这次接着聊后起之秀,TOD四驱。随着汽车电子电器技术的发展,机电一体化更加深入,很多零部件功能进一步拓展,一些复杂机械结构被结构简单但有效的机电一体零件取代,性能更强而成本更低。比如发动机领域70-80年代流行的机械燃油喷射系统被电控燃油喷射取代,继而发展到现在的缸内直喷系统。在四驱领域也正在进行这一进程,全时四驱分动器的机械内核行星轮中央差速器,正面临电控多片离合器争夺市场份额。
TOD分动器是博格华纳为发动机纵置底盘提供的四驱方案,TOD是英文“Torque-On-Demand” 的缩写,意思是扭矩按需分配,其结构非常简单,用一组电控多片离合器替代齿轮式中央差速器,结构如下图示意:
在分动器内部,变速器输出的动力经过高低速行星齿轮组,直接输出到后桥传动轴,但同时连着一组多片离合器片,同样前桥的输入端,也连着一组多片离合器片,当不加电时,多片离合器空载,各自旋转,这是就是后驱,2H状态,当加电满载,多片离合器被电磁线圈吸合压紧,动力经过啮合的多片离合器传递给前桥,这是就是四驱4H状态,如果分动器是低速档,就是4L,当前后桥有转速差需要时,电脑控制电磁线圈的通断,从而控制多片离合器的结合程度,通电是占空比形式,从0-100%,依靠多片离合器的打滑半联动,实现前后桥的轴间差速,同时也可实现对打滑车桥的限滑,全部交给电磁线圈操作。电脑监控变速器输出轴转速信号、车轮轮速信号,判断差速需求及车桥打滑状况,以及驾驶员的指令,控制电磁线圈多片离合器的结合程度,实现四驱的控制。根据程序,可以实现四驱的多种模式,除了2H、4Hauto、4Hlock、4Llock,还加上程序化控制模式,称为全地形模式,比如冰雪、陡坡、岩石等模式。
电磁线圈控制多片离合器
占空比方波驱动电磁线圈多片离合器
TOD旋钮
TOD以简单结构实现全时四驱的复杂功能,实现各种四驱模式,还能实现中央差速、中央差速锁止,轴间限滑,特别是自动化的全地形模式,使得非越野爱好者也能操纵四驱越野,这就是机电一体化带来的优势,实现低成本的高性能四驱,使高级越野车的全时四驱走向普通车。
TOD分动器内部示意
说了优点,自然就有缺点,TOD是以打滑实现扭矩传递,类似手动档车的半离合操作,自然传递效率远低于齿轮啮合,好在多片离合器滑动工作都持续时间很短暂,多数时间都是空载,要不就是锁止的压紧状态,打滑的半联动工况都是秒计时。有部分车友很反感多片离合器,担心其压不紧,传递扭矩有限,实际这种担心是误传,离合器设计的片数、有效接触面积是严格计算的,传递扭矩远大于车桥、分动器的扭矩峰值,而且加上了安全余量,想想满载49吨的半挂重卡,16档高低速变速器,不也是双片离合器吗?真正的缺点是多片离合器持续工作时间有限,超过限度,会过热而产生摩擦材料热衰退,所以TOD的程序设计会尽量避开这种状况,真要发生热衰退,就进入故障保护模式,温度下降后即恢复正常。而热衰退是在很极端的情况下才会出现,应对一般越野场景没有问题,除非你愿意在沙地刻意找到热衰退的极限。
TOD应用的车型很广,国际上大的到福特F150/远征/林肯领航员,小的到福特ranger单排皮卡,很多纵置四驱车型加入到TOD阵营,国内哈弗H9、撼路者、荣威RX8、大通D90、驭胜S350等,TOD的调校也根据用户的定义,调整到所谓适时四驱,或全时四驱,全时四驱前桥可以全时得到10%左右的扭矩分配,配合ESP等增强公路操控性能。TOD全时四驱的叫法引来很大争议,后来争议扩展到滑动差速算不算差速等,这实际都是多片离合器与齿轮的争端。
从消费者角度,根据自身的需求客观的看待TOD是务实的,爱好长途穿越的车友,自然可以用TOD,长城以北的冬季冰雪路面,肯定好于分时的4H,玩极限攀爬的,自然要玩分时,前后都要有锁。真爱托森的,当然入手陆巡/雷克萨斯或超霸、享受机械之美,各取所需,没有必要建立歧视链互相倾轧,纵置四驱车型,TOD存在就是其价值,必定有其应用空间,随着技术的持续发展,全电驱的免差速四驱也不远了,我们后期继续聊四驱。
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