豐田RAV4至上市以來,一直締造著王牌SUV的神話。從豐田整體的技術來講,無論是引擎還是變速箱,都有著深厚的功底。從燃油引擎到混合動力引擎,再由普通四驅升級到帶有扭矩向量的四驅系統,成功的奠定了在SUV市場的位置。那麼,RAV4到底是怎樣的一款車,由哪些技術構成呢?
動力系統
RAV4 的動力系統由 2 升自然吸氣發動機和 2.5 升混合動力組成。2L發動機(M20A-FKS)是豐田新一代“動力發動機”,它與安裝在雷克薩斯UX200上的基本相同,但它是第一個安裝在豐田車型上的,並且是專門為RAV4設定的。
發動機為缸徑×衝程比為1.21的長衝程發動機,最大的優點是低轉速時扭矩發揮較好。熱效率為40%。透過根據長行程最佳化進氣口的形狀和氣門夾角,成功地提高了燃燒室的滾流比,並將熱效率高的區域從低速轉為中速。此外,由於衝程較長,活塞的速度移動增加,活塞裙的表面處理和活塞環的橫截面形狀最佳化以減少摩擦阻力和振動,還進行了全跨度分析以平衡整個曲軸的重量。
與2L發動機結合的變速器是直接換檔CVT,在無級變速器的CVT上增加了啟動檔位。CVT 的優點是可以在保持發動機轉速的同時改變車速,並具有良好的發動機效率,但需要擴大 CVT 的換檔範圍(傳動比寬度)以支援所有車速。那麼,在摩擦和傳動效率方面,會利用CVT本身的低效區域,從而無法發揮發動機的高效率。
因此,將傳動比範圍調整到中高速側,並在低速側增加齒輪。在車速從起步到 60km/h 左右時,僅使用起步檔,超過 60km/h後切換到 CVT。它是一種在加速和減速過程中根據車速和油門開度平穩切換檔位和 CVT 的機構。除了無縫換檔之外,CVT 還配備了 10 速手動模式。透過變速桿可以進行手動變速,透過減小皮帶和皮帶輪部分的尺寸控制,提高了變速的響應性。
2.5L混合動力(A25A-FXS)也是豐田新一代動力引擎,與安裝在凱美瑞和雷克薩斯 ES300h 中的引擎相同。缸徑×衝程比為1.18的長衝程直噴發動機,高效進氣口增加進氣量,強化滾流。熱效率達到了41%。與混合動力相結合的變速箱是具有手動模式的 6 速順序換檔電動無級變速箱。
作為提高駕駛效能的發動機控制,2L 發動機車輛和 2.5L 混合動力車輛都配備了“驅動模式選擇”,允許根據需要改變發動機輸出特性。可以透過撥盤或按鈕開關在“ECO / SPORT / NORMAL”三種模式之間切換。
在ECO模式下,除了緩和電子節氣門的特性外,還可以控制空調的執行狀態,增加提高燃油效率的效果。在運動擋模式下,油門響應和加速效能得到提升,轉向感也很運動。此外,在 四驅版本中,斷開機構處於暫停狀態,車輛始終處於連線狀態。正常模式在燃油效率和駕駛效能之間取得了出色的平衡,支援各種場景的駕駛。
採用新開發的四輪驅動系統,提高了道路上的轉向穩定性,實現了越野的高行駛效能。透過對 4WD 系統和發動機、變速箱、制動器和轉向系統的整合控制,還提高了駕駛效能和燃油效率。可使用具有不同機制和控制的三種類型的 4WD 系統。“動態扭矩控制4WD”和“動態扭矩向量AWD”是為汽油動力車設定的。
動態扭矩控制4WD(G,X 4WD車輛)是傳統的正統按需4WD,通常以2WD(FF)執行,並在打滑等路況變化或啟動時切換到4WD。前後扭矩分配由電控聯軸器自動進行,最大為50:50。
