一 越野车概述
越野车起源于军队需求用车,以应对复杂环境,如雨林坡地、沙漠戈壁等。后来逐渐衍生出民用车辆且兼具公路性。目前世界上具有代表性SUV生产厂家主要有几家:奔驰、Jeep、路虎、三菱。
1.1 奔驰G系列(有钱人就是不一样)
奔驰G起源于1979年,开始时面向德国军方生产,但很不幸未被选中,后来进入民用市场。奔驰G定位高端,造型独特,品牌化特征明显,品牌力是建立在奔驰原有品牌基础上的。
奔驰G
整车尺寸:4857*1931*1932mm
整备质量:2605kg
动力:4.0T,421马力,310Kw,9AT变速器
驱动型式:全时四驱
差速锁:三把锁
油箱容积:100L
油耗:15.6L
离地间隙:241mm
底盘:前双叉臂或整体桥,后整体桥
1.2 揽胜系列(贵族就是矫情)
路虎起源于英国1951年,产品定位是豪华贵族身份的象征。揽胜是英国女王的皇室座驾,在车尾部带有英国女王的签名,彰显尊贵身份。路虎在英国基本处于破产的节奏,但品牌定位正好迎合中国一些消费者的需求。人有了钱,就要变得看上去有些品味,不能跟暴发户一样。
揽胜
整车尺寸:4879*2073*1780mm
整备质量:2380kg
动力:3.0T,340马力,250Kw,8AT变速器
驱动型式:全时四驱
差速锁:两把锁
油箱容积:105L
油耗:14L
离地间隙:220mm
底盘:前双叉臂独立了悬架,多连杆独立悬架
上边两款代表车型均是高端定位,小编作为一个专业汽车工程师,怎么合算成本,也不知道它们为啥卖这么贵,应该是有钱人只买最贵的。
1.3 Jeep系列(Jeep就是越野)
Jeep越野车是1941年在二战中为满足美军军需生产的,象征真正的四轮驱动性能。Jeep品牌已经建立了粗犷、多功能和真正四轮驱动动力的声誉。
牧马人
整车尺寸:4334*1894*1839mm
整备质量:1843kg
动力:2.0T,266马力,195.4Kw,8AT变速器
驱动型式:分时四驱
差速锁:三把锁
油箱容积:70L
油耗:8.9L
离地间隙:251mm
底盘:前/后多连杆整体桥悬架
注:“通用功能”的两个英文单词词首字母“GP”连续读音的效果。
1.4 三菱(便宜的越野车才是平民的越野车)
帕杰罗起源于Jeep,Pajero(山猫)生活在极端环境中的猛兽,能够很形象的表达出这款车的特点。足够可靠,可以满足大众越野需求。
帕杰罗
整车尺寸:4900*1875*1900mm
整备质量:2155kg
动力:3.0L,174马力,128Kw,5AT变速器
驱动型式:全时四驱
差速锁:两把锁
油箱容积:88L
油耗:12.4L
离地间隙:235mm
底盘:前双横臂独立悬架,后多连杆独立悬架
2 四驱技术哪家强
2.1 Jeep active drive
ActiveDrive”适时四驱系统是基于德国采埃孚(ZF)公司的“ECOnnect”四驱系统进化而来,这套四驱系统通过前桥取力器和多片离合器式限滑差速器将动力传递到后桥,在附着力良好的铺装路面行驶时,自由光可以仅将动力传递至前轮,降低传动过程中的动力损耗。
分时四驱从诞生开始就带4WD LOW,中差式全时四驱做到这一点也不难。因为这两种四驱都有“一进二出”的分动箱,直接在分动箱里加入齿比切换就可以了。但这项功能对于适时四驱而言却有着天生的障碍,因为它是通过并联的方式向后轴分配动力,并没有“一进二出”的结构。
Jeep在较早之前就曾经尝试在适时四驱上加入4WDLOW模式。例如Jeep的自由客,在海外就有FreedomDrive II版本。但从本质上看,Freedom Drive II的4WD LOW模式并非四驱技术,它的低速模式源于CVT,这款变速器特别设计了一个低速挡,可以获得19:1的超大传动比。
