四驱结构解析
[汽车之家 新鲜技术解读] 大部分适时四驱系统都是两驱为主,必要时才切换四驱,总让人觉得这种四驱得加双引号,不是最正宗的四驱。而Jeep指南者却有自己的想法,一套以四驱为主的适时四驱系统让它变得与众不同,更具可玩性,也因为这样,我在标题上戏称它为“真四驱”。指南者1.4T和2.4L车型都有四驱版本,硬件大致是一样的,都是SDS公司(上海纳铁福传动系统有限公司,GKN合作伙伴)生产的适时四驱系统,但调校风格很不同,拥有多种地形模式,这使指南者拥有了多重性格。
● 指南者四驱系统的硬件结构
Jeep国产三车(自由光、指南者、自由侠)的四驱系统相近,所以厂家统一命名为Active Drive智能四驱系统,但四驱系统供应商不一样,调校也有所不同。自由光的四驱系统是由AAM(美国车桥)公司生产的EcoTrac四驱系统(想看深度解析看这里),而指南者和自由侠则是SDS生产的适时四驱系统(官方名称,完整全轮驱动(AWD)断开系统),两套四驱系统结构和思路都很相似,但细节上很不同。
就指南者而言,1.4T四驱和2.4L四驱的四驱系统硬件基本一样,但调校是两种风格,前者为公路型取向,目的是提升行车安全性,而后者则是偏向越野,拥有最强的ROCK岩石模式。
动力从PTU传到传动轴时,会按照一定速比增速减扭,到了传动轴另一端的RDU再按同样的速比减速增扭。这一来一往的,中央传动轴虽然转速高,但传递扭矩较小,体积可以做得小一点,有助减重。
两驱模式下,PTU和RDU可以断开连接,使中央传动轴和后差速器伞型齿轮处于静止状态,最大限度地减少动力损耗,降低油耗(相比不能断开中央传动轴的四驱系统约节油3%-4%)。同级车型的四驱系统,大多做不到这点,增加了无谓的前进阻力。从四驱切换至两驱,先是RDU断开连接,然后是PTU断开连接,并在PTU中完成对中央传动轴进行制动,使其静止。
从两驱切换至四驱,RDU会先结合,把传动轴从静止状态带起来加速,然后PTU再结合离合器,开始传递动力,整个过程大概需要200ms。这个时间是不是最短的不好说(不断开传动轴的适时四驱系统可以更快切换四驱,但这并不直接等同于车辆性能更强),但也足够短了,而且这套四驱系统还有预加载功能。举个例子,突然地板油急加速,从踩下油门开始算,在发动机动力响应之前,四驱系统已经通过预加载功能,完成两驱到四驱的切换,更好地满足加速的需求(如果是低附着力路面,四驱会比两驱更合适)。
目前很都城市型SUV的适时四驱系统都采用电磁式扭矩控制器,与之相比,电机式控制系统(指南者这种)从输入电流到输出扭矩的过程更简单,更直接,受到外部坏境温度等影响更小,故精度更高。举个例子,假设电脑指令需要多片式离合器传递800牛·米的扭矩,电磁式扭矩控制系统的精确度大概为正负30%,实际上有可能是560牛·米,也有可能是将近1000牛·米,差距很大,而电机式控制系统可以把精确度提升至正负10%。
正因为扭矩控制精度不足,电磁式扭矩控制系统一般只能设置一个傻瓜相机式的四驱模式或AUTO模式(与两驱模式有所区分),甚至没得选择(车辆自己判断和控制),而指南者的四驱系统则可以把四驱模式继续细分,实现多种路况选择模式,驾驶员可以实际感受到不同模式之间的性格差异(前后桥动力配比不一样)。这差别就像人穿衣服一样,大布一裹就能遮蔽身体,但能在T台上走秀展示的,肯定是恰到好处最合身的,是两个不同的概念。
不同路况模式是怎么实现的?