動態扭矩向量四輪驅動前後扭矩分配相同,一直到50:50,但是左右後輪配備了獨立的電控聯軸器,左右扭矩分配在0:100到100:0。無論是崎嶇路面還是普通路面,當左右路面摩擦力不同或轉彎時,透過將扭矩適當分配給左右輪,提高轉向穩定性和轉彎效能。此外,在2WD驅動時,還安裝了“斷開”機構,透過切斷連線前差速器和後差速器的傳動軸的驅動力來降低後輪的驅動阻力並提高燃油效率。
扭矩分配功能 4WD和動態扭矩向量分配 AWD配備了“路況選擇系統”,可根據路面狀況選擇操作模式。除了標準模式之外,還有ECO、運動、越野、雪地模式。控制油門開度和在車輪浮動的不平坦路面上向後輪分配驅動力,它還具有制動防滑差速器功能,可制動打滑的車輪。
在越野模式中,假設在沙地和泥濘的道路上,將驅動力分配到後輪最大化以防止堆積,從而在允許一定量的打滑的同時不失速。配備動態扭矩向量 AWD 的車輛還配備了“下坡輔助控制”,只需按一下開關,即可在下坡時以恆定的低車速保持車速。
另一個四驅系統是安裝在混合動力汽車上的“電動四驅”。這不是由前置發動機驅動,而是由一個用於後輪驅動的電機驅動。新的RAV4,後驅動橋的輸出扭矩增加了30%。此外,透過控制前後驅動力分配增加到最大前 20 和後 80,後輪產生的驅動力越來越多。增加後輪扭矩就可以提升駕駛快感,當後輪的驅動力分配增加時,轉彎效能得到改善,並且在負載施加到後側的情況下,例如在斜坡上起步時,可以增加驅動力。
此外,電動四驅還為越野駕駛設定了“TRAIL 模式”。與汽油動力車輛的多地形選擇一樣,在崎嶇路面和不平坦路面上控制油門開度。透過最大化後輪的驅動力並激活抑制車輪打滑的制動防滑差速器功能,提高了車輛的穩定性。就所謂的“崎嶇路面行駛效能”而言,動態扭矩向量四輪驅動在功能上更勝一籌,但可以說,作為四驅SUV,電動四驅也實現了相當高的駕駛效能。
懸掛
為了實現SUV的高動力效能,新RAV4擁有全新設計的底盤和懸架。該平臺是採用TNGA理念設計的K平臺。與凱美瑞基本相同,SUV增加了車高,支援大直徑輪胎,優化了乘員的座椅位置以及各單元(發動機、電池、油箱等)的安裝位置。
懸架採用與凱美瑞相同的格式,前部:麥弗遜式支柱和後部:雙叉臂,但都是為 RAV4 新設計的。
前懸架根據下臂的移動方向優化了作為支點的襯套的位置,透過使螺旋彈簧的伸縮方向軸更接近車輪的主銷角度,橫向即在膨脹和收縮過程中施加在阻尼器上的力減小,整個懸架的摩擦減小。
上支架上的軸承與主銷軸幾乎同軸佈置,以便在轉向過程中與支柱本身的旋轉方向相匹配。減震器方面,透過採用回彈彈簧,優化了公路行駛時的側傾特性,提高了車輛穩定性,同時保證了越野行駛所需的行程。
與傳統汽車一樣,後懸架是帶有垂直拖臂的雙叉臂,但透過將拖臂前端和車身側的連線點向上佈置並增加襯套的直徑來減少振動。此外,透過使減震器的安裝角度更接近車輪的行程方向,減少了踩踏時的摩擦和衝擊,從而提高了乘坐舒適性。
車身
車身方面,K平臺的採用實現了1.6倍的剛性,同時實現了比傳統汽車減重8公斤。此外,透過將油箱更改為在後座地板下方將油箱左右分開的鞍座式(在混合動力車輛中,電池放置在其上),即使重心被降低,也有著很不錯的離地間隙。除了最佳化這些基本尺寸外,還改善了車身各部分的剛度,以實現公路和越野的高機動性和乘坐質量。
