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    解读真理工男车企|参考托森差速器,详解比亚迪iTAC&dTCS的魅力

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    天和Auto2022-05-14

    在不讨论越野这个话题的前提下聊四驱,能谈什么呢?

    曾经可以聊的无非是奥迪Quattro,这套由小壁虎作为吉祥物的四驱系统,在内燃机车时代确实是巅峰之作;不过核心技术其实不是奥迪的成果,而是美国格里森公司研发的“托森式差速器”。

    什么是差速,为何要差速?

    想要搞懂iTAC&dTCS,首先要找到这个问题的答案。

    四个车轮以不同的转速转动,这就叫作“差速”,反之,均以相同的转速运转就是“同速”;汽车在直线行驶时,四个车轮的转速是一样的,当然前提是每个车轮的轮毂和轮胎的参数相同。


    汽车在转弯的时候必须要差速,因为每个车轮的转弯半径都不一样长,半径决定圆周长,转弯半径各不相同,在转弯时四个车轮的行驶轨迹当然也不一样。


    如果每个车轮都只能以相同的转速转动,汽车就没法转弯,同速转动只能走直线,强行转弯或为车身侧滑、或为车身侧翻;这就是为什么要给车轮差速的原因,而实现差速需要的正是差速器。

    标准如下:

    1. 前驱车,前桥差速器
    2. 后驱车,后桥差速器
    3. 分时四驱车,前桥+后桥差速器
    4. 全时/适时四驱车,前桥、后桥、分动箱差速器

    或者给分动箱使用“多片式离合器限滑差速器”。

    两驱车只有驱动桥才需要差速器,从动轮本就是分离开来,比如前驱车的后轮各自在两端,中间没有连接,所以就不需要差速器了。

    只是前驱车的后轮没有差速器,在转弯时又是如何实现以不同转速运转的呢?


    这就要讲今天要讲的重点内容了,从动轮实现自动差速器的基础是“滚动阻力”。

    车轮在转动过程中有滚动阻力,阻力大则克服掉的动力多(可以这么理解),牵引力减弱则转速降低;汽车转弯时的左右车轮的滚阻是不一样的,因为转弯时的重心会倾向于一侧,也就是往一侧压得更多。

    这个压力可理解为“正压力”,决定车轮抓地力的三大因素分别为正压力、轮胎接地面粗糙度和轮胎宽度;后两个因素不变,正压力大则抓地力强,抓地力强则等于更大的滚阻,反之对侧车轮的滚阻小,这样就能实现自动差速了。


    通过差速器的“差速”,原理相同。

    从动轮互不干涉,通过滚阻自动调整转速即可。

    驱动轮各自连接半轴,半轴连接的就是差速器,差速器连接的是变速器,变速器连接的是发动机。

    那么驱动轮的滚动阻力就会通过半轴直接作用于差速器,两侧车轮的滚阻不一致,两个半轴对于差速器的运转阻力也会不一致;于是传递到差速器上的动力则能够依据半轴的阻力进行调整,滚阻大的车轮“克服”了更多动力,获得的动力少;滚阻小的车轮获得的动力多,转速就会更高。


    分时四驱车不能以四驱模式在公路上行驶,因为动力经过变速器之后,还需要经过分动箱才能带动前后桥的传动轴运转;可是分时四驱的分动箱没有差速器,只要切换到四驱模式,前后传动轴获得的动力就是一样多的,这同样会影响车辆的正常转弯,毕竟汽车在转弯、上坡或下坡的时候,前后轮的滚动阻力是不一样的。

    想要在公路使用四驱系统,分动箱里就需要有差速器。

    装备差速器之后,在转弯时就能依据前后传动轴滚阻来调整往前后桥分配的动力,比如在上坡时车身重心靠后,后轮抓地力强、滚阻大,获得的动力少,前桥阻力小则获得的动力多。


    讲到这里应当对差速器的功能有所理解了,但有没有发现一个问题?