自由光的4WD LOW原理上与自由客有着本质不同。JEEP的工程师通过引入两级PTU(power transfer unit)分动箱的方式来实现4WD LOW模式。这种改变方式与分时四驱的4WD LOW有着异曲同工之妙。
自由光一共搭载有三种不同的四驱系统,分别是Active Drive I、Active Drive II和Active Drive Lock。
ActiveDrive I(2.4L都市版/豪华版)采用全自动单速分动箱(PTU),实现任何速度条件下四轮驱动能够实现智能切换。不需要驾驶者做出干预或者反馈,在动态过程中进行智能切换,改善转向不足和转向过度的情况。
ActiveDrive II(2.4L精锐版/高性能版)可在后桥车轮间实现动力分配,原因在于它的后桥RDU结构内部采用了两组多片离合器,即左右半轴各有一套多片离合器,每套离合器用来独立控制该侧车轮所需的扭矩。除此之外,Active Drive II四驱系统还增加了一个传动比为2.92:1的低速扭矩放大挡。
ActiveDrive Lock(3.2L Trailhawk高性能版)包含Jeep Active Drive II的所有功能,并在此基础上增加了后差速锁,驾驶员能够通过车内按键手动控制后桥的左右车轮按50:50的扭矩分配,这为极限越野提供了有力保障。
2.2 三菱S-AWC
S-AWC是基于三菱大作EVO的四驱系统开发而来,全称为Super All Wheel Control,中文名称为超级全轮控制系统,这套系统由ACD(主动中央差速锁)、AYC(主动偏航控制系统)、ASC(主动稳定控制系统)以及运动型ABS系统(运动型防抱死制动系统)组成。
S-AWC超级全轮控制系统并不能简单的称之为四驱系统,准确而言它是一种以四驱为基础的综合控制系统,能够研发这种系统的品牌屈指可数,因为这不仅需要丰富的四驱经验,更需要强大的系统整合能力。这套S-AWC车辆动态控制系统整合了对于AYC,ACD,ASC和运动型ABS组件的控制,而同时还可以用来增加对AYC系统的刹车控制。因此,S-AWC不仅提升了动力输出和弯道效果,而且各种路况下的驾驶稳定性也得到了有效的提升。
ACD能够最大限度的优化不同行驶路面的承受过载,在开启或锁止的情况下控制差速器的工作,优化前后轮的扭矩分配;
AYC在用来控制后轮的扭矩差以应对不同的行驶路面,不仅车辆的偏航问题就得到有效抑制,过弯效果也相应地得到提高;
ASC系统能够通过将发动机的动力输出和对每个车轮的制动力进行控制,从而优化了车辆的牵引力输出,最终达到保持车辆稳定的效果;
防抱死系统能够保证驾驶者对于转向的控制,并保证车辆在制动的条件下不会因为在紧急制动的时候或在湿滑路面制动时,发生轮胎抱死的情况。
欧蓝德的S-AWC不仅整合了对于AYC,ACD,ASC和运动型ABS组件的控制,同时还可以用来增加对AYC系统的刹车控制。因此,除了对于公路行驶性能的提高之外,对于脱困能力也有一定程度的提高,在只有单前轮有附着力的情况下欧蓝德依然具有很强的脱困能力,这在同级别城市SUV中表现较为出色。
