連續發了3期越野車四驅基本原理,錯過的車友參考以下連結閱讀:
這次接著聊後起之秀,TOD四驅。隨著汽車電子電器技術的發展,機電一體化更加深入,很多零部件功能進一步拓展,一些複雜機械結構被結構簡單但有效的機電一體零件取代,效能更強而成本更低。比如發動機領域70-80年代流行的機械燃油噴射系統被電控燃油噴射取代,繼而發展到現在的缸內直噴系統。在四驅領域也正在進行這一程序,全時四驅分動器的機械核心行星輪中央差速器,正面臨電控多片離合器爭奪市場份額。
TOD分動器是博格華納為發動機縱置底盤提供的四驅方案,TOD是英文“Torque-On-Demand” 的縮寫,意思是扭矩按需分配,其結構非常簡單,用一組電控多片離合器替代齒輪式中央差速器,結構如下圖示意:
在分動器內部,變速器輸出的動力經過高低速行星齒輪組,直接輸出到後橋傳動軸,但同時連著一組多片離合器片,同樣前橋的輸入端,也連著一組多片離合器片,當不加電時,多片離合器空載,各自旋轉,這是就是後驅,2H狀態,當加電滿載,多片離合器被電磁線圈吸合壓緊,動力經過齧合的多片離合器傳遞給前橋,這是就是四驅4H狀態,如果分動器是低速檔,就是4L,當前後橋有轉速差需要時,電腦控制電磁線圈的通斷,從而控制多片離合器的結合程度,通電是佔空比形式,從0-100%,依靠多片離合器的打滑半聯動,實現前後橋的軸間差速,同時也可實現對打滑車橋的限滑,全部交給電磁線圈操作。電腦監控變速器輸出軸轉速訊號、車輪輪速訊號,判斷差速需求及車橋打滑狀況,以及駕駛員的指令,控制電磁線圈多片離合器的結合程度,實現四驅的控制。根據程式,可以實現四驅的多種模式,除了2H、4Hauto、4Hlock、4Llock,還加上程式化控制模式,稱為全地形模式,比如冰雪、陡坡、岩石等模式。
電磁線圈控制多片離合器
TOD旋鈕
TOD以簡單結構實現全時四驅的複雜功能,實現各種四驅模式,還能實現中央差速、中央差速鎖止,軸間限滑,特別是自動化的全地形模式,使得非越野愛好者也能操縱四驅越野,這就是機電一體化帶來的優勢,實現低成本的高效能四驅,使高階越野車的全時四驅走向普通車。
TOD分動器內部示意
說了優點,自然就有缺點,TOD是以打滑實現扭矩傳遞,類似手動檔車的半離合操作,自然傳遞效率遠低於齒輪齧合,好在多片離合器滑動工作都持續時間很短暫,多數時間都是空載,要不就是鎖止的壓緊狀態,打滑的半聯動工況都是秒計時。有部分車友很反感多片離合器,擔心其壓不緊,傳遞扭矩有限,實際這種擔心是誤傳,離合器設計的片數、有效接觸面積是嚴格計算的,傳遞扭矩遠大於車橋、分動器的扭矩峰值,而且加上了安全餘量,想想滿載49噸的半掛重卡,16檔高低速變速器,不也是雙片離合器嗎?真正的缺點是多片離合器持續工作時間有限,超過限度,會過熱而產生摩擦材料熱衰退,所以TOD的程式設計會盡量避開這種狀況,真要發生熱衰退,就進入故障保護模式,溫度下降後即恢復正常。而熱衰退是在很極端的情況下才會出現,應對一般越野場景沒有問題,除非你願意在沙地刻意找到熱衰退的極限。
TOD應用的車型很廣,國際上大的到福特F150/遠征/林肯Navigator,小的到福特ranger單排皮卡,很多縱置四驅車型加入到TOD陣營,國內哈弗H9、Everest、榮威RX8、大通D90、馭勝S350等,TOD的調校也根據使用者的定義,調整到所謂適時四驅,或全時四驅,全時四驅前橋可以全時得到10%左右的扭矩分配,配合ESP等增強公路操控效能。TOD全時四驅的叫法引來很大爭議,後來爭議擴充套件到滑動差速算不算差速等,這實際都是多片離合器與齒輪的爭端。
從消費者角度,根據自身的需求客觀的看待TOD是務實的,愛好長途穿越的車友,自然可以用TOD,長城以北的冬季冰雪路面,肯定好於分時的4H,玩極限攀爬的,自然要玩分時,前後都要有鎖。真愛託森的,當然入手陸巡/凌志或超霸、享受機械之美,各取所需,沒有必要建立歧視鏈互相傾軋,縱置四驅車型,TOD存在就是其價值,必定有其應用空間,隨著技術的持續發展,全電驅的免差速四驅也不遠了,我們後期繼續聊四驅。