● 四驱性能滑轮组测试
滑轮组测试是就像是读书时候的考试,给大家创造一个公平的比试平台,主要是公平,并不完全等和实际应用中的车辆性能划等号。过去读书成绩好的同学未必事业好,反过来,读书成绩一般,但最后当上大老板也是大有人在。先出场的是1.4T家享四驱版,这是针对城市型路况调校的四驱系统。
从实测结果来看,不算太理想,双后轮着地过得很轻松,但交叉轴过得不是很干脆,单前轮/单后轮都没法通过。接下来咱们看看2.4L四驱车型的表现。
测试成绩很直观,2.4L四驱指南者无论单前轮还是单后轮都能轻松通过。从硬件上来说,指南者的四驱系统只有一套,差别都是调校上的。如果简单总结说2.4L车型的四驱系统更强,我觉得不完全对,现在的结果是工程师有意而为的(就是工程师调出来的),不完全是车子本身的问题,只是需要两者在风格或者定位上有区分。
● 两驱和四驱的切换逻辑
指南者的四驱系统属于适时四驱,但从工作逻辑来看,我觉得叫“适时两驱”更合适。车辆在很多种情况下,都会以四驱状态行驶,只有当车辆判断当前情况很“安全”,才会切换至两驱,一有风吹草动,立刻变回四驱。
为什么不用两驱起步呢?工程师说这是出于“安全”角度考虑,并不是说两驱状态/两驱车就不安全,而是希望更安全。起步的时候,车辆不太了解外面的情况(主要是路面摩擦力情况),如果是低附着力里面,那四驱就比两驱安全系数更高,走起来之后情况稳定了,再切换到两驱,尽量降低油耗。
指南者 两驱 切换 四驱 的17个条件 | |
行驶过程中,选择非Auto模式 | 车辆行驶中持续颠簸状态 |
行驶过程中,选择低速四驱模式 | 在车辆停止时自动切换成四驱,以备下一次车辆启动 |
行驶过程中,选择全时四驱模式 | 行驶过程中,驾驶员猛烈踩下油门 |
行驶过程中,从自动档切换至手动档 | 当ASR或ESC系统处于激活状态时 |
按下ASR/ESC按钮,开启ASR/ESC系统 | 行驶过程中,当前后轮转速差超过一定值时 |
车辆挂入倒挡 | 行驶过程中,车辆急转弯 |
雨刮器频率处于非最低挡位,且保持一定时间时 | 当车辆转向过度时 |
车外处于低温环境时,低于2摄氏度 | 当车辆转向不足时 |
车辆行驶过程中遇上下坡,坡度达到一定斜率时 |
表里工程师列举的17个条件或许有点复杂,其中有不少属于特殊情况,只要满足任意一条,车辆都会自动切换四驱状态,这是出于安全角度的考虑。反过来看,如果以上17个条件一个都没遇到,加上车速超过40km/h(保持5秒以上),车辆才会自动切换到两驱,感觉要切换两驱(脱开传动轴)也挺不容易的。咱们实测体验过,日常驾驶在满足车速要求之后,松开油门再轻踩,车辆会自动切换两驱模式(传动轴停止转动),如果一直踩着油门,则切换两驱的机会不是太多。当车速达到80km/h,就基本上都会切换两驱。请看下方的视频。
车速达到40Km/h以上,是四驱切换两驱的必要条件之一。那如果遇到堵车的情况,平均时速可能会很低,岂不是很可能一直走着四驱?答案是肯定的。那设置成20km/h或者更低行吗?会更省油吗?厂家称做过相关测试,由于车速较慢,四驱和两驱油耗差别不大,出于安全角度考虑(和四驱起步一样),于是有了现在的设定。
如果按下4WD LOCK按钮,车辆会一直以四驱模式行驶(标题叫“真四驱”的原因之一),车速也没有限制,四驱系统会自动调节前后桥动力配比(激烈驾驶也没问题),既不会对转向形成干扰,也不会盲目地损耗多片式离合器。指南者四驱系统的工作宗旨是保持前轮转向能力,这也间接提升了弯道转向能力。同级四驱车型大多是设计思路是出现情况再切四驱补救,而指南者的四驱系统则是以四驱为主(工况未必是四驱占比更高,但先入为主会是四驱),给人感觉更未雨绸缪一些,先保证安全,再尽量做得更省油一些。
