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电子离合式四轮驱动系统解析(上篇)

发布时间:2010-05-06  来源: 【字体:放大 缩小 默认

 

富士 DCCD(Driver Control Center Differential驾驶员控制的中央差速器):

斯巴鲁 斯巴鲁 翼豹 2011款 2.5T WRX STI三厢

    富士的DCCD代表了富士最先进的四轮驱动技术,能够实现前后轴以及同轴左右车轮间的动力分配。和三菱一样,斯巴鲁一直致力于WRC赛车的开发。其翼豹赛车曾多年获得WRC的冠军。而制胜的关键就是就是其电磁离合式的扭矩分配系统DCCD。DCCD的核心是一个带电磁离合器的中央差速器。

    富士为其WRC赛车搭配的四驱系统中,包括了前后轴Torsen机械式限滑差速器以及带电磁离合器的中央差速器。而民用版的Sti车型则只在后轮上搭配了Torsen机械式限滑差速器,前差速器采用了传统的轮间差速器。

富士四驱技术的发展历程:

    1972年,斯巴鲁首次研发出分时四驱系统,并搭载于Leone车型上。
    1987年,MPT AWD登场并应用于斯巴鲁自动挡车型上。(MPT:Multiple Plate Transfer多片式离合扭力传递)
    1989年,Viscous Coupling Limited Slip Centre Differential AWD System(液力耦合器和中央限滑差速器搭配的全时四轮驱动系统)登场,此技术被应用于当时生产的力狮上。
    1991年,VTD(Variable Torque Distribution AWD System 可变扭矩分配全时四轮驱动系统)被应用于Alcyone SVX上。
    比MPT AWD更先进的ACT-4随后登场,1997年的富士森林人就采用过此系统。
    时至今日,富士已经在其最新的运动型车辆上搭配了DCCD。DCCD全时四轮驱动是斯巴鲁家族最强悍的四轮驱动系统,让驾驶者完全手动控制前后轴动力分配,随时控制车辆的行驶特性。

系统构成:


(DCCD系统构成)

    富士DCCD中央差速器是在基础的行星齿轮差速器上加入了电磁式离合片用以分配前后轴扭矩。

    行星齿轮差速器是由太阳轮、行星架、行星齿轮以及外部齿圈组成。变速箱输出轴连接到行星架上,中心太阳轮连接到前轴,外部齿圈连接到后轴。传递扭矩时,行星架带动行星齿轮围绕太阳轮公转。前后轴没有差速时,行星轮不自转,行星架通过行星齿轮带动太阳轮以及外部齿圈一起转动,从而实现动力传递。由于齿圈和太阳轮的转动半径不一样,因此在前后轴扭力分配上不是50:50平均分配。最新的翼豹车型上的DCCD前后轴动力自然分配比例为41:59,车辆呈现后驱特性。

    DCCD可以针对车子的加速度,减速度,驾驶角度,转弯力以及车轮的滑移来决定车子的扭矩分配。当中央差速器不锁死时,前后轴按照41:59分配前后轴扭力;当中央差速器锁死后,变速箱输出轴和后桥输出轴结合,按照0:100分配前后轴扭力。由于采用电磁离合器,因此通过控制离合器的结合力度可以多级调节前后轴动力分配。

 

工作原理:

    和三菱的S-AWC比较起来,富士的DCCD更加专业,允许用户手动控制前后轮的扭矩分布。两者关系就像相机的自动挡和手动挡。

    在解析技术之前,我们先了解一下富士的DCCD如何使用。


(DCCD控制器)

    民用级的DCCD会在换挡杆附近有2个按钮和一个拨杆,用来选择DCCD模式(如图)。AUTO按钮按下后进入自动模式,电脑自动根据驾驶状况控制前后扭力分配。在自动模式下波动拨杆可以进入AUTO+或者AUTO-模式。

    AUTO +:前驱特性,更多动力分配到前轴。
    AUTO -:后驱特性,更多动力分配到后轴。
    AUTO :自动分配,DCCD根据行驶状况分配动力。


(Auto档下面的循迹特性)

    MANU按钮按下后进入手动模式,可以通过加减拨杆控制前后轮扭力分配。扭力分配有5段可调。手动模式下,默认全部动力分到后轮,每加一段,动力分一点到前轮。第五段是锁定前后轮扭力分配为50:50。

    好了,大家应该都掌握了DCCD的使用了。那么DCCD是如何分配前后轴扭力的呢?

    关键部件就是图中红色的电动离合片。此离合片控制了前后轴的扭力输出的比例。
    当离合器松开时,前后轴通过行星齿轮差速器自然连接,扭力分配比例为41:59。
    当离合器完全接合时,变速箱输出轴和后桥输出轴结合(差速器行星架和外部齿圈连接),前后轴按照0:100分配前后轴动力。
    前后轴通过电磁离合器的结合力度调节前后轴的动力分配。


(变速箱和DCCD解剖图)

    从解剖图中我们可以看到,DCCD、前桥分动器、中央差速器、前桥差速器是整合在变速箱里面的,结构还是相当紧凑的。精巧的设计加上简单的结构,一方面缩小了体积,减轻了重量;另一方面也提高了可靠性,降低了维护成本。

点评:

    经过多年的WRC参赛经验以及富士的技术研发实力,DCCD电子离合式中央差速器技术已经非常成熟可靠且性能优异。WRC版本的翼豹,前后轴各自的差速器采用了Torsen机械锁止式差速器,获得了在恶劣路况以及激烈驾驶的可靠性。富士的车辆性能优异可靠,可玩性高,也是其获得广大车友爱戴的一个重要原因。

后记:

    本文只是电子离合式四轮驱动系统解析的上篇。在下篇中我们还会详细分析日产的ATTESA E-TS PRO以及本田的SH-AWD这两种四驱系统的结构和原理,敬请留意。

 

(作者:  责任编辑:国方
 

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