在ACD和AYC组件上应用的发动机扭矩和制动力信息能够保证S-AWC系统在车辆加速或减速的时候,更快的进行反应。而在该系统上使用偏航反馈系统也是史无前例的。该系统能够帮助车辆沿着驾驶者的意愿行驶。在偏航传感器传递了相关数据以后,该系统能够对比车辆的动态反应与驾驶者意图之间的差别,从而判断转向力的大小,修正动力的输出效果。通过AYC施加的制动力能够在左右轮之间实现扭矩的传输,从而保证车辆在极限效果下,AWC能够更好的控制车辆姿态。在转向不足的时候,AYC的新制动力控制系统能够对内侧车轮施加一定的制动力;而在转向过度的时候,则增加外侧车轮的制动力,从而使扭矩得到最优输出,保证车辆高效过弯,稳定出弯。整合管理的ASC和ABS系统通过控制S-AWC来保证在加减速、雪地路面上行驶的时候,车子的动态控制能够100%得到传达。
2.3 奥迪quattro技术
quattro一词在意大利语中就是“四”的意思,而对于奥迪来说quattro还有其他含义。1980年奥迪公司研发了quattro四轮驱动系统,并把它装备在一辆基于奥迪80底盘的双门轿车上,这辆轿车的名字也叫Quattro。另外奥迪旗下还有一家名叫quattro的子公司,专门实验和研发高性能车型。
奥迪quattro四驱系统根据发动机放置方式的不同,四驱系统采用的中央差速器结构是不同的。像纵置发动机平台的四驱系统,采用的是托森中央差速器,如奥迪Q7、Q5等车型。而横置发动机平台的四驱系统则采用瀚德(Haldex)电控多片离合式中央差速器,如奥迪Q3、TT等车型。
奥迪Q7 quattro四驱系统
从前面介绍的奥迪四驱系统的历史看来,quattro四驱系统的进步是随着托森中央差速器的进化而进步的,目前最新的托森差速器已经发展到了第三代(托森C型差速器)。
托森C型中央差速器,采用的是行星齿轮结构,同样是纯机械式全时转矩感应,结构更加紧凑,自动锁止的反应更为迅速。与现在常见的电控多片离合式不同的是,托森C型差速器没有离合器,也不需要预负载,仅依靠纯机械结构就能及时做出反应。
奥迪采用的托森C型中央差速器,在正常情况下按照前后40:60分配驱动力。根据行驶情况需要,最多可把65%的驱动力输出到前轴,或者把85%的驱动力输出到后轴。
对于横置发动机的quattro四驱系统,采用的是Haldex电控多片离合式中央差速器,其结构与大众横置平台的4Motion四驱系统基本相同。
冠状齿形差速器是目前奥迪quattro采用的最新一代中央差速器,相比托森C型差速器,它结构更为紧凑、性能也更好,其内部主要由两个冠型齿轮、四个中间小齿轮以及摩擦片构成,十字形排列的中间小齿轮组与动力输入轴相连,两冠型齿轮分别分别与前后传动轴相连。当两个冠型齿轮转速不一致时(如车轮出现打滑),会导致中间小齿轮产生自转,进而挤压离合片,从而产生自锁反应。
正常情况下,系统按照前后40:60的比例来分配驱动力,如车轮出现打滑时,系统可以使前轴与后轴的驱动力比例在70:30到15:85之间连续变化。冠状齿形差速器中差最先在RS5上应用,随后在奥迪A7和新A6上使用。
3 越野车分类及越野属性细分
3.1 越野车种类细分
当然此划分原则为一般原则,比如军用SUV不考虑成本,暂不符合此划分原则。
3.2 属性细分
1)动力性
较大比功率
低速大扭矩发动机
变速器低档较小传动比
差速锁:前、中间、后差速锁
四驱性能优越
2)通过性
接近角/离去角
通过
最小离地间隙
悬架行程
涉水深度/较高的进气口
轮胎
3)其他
可靠性、整体刚度
续航里程
拖曳能力
载货空间
底盘防护板
视野
整车质量较小、尺寸较小(机动性)
4 四驱开发介绍
SUV越野性提升从动力性、通过性和其他越野特征指标来实现。通过性和越野特征指标容易实现,但动力性指标实现较为困难。
目前国内城市SUV四驱均为适时四驱,四驱系统中的核心零件是扭矩管理器,主要依靠国际供应商设计开发。目前国内主要采用haldex和NexTrac产品。如领克01和GS4使用haldex产品,H6和CS75使用的是NexTrac产品。
