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深度:研判長城炮越野皮卡TOD四驅系統扭矩再分配控制策略

本文為新能源情報分析網聯合換個角度看車市公眾號共同推出的長城炮越野皮卡(搭載直列四缸2.0T發動機+TOD多片離合式四驅系統)的買車長測系列稿件。此前先後推出廣汽三菱牌傑羅勁暢(搭載V型6缸3.0排量發動機+第1代超選四驅系統)、一汽豐田皇冠(搭載V型6缸2.5排量發動機+後輪驅動)、比亞迪全新一代唐DM(2.0T發動機+前置110千瓦驅動電機+後置180千瓦驅動電機+第5種技術狀態超級電四驅系統)和鄭州日產納瓦拉皮卡(搭載直列四缸2.5排量發動機+電控分時四驅系統)的長測系列稿件。

在2020年早些時候,先後釋出《深度:長城炮越野皮卡1.5萬公里長測之技術狀態彙總》和《深度:長城炮越野皮卡1.5萬公里長測之高海拔可靠性彙總》兩篇評測報告。截止2021年7月,這臺長城炮越野皮卡總行駛里程突破1.8萬公里。

1、長城炮越野皮卡前後驅動橋間扭矩分配策略:

在自預設的NORMAL行車狀態下(關閉EPS功能),左腳深踩制動踏板,右腳深踩油門踏板並保持發動機轉速維持在3000轉/分,此時經過分動器將扭矩完全分配至後驅動橋。

藍色箭頭:前驅動橋沒有分配到扭矩(車輪靜止)

黃色箭頭:後驅動橋分配到了較大扭矩(車輪空轉撓胎)

當發動機轉速提升至3500轉/分並迅速鬆開制動踏板,由於後驅動橋扭矩分配“過剩”,分動器“預設”車輛處於“失控”狀態,第一時間接通多片離合器將扭矩傳遞給前驅動橋。

由上圖可見,前驅動橋輪胎“帶起”的泥沙幅度,遠遠小於後驅動橋。此時,處於部分扭矩從後驅動橋向前驅動橋傳遞的過程。

隨著分配至前驅動橋的扭矩持續增加,在後驅動橋的配合下車輛逐步擺脫“失控”的姿態,前後橋間輪速差較為接近後,車輛“脫困”行駛。

由上圖可見,前驅動橋輪胎“帶起”的泥沙幅度,逐漸與後驅動橋持平。此時,處於部分扭矩從後驅動橋向前驅動橋傳遞過程末端。

2、長城炮越野皮卡基礎技術狀態:

相對在售的其他品牌的四驅皮卡,長城炮越野版的駕駛艙的豪華感堪稱標杆。無論座椅坐墊的尺寸(對大腿的支撐),還是偏硬朗的獨立懸架,都是用來最大程度支撐長途自駕的舒適度。

在中央顯示屏下端,設定了空調、音響、前後差速鎖等實體功能按鍵。儘管現在大有取消實體功能按鍵的趨勢,但是主流越野車上堅持傳統的功能設定,以此保證駕駛員可以專注於複雜路況的駕馭。

長城炮越野皮卡的“車設”十分清晰,在成本管控的前提下儘可能多地提供豐富越野配置。在售的長城炮越野皮卡共有三款車型,全系標配了前後差速鎖、帶有4L模式的TOD多片四驅系統、前雙A型擺臂獨立懸架和後多連桿整體橋。

紅色箭頭:4L模式

藍色箭頭:“坦克掉頭”功能啟用開關

在全部的長測過程中,只有3次用到了前後差速鎖。實際上,在應對較為複雜的路況時,4L+後差速鎖+沙地模式即可輕鬆應對。而“坦克掉頭”這種適用於狹小空間降低轉向半徑的“應急”功能不能頻繁使用,否則會對前後驅動橋轉向節、傳動半軸以及制動系統造成不同程度的磨損。

長城炮越野皮卡全系標配前(驅動轉向橋)後(驅動橋)兩把電控差速鎖,一般多與4L(低速四驅)模式匹配使用。在跨度接近1年的長測中,經常會選擇4L模式+後差速鎖的組合,以求快速平穩透過複雜路況。

從D擋-H擋後,按下4L功能按鈕,隨即液晶儀表提示4L模式進入;然後再按下後差速鎖按鍵後,液晶儀表提示鎖閉並ESP功能關閉。在4L模式+後差速鎖組合選擇過程中,各個機構動作順暢,沒有出現4L進入失敗、後差速鎖沒有鎖閉等故障。