    全时四驱汽车在爬坡的时候如果急加速,后轮滚阻大、获得的动力少,对于加速的帮助不大;前轮滚阻小、获得的动力多,急加速时前轮的转矩就会非常强,可以轻松地超过车轮的抓地力,车辆反而会打滑。

    这就是普通全时四驱车的缺点,Quattro曾经使用的托森差速器能做到“反向分动”。

    仍以上坡的场景为参考,托森差速器可以给滚阻大的后轮更多的动力,这样既不会让抓地力强的后轮打滑,又能有效提高车辆的加速能力和失控极限;反之,滚阻小的前轮获得的动力少,打滑就基本不会出现了。


    托森差速器说白了就是找到“差速器的缺点”,并以反向分动的方式克服了问题,所以曾经的奥迪汽车确实有相当不错的操控;不过现在的合资奥迪均换用了多片式离合器限滑差速器,这种差速器再也做不到反向分动,只能以普通差速器的方式分动,或者以压紧离合器的方式实现分时四驱标准的固定比例分动,这样的奥迪四驱车就没有任何亮点了。



    iTAC究竟有什么不同之处呢?

    第一章讲解了托森差速器的亮点,比亚迪最新研发的iTAC-intelligence torque adaption control系统是用于电驱四驱汽车的「智能扭矩控制系统」,能实现的结果和托森差速器相同,但更高效、更精准、更灵敏,分动的比例也会非常之大。

    用托森差速器的Quattro四驱,前后桥的分动比例大致能达到前后75:25或15:85,而iTAC控制系统可以以更大的比例或绝对比例进行分动。

    比如在上陡坡的时候,前轮抓地力很弱,前轮获得的动力就会极其小,后轮的动力会相当澎湃,以几乎接近后驱车的状态进行前后车轮扭矩调整。


    这套系统究竟是如何做到三个“更加”的呢?

    普通的ESP相关程序都要用轮速传感器来侦测车轮的状态,说白了就是侦测车轮的“滑移率”,判断车轮是否会打滑,从而来调整输出到前后桥的动力;托森差速器做不到主动的调整,只是根据滚阻进行被动调整,充其量只能以TCS牵引力控制系统限制发动机的动力输出。

    并且普通轮速传感器能感知到的最小度数只有7.5度,车轮转动7.5度后才能获得一个脉冲信号。


    可是,iTAC系统的感知度数为0.08789度,车轮的一圈里共计有4096个采集位!

    也就是说车轮没移动一点点,在这一点点里是否有滑移,iTAC系统都是能够侦测到的;随后就能够更加精准的,通过电控系统对前后驱动电机进行输入动力的调整。

    注意重点:

    • 电动全时四驱系统结构很简单,这种平台没有变速器,没有分动箱,而是前电机通过差速器驱动前轮、后电机通过差速器驱动后轮。

    所以iTAC系统会在极其精准的前提下,实现更高效率的扭矩控制,电流和电信号的传输速度是“准光速”,没有什么可以比这种智能分动系统更精准了。

    TCS是牵引力控制系统,比亚迪研发的是dTCS,概念为分布式牵引力控制系统。

    不论在上坡还是下坡的时候,车轮即将出现打滑时,iTAC系统能够准确的侦测到;在打滑的临界点,普通TCS可以在车轮打滑之前限制内燃机或电机输出的动力,以避免出现打滑,但是普通的TCS反应比较迟钝,实际上还是有可能出现打滑。

    而dTCS系统可以把反应时间缩短10倍!

    并且能够做到分布式控制不同的动力单元。

    这套系统要比博世的TCS更理想,其实所谓的合作研发的dTCS,实际上是比亚迪的研发成果;所以在ESP因缺芯影响到部分一线汽车厂商的阶段里,比亚迪没有受到影响,因为博世的一部分ESP总成就是比亚迪生产的。


    总结:

    如果说托森差速器的Quattro四驱系统是内燃机车时代里的四驱标杆,iTAC+dTCS e3.0平台就是电驱时代的四驱标杆平台,标准等于“Quattro E-PLUS”。

    这套系统将要搭载于未来e3.0平台的所有车辆上,其中最先亮相的会是海豹(图片|配置|询价),之前的汉已经搭载了dTCS系统,实测用该系统的车辆,在不使用防滑链的前提下,在雪地山路上可以超越安装防滑链的其他四驱车。所以海豹会是一辆很不简单地四驱电动汽车,即便是后驱版本也会非常稳。



    编辑:天和Auto-汽车科学岛

    天和MCN发布,保留版权保护权利

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