● 各种路况模式的区别
硬件上来说,自由侠四驱版、指南者1.4T四驱、指南者2.4L四驱的四驱系统基本上一样(PTU和RDU一样,传动轴略有不同),不同车型/模式的差别,主要是调校上的差异。总体的性能表现(也包括不同模式的差异)是ESP车身稳定系统、四驱系统等方面协同工作的结果,ESP车身稳定系统由于涉及行车安全,所以优先级最高。
后桥获得的动力,由预加载扭矩(这是预设值,属于未雨绸缪的设定,不同模式有所不同,但这属于商业机密不能透露)+滑转扭矩(专业术语,可以理解为,这是前轮打滑之后,电脑计算出来再后补的动力,这是个动态的数字,由当时实际情况决定,无法估计)。正因为这样,对于指南者四驱系统的前后桥动力配比,不能像以往那样用一个大概的比值去描述,但有一点是可以肯定的,后桥最多可以获得50%的动力,每个模式都有这样的权利。
虽然预加载扭矩的具体数值没法透露,但可以从侧面聊聊感受。AUTO和SNOW模式的预加载扭矩是相近的,SAND和MUD模式是相近的,最强是ROCK模式,如果简单粗暴地理解为3种模式,驾驶员能感受得出差别,然后再加上车身稳定系统和牵引力控制系统辅助(不同模式的逻辑不一样,AUTO/SNOW/ROCK模式需要车轮不打滑,SAND/MUD则放宽对车轮打滑的限制,这两种路况需要更强的动力脱困,简单说就是要靠冲),这样才能更好地适应实际路况。
● 关于9AT的不同用法
指南者的四驱车型均配备9AT变速箱,但用法有点不同,这是由车型定位决定的,1.4T四驱车型是城市用途位置,2.4L车型(挂着Trail Hawk车标,车系中越野性能最强的车型)则更多地照顾越野需求。
在1.4T车型上,9AT变速箱是1挡起步的,1挡大齿比优势弥补了1.4T发动机在起步时动力较弱的短板,适合在城市里走走停停的工况。但前几个挡位齿比较密也是有副作用的,根据之前做加速测试的经验,1.4T四驱车型需要升到4挡才能破百,比一般车型需要多换一次换挡,会耽误些许时间。另外,跑高速的时候(法定限速内),也很难把9个挡位用全。但怎么说,9AT变速箱在平顺性方面的提升是值得肯定的,这有点题外话了。
在2.4L车型上,四驱控制旋钮上有个4WD LOW按键,字面上是低速四驱的意思,也就是大家平常说的低速挡,但指南者并没有没有硬派越野车那种分动箱,所以之前一直戏称为“假低四”,其实有点小误会。日常驾驶的话,是以2挡起步的,9AT当8AT使。2.4L发动机排量较大(低扭比较足),所以2挡起步也基本能够应付日常使用(够用,但有点肉)。1挡齿比较大,平时封印着,留着必要时当低速挡使用,相比2挡(平时的1挡)确实能够起到进一步放大扭矩的效果,所以称之为低速挡并无不妥,只是原理和效果不完全一样而已。原理不同,这好理解,效果不同是指扭力放大倍数有限,不如硬派越野车,大多数分时四驱车型能放大2.7倍左右,牧马人Rubicon能达到4倍,比较特别的三菱超选四驱系统大概是1.9倍,但尽管如此,跟同级的城市型SUV相比,优势已经很明显了。
总结:
正如工程师所说,从经济性角度来看,两驱车是最高效的,从性能角度看,最理想的是全时四驱,所有车轮都有驱动力。把两者优缺点折中一下,那就是适时四驱了,虽然这么说有点简单粗暴,但确实是这意思。
对于适时四驱,顾名思义就是适当的时候用四驱,在两驱和四驱之间取一个平衡点。以指南者所属紧凑型SUV为例,大多数车型的选择都是两驱为主,必要时才用四驱,更多是应急或者补救的措施。而指南者则是相反的套路,先用四驱确保性能和安全性需求得到满足,然后再适时两驱,降低能耗。孰优孰劣不好说,不同角度看事情会有不同的判断。这是一辆Jeep车型,四驱在品牌众多基因里的优先级是比较高的,那么四驱为主的调校设定就不难理解了。(文/图 汽车之家 黄荣嘉)