在此前釋出的《深度:長城炮越野皮卡1.5萬公里長測之技術狀態彙總》一文中,對這款車的前雙A型擺臂+副車架獨立懸架、後多連桿+整體橋架構;縱置的2.0T發動機+8AT+TOD多片離合式四驅系統技術狀態進行了解讀。

作為一款較為純粹的越野車,長城炮越野皮卡的轉向機構採用的是全電驅動+齒條式EPS系統,相對其他主流在售四驅皮卡多采用全液壓搖臂式轉向系統,在操控性更佔優。然而,齒條式EPS應對更大負載的軸荷和較為糟糕的用車環境的可靠性值得關注。為了降低前轉向驅動橋軸荷以及提高全負載狀態的散熱效率,長城炮越野皮卡的前轉向驅動橋的差速器殼體和副駕駛員一側橋管,進化為全鋁材質。

藍色箭頭:全電驅動EPS

紅色箭頭:全鋁材質差速器及橋管

長城炮全系皮卡(商用版、家用版、越野版)都集成了由博格華納提供的TOD多片離合式四驅系統。這套本質上仍然屬於“適時”四驅系統,與傳統的分時四驅(電控或手動)系統有著一定的關聯和差異。

相同的是,設定在變速器後端的分動器透過兩組傳動軸,將扭矩輸送至前後驅動橋並具備4L模式;

差異的是,多片離合式四驅系統的分動器內,至前驅動橋的扭矩輸出端不是剛性連線;分時四驅系統的分動器內,至前驅動橋的扭矩輸出端是剛性連線。

TOD多片離合式四驅系統的優勢在於操控簡單便利,對駕駛員技術要求不高,四驅電控系統可以根據四條車輪摩擦力的變化,自動接通前轉向驅動橋,使得車輛在全路況的操控姿態處於控制中。但是,如果某條輪胎胎壓過低,四驅電控系統仍然會接通前驅動橋,讓分動器長期處於執行狀態,在高負載的工況下過熱保護甚至燒燬。

分時四驅系統的優勢在於最直接的可靠性,對駕駛員要求較高,不能在鋪裝路面進行轉向動作。透過分動器開關接通前驅動橋扭矩,只能用於摩擦力較低的複雜路況。

那麼問題來了,長城炮越野皮卡適配的這套TOD多片離合式四驅系統,在多種路況實際使用過程中效果如何呢?前後驅動橋間扭矩分配控制策略是怎樣的?

3、長城炮越野皮卡在臺架狀態TOD四驅系統扭矩再分配控制策略:

在臺架上對長城炮越野皮卡分別以輕踩油門踏板和重踩油門踏板方式,進行不同驅動模式下的前後驅動橋間扭矩在分配測試。需要注意的是(1),在臺架上進行測試時,ESP功能全部關閉。

關閉ESP後輕踩油門踏板,分別進入ECO模式、泥地模式和冰雪模式進行測試發現,只要開始加速前後驅動橋都會分配到扭矩以四驅狀態“行駛”。

分析網評測組,在對不同型號電動四驅車進行電四驅系統扭矩在分配策略解讀時發現,在ECO模式輕踩油門踏板或,只有前驅動橋或後驅動橋輸出扭矩;深踩油門踏板時,才會以四驅模式輸出扭矩。

顯然,長城炮越野皮卡在四條輪胎處於低附著力時,四驅電控系統預設前後驅動橋均衡輸出扭矩。

4、長城炮越野皮卡在低溫環境冰雪+4L模式TOD四驅系統扭矩再分配控制策略:

在環境最低溫度突破-23攝氏度、車輛表面溫度達到-30.9攝氏度的環境,將長城炮越野皮卡靜置一晚後開始對車輛進行冰雪模式的前後驅動橋扭矩在分配控制策略評測。

無論燃油車、還是電動汽車,高溫與高寒(包括高海拔)都是定型量產前必須完成(或反覆)測試重要環境。低溫環境涼車啟動,全車在多少時間內恢復到正常使用的工況十分重要。

在海拔5092米、室外溫度-15攝氏度,長城炮越野皮卡在低溫環境靜置一夜後,發動機啟動正常。開始測試之前,進入冰雪+4L模式(EPS系統自預設關閉)。

溼滑的冰雪(非積雪)路面,無論輕踩油門,還是深踩油門,都可以感受到車身在失控的邊緣遊走。冰雪模式即2擋起步,限制扭矩瞬時輸出表現出的“動力過剩”假象。在加速混合轉向工況,冰雪+4L模式的長城炮越野皮卡前後驅動橋都在持續輸出扭矩,只不過根據前後輪胎打滑的程度,後驅動橋扭矩分配的多過前驅動橋。