首先,為了提高轉彎時的響應性,增加了前減震器上部安裝點周圍的剛度。連線支柱塔、前整流罩和整流罩側面的面板(垂直面板)透過連線左右支柱塔而連線。此外,透過堆疊和連線加強板,整流罩側本身也變得更加堅固。
車身後部採用了在剛性方面不利的掀背造型,因此主要在後門開口的左右上部進行了加固。沿開口擷取大截面,後立柱內部加入高剛性泡沫材料。除了後輪軸正上方帶有骨架的環形車身外,還從地板側向該骨架添加了角撐板以加強,包括輪罩,抑制轉動時發生的車身扭曲。透過在整個車身的地板和側板上使用結構粘合劑,增加了整個面板的接合剛度。
在車身相關區域,提高了安靜性,降低了道路噪音,以實現安全可靠的車內空間。整個地板的隔音材料面積已經擴大,以提高安靜度。儀表板減少了面板上的開孔並減少了開口面積以隔離發動機噪音。此外,透過在輪罩內設定吸音材料,並在上半身的車頂和立柱周圍設定發泡材料,還可以抑制道路噪音的侵入。SUV 有時會在崎嶇的道路上行駛,但即使在這種情況下,也非常安靜。
TNGA 的優勢與駕駛便利性直接相關
TNGA優勢是最佳化發動機和電池等重物的放置,並設定座椅位置和能見度特性,使所有乘客,主要是駕駛員,可以在內部舒適地乘坐。全新RAV4對駕駛位置進行了最佳化,提升了各項操作性,讓駕駛者的駕駛更加輕鬆。首先,在轉向系統中,透過放下轉向旋轉軸的傾斜角度,即使握住方向盤的上部,肩部也難以脫離座椅,因此位置相當於在駕駛一輛小轎車。此外,伸縮轉向的調節範圍擴大至60mm,可根據駕駛員的體型進行位置調節。換檔桿也更靠近駕駛員,以提高可操作性。
油門踏板是風琴式的。優化了操作踏板時腳踝的角度,踏板的佈置方式易於施力,即使在高速公路上勻速行駛也不會感到疲倦。此外,在與駕駛位相關的區域,加大了擱腳板,優化了安裝角度和形狀。直到現在,擱腳板有時被認為是“只是放左腳的地方”,當真正將腳放在上面時,有時會發現該區域很小。因此,RAV4的擱腳板面積擴大,放置腳的表面角度向右傾斜,形狀彎曲以匹配鞋底的形狀。
就駕駛員舒適度而言,能見度與駕駛位置一樣重要。簡單的水平儀表板的上表面低於傳統汽車。此外,透過將雨刮器佈置在擋風玻璃無法看到的地方,擴大了玻璃面積。車門後視鏡為車門支架,設有三角窗,減少盲點。後四分之一窗下端更靠近腰線,從駕駛者的角度看C柱的橫截面更小,提高了可見度特性。
除了駕駛員的舒適性,後排座椅的舒適性也經過精心設計,讓乘員可以舒適地坐著。後排座椅落座時,腳趾潛入前排座椅下方,但前排座椅座面下端抬高,座椅靠背彎曲,為雙腳留出空間。此外,透過平整地板表面,腳踝可以保持自然角度。透過這些措施,即使在長時間駕駛時也能實現不易疲勞的坐姿。
關於安全效能,所有車輛都配備了帶自動制動的預碰撞安全系統,車道跟蹤輔助支援高速公路巡航,雷達巡航控制透過自動跟蹤減輕駕駛員的負擔,自動遠光燈可自動切換低/高大燈,識別標誌它還具有路標輔助顯示。智慧通關聲納和後方交叉路口自動剎車,不僅可以警告和顯示車輛前後靜止物體和後方接近物體,還可以自動應用停車場等。
總結:豐田RAV4已經是一款非常成熟的SUV汽車,這款車所使用的帶有扭矩向量的四驅系統是豐田獨有的,另外,混合動力系統兼具了節油與驅動效能的雙重優勢。