个微创新,ECOnnect可牺牲了不少东西。

第一大硬伤就是安全性和可靠性,顾名思义,这无数个离合片重叠在一的离合片是靠相互摩擦来传递动力的,高强度的摩擦会让摩擦片发热和磨损,离合片发热还会降低摩擦系数,轻则降低性能重则瞬间报废,温度太高甚至会燃烧润滑油,但是大家不必担心,设计者必定设计了安全下线,极限情况下应该会断开PTO,保护后部硬件。

第二大硬伤就是后轮能分配到的扭矩会随着离合器的使用时间的增加而减小,由于摩擦片会磨损,是个消耗品,所以离合器在使用到一定程度后需要更换。

第三大硬伤就是耗电,无论PTO的电机还是RDU的可调式电磁离合器,都是要耗电的。不用四驱则已,用四驱油耗会比全时四驱的同级车还高。


所以,无论从它的优点和缺点来看,自由光的四驱系统更倾向于特殊的时候给予车主帮一把的理念,而不是一个让你无限撒欢的四驱系统。它从底层设计层面就已经确定为经济适用型的四驱。

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