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【纯技术】老指南者和自由客的Freedom Drive II四驱系统的核心
1 5 发布于 云南 2023-09-12 22:30:08 只看楼主 热门标准
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距离2007年吉普自由客MK74第一次搭载Freedom-Drive II四驱系统已经过去16年了,转眼一看,MK平台停产也已经超过六年了。然而很遗憾的是,这套四驱系统从未引进过中国,自始至终都是北美(美国,加拿大和墨西哥)市场的专属配置,也正是因为如此,国内对这套四驱系统的工作方式依然存在许多误解。
对于老指南者和自由客来说,对它最大的诟病就是动力不足,这一点尤其是因为缺乏低速四驱和与2.4升自然吸气发动机搭配的CVT变速箱导致。Freedom-Drive II四驱系统提供了替代低速四驱的解决方案,也就是在变速箱额外设置了一个L档,它的最终传动比是众所周知的19.1:1,这个数字虽然远低于牧马人的35:1/44:1,但已经接近同为城市SUV但具有双速分动箱的超级维特拉,更是远远超过标准型指南者CVT版本的14.35:1。传动比更大的优点是显而易见的,在攀爬时更有力;我们其实都知道发动机转速要和车子的轮速匹配的,理论上指南者确实可以输出高达224牛米的扭矩,但那需要在4500转前后,在越野的时候大部分时间里你的转速都在2500-3500转之间,很难有机会真正发挥它的最大扭矩,这个时候低速四驱就尤为重要了。
但是可能是因为FDII从未被引进过中国(甚至没有平行进口),国内对于这套系统存在大量的误解。最常见的无非是两个:第一,认为这套系统是在原本CVT变速器的档位之外加入了一个L档,也就是一个一档之外的超速档,这种结构在上世纪80年代的保时捷959达喀尔拉力赛车上已经实现过了;第二,认为这套系统是通过直接对CVT2,也就是指南者上由Jeep特调的JF011E变速器重新编程得来的,其证据来自对Jeep工程师的一段访谈:
When the low-range mode is selected via a switch, a controller determines whether the vehicle is traveling at an acceptable rate of speed (the system can only be activated at speeds below 25 mph) and then engages a coupling mechanism, via specially developed software programming, to engage the secondary drive wheel while the CVT moves into a higher final drive ratio of up to 19:1, which is more than enough to traverse just about any dusty trail or rough terrain. Loddane dismisses any concerns over potential durability issues of operating a CVT at such output levels, adding that most of the attention during development was focused on perfecting the calibration and feel of the system. “We had to do a lot of work to make sure the low-range mode would operate like a traditional system from a customer standpoint, so that it would sound and feel familiar,” he says. The CVT2L system will be offered on the Patriot as part of the Freedom Drive II package, which itself is geared for durable off-road use, with 1-in. higher ground clearance, additional body sealing and high-mounted drivetrain vents designed to support 19-in. water fording capability.
但是需要注意的是,这段访谈只提到CVT2L进行了重新编程,但并没有提到CVT2L的硬件与标准的CVT有什么不同。
了解这一点,对于改装来说非常重要,因为CVT2L,也就是带有低速攀爬比的CVT变速器是整个Freedom-Drive II系统的核心和灵魂。很多人可能不知道的是,中规(包括欧规)指南者和自由客的ECU模块已经是经过优化的了,特别是2011年之后的款式,加入了增强型的TCS系统。但缺乏CVT2L才是核心问题。
那么CVT2L到底是如何实现这个低速传动比的呢,我们还是需要回到克莱斯勒官方发布的传动系统数据来。
CVT2:
anywhere between 2.349 - 0.394 depending on the Variator position.
Transaxle Ratio - 6.12

This calculates out to 14.37 in low and 2.41 in high.

CVT2L:
The CVT2L also has 2.349 - 0.394 range and a Transaxel ratio of 8.15; low is 19.14 and high is 3.21

这里有两个核心数值:首先我们可以注意到,CVT2L的传动比从低速一档到最高的6挡,几乎无一例外都要大于CVT2。其次,我们会注意到Transaxel传动比数据不同,CVT2为6.12,而CVT2L为8.15。
另外需要注意的是,CVT2L版本的指南者/自由客具有明显更差的燃油经济性和高速巡航特性,具体表现为CVT2L版本需要3200转来实现120km/h的高速巡航,这个数字在CVT2版本上大约是2500转,而我本人升级了225/70 R16全地形轮胎的指南者也只需要2600转左右就可以在平整的高速路上实现120km/h的巡航,而100km/h的巡航,我只需要2200转。这毫无疑问会令CVT2L的车型变成同排量车型里的油老虎!
那么我们获得了这么多数据之后,能得出什么结论呢?
核心就在这个Transaxel上。


找了个CVT变速箱结构图,不是JF011,但大差不差,结构都类似。

我们都知道CVT变速箱的核心变速结构是两个由传动带连接的双锥形盘状轮结构,通过传动钢带在两个锥形盘之间滑动并固定在不同的位置来改变传动比;但这只是CVT变速箱的变速部分,从从动锥形盘出来的动力需要再经过另一组结构也就是一组行星齿轮的减速再输出给驱动轴,如图所示。在减速齿轮之外的一组行星齿轮系统还要负责动力的换向,也就是倒挡工作。

问题就出在这套系统上。实际上,两套变速器的核心部分也就是锥形盘是完全一样的,而靠这套行星齿轮减速实现了不同的传动比,这就是为什么CVT2和CVT2L的1-6挡传动比完全一致,但因为主减速比不同,最终传动比也会完全不同。
换言之,CVT2L的越野能力一定是更强的,但它付出的是油耗经济性的代价,在高速上需要更高的转速;
那么其实另一个误解也就不攻自破了,这套四驱系统并不是像保时捷959一样通过额外的一套齿轮组实现主要前进挡之外的低速挡,它的“低速挡”实际上就是变速箱的一档,只是它的一档传动比格外巨大,以至于和某些城市型SUV的低速四驱终传动比差不多了。
对于改装来说,想要对中规指南者或者自由客升级成Freedom-Drive II系统,就必须移植整套变速箱,同时更换FDII的行车电脑和变速箱控制单元......费用不菲,在指南者/自由客车型保值率不高的当下,改装费用可能都能买一台新车了。改不改,有没有人吃螃蟹,我姑且等着,本帖权当抛砖引玉。
至于指南者MP,也就是国产指南者的四驱系统,它的低速四驱是完全不同的原理。车评人们是不懂的,以后我有空再专门开一个帖子讲一讲。

另外FDII车型的悬挂也是特别强化过的,不过这种改装很简单,自己也可以升级。

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