主流的后桥扭矩管理器供应商如下:
1)haldex:第五代后桥扭矩管理器,电液控制离合器结合分配扭,比电磁控制性能好,但对温度、密封要求较高
2)博格华纳:NexTrac第二代电控扭矩管理器,电磁离合器结合分配扭矩,
捷太格特:电子控制4WD系统(ITCC),电控中央多片离合器,实现100:0至50:50扭矩分配,与NexTrac类似。
3)美桥(AAM):EcoTrac®四驱系统,可断开式四驱系统,节油更好。可实现轴间和轮间扭矩分配。AAM与ZF产品类似,可断开四驱系统,轮间轴间扭矩分配
4)GKN:EMCD电磁式扭矩管理器,兼容电子稳定系统。
4.1 NexTrac是第二代适时四驱产品
博格华纳NexTrac,“前置前驱-四轮驱动”适时四驱系统。属于第二代适时四驱技术。
技术特性:主动四驱、智能分配前/后桥驱动力、提高车辆安全性。
配套车型:长城哈弗H6、H6运动款;广汽传祺GS5、长安CS75等SUV。
优势:轻质材料,结构紧凑,安装灵活,匹配难度小,终身免维护。显著提升在公路以及冰雪路面上的动态性能和稳定性,能够满足城市和郊区轻度跨界需求。
劣势:脱困能力较弱,越野性通过性较差,只能轻度越野。
4.2 Haldex是第五代适时四驱
Haldex四驱系统已经发展到了第五代,其在响应速度、动力分配、耐用性、轻量化、体积方面都有了长足的进步,支持全时四驱、EDL电子差速器等功能。此外,第五代Haldex驱系统也保留了离合器片断开的能力,可以实现纯前驱行驶以降低油耗。
第五代haldex比第四代要轻1.5kg左右。性能方面在保持了第四代系统的优势之外,配合前后差速器的EDL电子差速功能,在不同的行驶环境下,更加智能地对车轮的扭力进行分配,确保车辆具有更好的循迹性和越野性。
4.3 AAM EcoTrac®可断开式四驱系统
在前轮驱动状态下,传统四驱系统的取力器与传动轴之间的连接并没有断开,所以即使后轮不工作,传动系统还会继续空转,影响传动效率。而EcoTrac®其可断开式设计,杜绝了80%以上的传动系部件的空转,从而有效提高燃油经济性,降低排放。
在四驱模式下,EcoTrac®可以帮助消费者应付各种复杂路面状况,无论是湿滑,斜坡,低洼还是弯道,EcoTrac®可以保证稳定的车辆操控性和安全性,并确保二驱、四驱间的平顺切换。
详细可参考Jeep四驱系统介绍
4.4 GKN 电磁式扭矩管理器
4.5 结论
依据市场调查,国内目前可以采用haldex第五代或博格华纳NexTrac扭矩管理器,实现车辆四驱配置。四驱水平和Jeep、三菱尚存在较大差距。
1)只能实现轴间扭矩分配,无法实现后轴轮间扭矩分配(AAM和ZF有此技术);
2)两驱模式时中间纵向传动轴工作,无法从变速器取力器处断开,相对更加耗油(AAM和奥迪断开技术);
3)无法协同ESP联合调校,提升车辆操控性能和安全(三菱和Jeep有此技术)。
5 国内越野性SUV开发建议
1)雨林和山路越野车为小众车型,城市SUV还是市场主流,可以兼顾越野化设计;
1)四驱开发不具有优势,但动力选型上可以倾向选择;
2)通过性和其他越野特征可以择优参考设计;
3)无产品力支撑,性价比高是唯一竞争优势;
4)可通过越野特征来增加消费者对车辆越野性的感知或联想,但避免品牌化的越野特征借鉴,如奔驰G棱角造型、路虎发动机盖车标等;
5)整车尺寸无需一味追求过大,适当即可。
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