總的來說,在冰雪路面駕駛是否開啟4L模式並不重要,極低的輪胎與地面之間的附著力,反而需要更好的抑制扭矩的輸出。冰雪路面的前後驅動橋扭矩在分配以傾向於後驅的四驅控制策略,為的是保持車輛在移動時重心範圍與前後驅動橋分配的扭矩範圍重疊。

5、長城炮越野皮卡在常溫環境普通+4L+兩把鎖模式TOD四驅系統扭矩再分配控制策略:

從河西走廊的武威、張掖、嘉峪關和敦煌一線分佈著漢帝國、秦帝國以及明帝國時期建設的長城要塞。為了能夠近距離地拍攝,就需要越過各種地形障礙。大多時候只需要在系統自預設的普通+4L模式即可應對。

但是在一些遠離交通幹線的隘口處,碎石、冰雪甚至沙地混合的路況,就要前後差速鎖的配合,才能夠安全行駛。長城炮越野皮卡的入門版適配的輪胎為.......,中配和高配輪胎型號為,,,,。超過2.3萬公里的多種複雜路況行駛後的實際感受,“丐”版的輪胎,兼顧了鋪裝路面的舒適性和複雜路況的附著力。

當然,但凡工業設計都不能夠十全十美,鋪裝路況舒適性提高了,壽命週期必然縮短;複雜路況附著力提升了,燃耗必然同比提升。

在日常行駛中,長城炮越野皮卡自預設為後輪驅動設定,因為溼滑路面導致前後車輪出現輪速差時,TOD多片離合式四驅系統會自動啟用,為前驅動橋並分配適當扭矩保持車輛形勢穩定。如果路況持續惡劣,在4L模式下分動器內多片離合器“閉鎖”,將扭矩分配至前驅動橋。

需要注意的是(2),多片離合器結構決定了前後驅動橋非“剛性”連線。如果持續輸出至前驅動橋的扭矩過大、車輛未能順利脫困,多片離合式分動器內過熱,則會進入保護模式(回到後驅模式)。

5、長城炮越野皮卡在低溫環境沙地+4L模式TOD四驅系統扭矩再分配控制策略:

在前後12天的低溫環境的測試過程中,只要車輛啟動並達到預設發動機溫度閾值後,選擇不同驅動模式幾乎不會對整車狀態有所影響。粗細不同的沙粒,直接影響的不同車速下轉向時的軌跡是否可控。對於適配分時四驅系統的車型,在輪胎附著力較低的路面行駛,4H/4L模式並不會對車橋或差速器造成損害。但是在輪胎附著力持續不斷的變化,由柏油路、砂石路或者間隔冰雪的路況,對分時四驅車型就不那麼“友好”了。或頻繁在4H/2H間切換(保護車橋),或乾脆犧牲行車安全以2H模式行駛。

對於裝配TOD多片離合式四驅系統的長城跑越野皮卡而言,非“剛性”連線的前後驅動橋,反而可以更輕鬆應對不同路況的附著力變化,而不會傷及車橋和差速器。

長城炮越野皮卡前懸架由前雙A型擺臂和副車架組成的獨立架構,與斷開式車橋結合兼顧了舒適性和透過性。但是在日常使用過程中,養成緩慢加速、避免緊急制動的好習慣,有助於延長下A型擺臂與副車架關聯的兩組偏心螺栓膠條,下球銷與前轉向節關聯的球節的使用壽命。一旦下A型擺臂的膠套與球節老化,就會造成加速抖動、制動跑偏等涉及行車安全問題。

長城炮越野皮卡後懸架由2組上推力杆、2組下推力杆和1組止推杆組成的半獨立架構,與整體式車橋結合兼顧了舒適性和透過性。相對多片鋼板組成的“板簧”,“5連桿”後懸架結構,理論上可以做到更大的高低行程,變相地提升了整車透過性。

筆者有話說:

至此,這套靈活且較為的TOD多片離合式分動器,表現出色。由於駕駛習慣較好、對道路車流預判校準,並未發生TOD多片離合式分動器過熱保護(切斷前傳動軸輸出軟的扭矩)現象。相對沒有駕駛越野車經驗的“小白”車主們,長城炮越野皮卡的這臺只管開就好L了。

未完待續。。。。。

分類: 親子
時間: 2021-12-15

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