簡述長安福特翼虎智能四驅(qū)系統(tǒng)

簡述長安福特翼虎智能四驅(qū)系統(tǒng)柯曄偉【摘要】解析長安福特翼虎車型采用的智能四驅(qū)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理.【期刊名稱】《汽車電器》【年(卷)，期】2017(000)009【總頁數(shù)】2頁(P69-70)【關(guān)鍵詞】智能四驅(qū);PTU動力傳輸裝置;ATC耦合器【作者】柯曄偉【作者單位】福建船政交通職業(yè)學(xué)院汽車運(yùn)用工程系福建福州350007【正文語種】中文【中圖分類】U463.6翼虎(Kuga)是一款長安福特公司重點(diǎn)打造的緊湊型SUV，該車型具有出色的越野性能，其牽引力和上坡能力絲毫不遜色于同等級純越野競品。其中一個很重要的原因就是配備了智能四驅(qū)系統(tǒng)。該智能四驅(qū)系統(tǒng)可以同時對25個傳感器信號數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析，通過傳感器所提供的數(shù)據(jù)引導(dǎo)車輛按照駕駛者所希望的狀態(tài)運(yùn)行，在需要時，將動力分配至4個車輪，極大提高了車輛的驅(qū)動力。該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的分動器截然不同，本文將詳細(xì)介紹該智能四驅(qū)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理。智能四驅(qū)系統(tǒng)由AWD控制模塊、PTU動力傳輸裝置、傳動軸、ATC耦合器、后驅(qū)動橋組成，如圖1所示。1.1PTU動力傳輸裝置PTU是一個固定在變速器上的機(jī)械裝置。發(fā)動機(jī)扭矩首先通過右前半軸傳遞至PTU，再經(jīng)過PTU傳遞至傳動軸，向后部傳遞動力。因此，PTU動力傳輸裝置是一個承前啟后的重要部件。PTU動力傳輸裝置是根據(jù)蝸輪蝸桿基本原理設(shè)計(jì)的，主要由殼體、輸入軸、輸入齒輪、輸出蝸桿、輸出軸等部分組成。其結(jié)構(gòu)類似于后驅(qū)車輛的主減速器，但是動力傳輸方向正好與后驅(qū)車主減速器相反，即環(huán)形齒輪為輸入齒輪，錐形齒輪及蝸桿為輸出件。PTU動力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。PTU動力傳輸裝置的作用是：將動力傳遞至傳動軸并改變動力傳遞方向90°。環(huán)形齒輪通過花鍵固定在右前半軸上，環(huán)形齒輪又與錐形齒輪嚙合，而錐形齒輪與蝸桿為一個整體。動力首先從右前半軸傳遞至環(huán)形齒輪，環(huán)形齒輪再將動力傳遞至錐形齒輪，并改變力的傳遞方向90°，由蝸桿輸出至傳動軸。1.2傳動軸福特翼虎智能四驅(qū)系統(tǒng)所用的傳動軸與傳統(tǒng)越野車所用傳動軸類似，但在尺寸上略小于越野車的傳動軸。1.3ATC耦合器ATC耦合器是智能四驅(qū)系統(tǒng)的核心部件，由電磁閥、鋼珠傳動式離合器、摩擦片、摩擦片殼體、輸出軸等部分組成。該耦合器的核心部件為鋼珠傳動式離合器，由導(dǎo)向離合器、主動離合器及鋼珠組成。導(dǎo)向離合器及主離合器是2個互不接觸的、帶有凹槽的傳動盤。2個傳動盤的凹槽呈鏡面對稱且都是由淺至深，最深處正好能容納一顆鋼珠，如圖3所示。主離合器連接傳動軸，并由電磁閥控制移動位置；導(dǎo)向離合器控制摩擦片的壓緊程度，摩擦片殼體與后驅(qū)動橋輸入軸相連。其工作過程如圖4所示。當(dāng)不需要四輪驅(qū)動時，ATC電磁閥不通電，鋼珠在導(dǎo)向離合器和主離合器的凹槽最深處，不承受壓力，故主離合器和導(dǎo)向離合器無接觸，無力矩傳輸，后橋無動力輸入。當(dāng)需要四輪驅(qū)動時，ATC電磁閥通電，導(dǎo)向離合器向后移動，由于離心力作用，鋼珠向凹槽潛處移動，同時與導(dǎo)向離合器和主離合器接觸，并產(chǎn)生壓力。此時，導(dǎo)向離合器和主離合器通過鋼珠傳輸動力，主離合器開始壓緊摩擦片，帶動摩擦片殼體轉(zhuǎn)動，經(jīng)過輸出軸將動力傳遞至后驅(qū)動橋。ATC電磁閥通電時間越長，電流越大，則導(dǎo)向離合器位移越大，鋼珠順凹槽移動至越潛的位置，可傳遞的力矩越大。1.4后驅(qū)動橋福特翼虎智能四驅(qū)系統(tǒng)的后驅(qū)動橋與傳統(tǒng)越野車后驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)類似，也是由主減速器、差速器、半軸組成。福特翼虎智能四驅(qū)系統(tǒng)為智能主動控制系統(tǒng)，不需要駕駛員的控制，因此不具備手動選擇模式。該智能四驅(qū)系統(tǒng)通過傳感器持續(xù)監(jiān)控車輛的狀態(tài)，實(shí)時自動調(diào)整前后軸的扭矩分配，在運(yùn)行過程中有2種工作模式。2.1正常工作模式正常工作過程中，約97%的扭矩傳送到前軸車輪。PTU動力傳輸裝置始終工作，傳動軸一直有扭矩輸入，但是ATC耦合器不工作，故后驅(qū)動橋無扭矩輸入。如果控制模塊檢測到車輛處于加速（重油門），或前軸車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)狀態(tài)，智能四驅(qū)系統(tǒng)會通過控制供給ATC耦合器的電流，增加傳遞給后驅(qū)動橋的扭矩，以提高動力或防止車輪滑轉(zhuǎn)。智能四驅(qū)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，主要數(shù)據(jù)包括：節(jié)氣門位置信號、制動系統(tǒng)狀態(tài)信號、4個車輪轉(zhuǎn)速信號，并輸入給AWD控制模塊，AWD控制模塊將整合處理后的數(shù)據(jù)輸出給PCM（發(fā)動機(jī)控制模塊）。PCM中存儲有四輪驅(qū)動的控制邏輯，并結(jié)合輸入信號判斷車輛的工作情況，然后輸出占空比信號給ATC耦合器電磁閥，通過調(diào)節(jié)占空比信號來控制ATC耦合器的扭矩傳遞效率。當(dāng)智能四驅(qū)系統(tǒng)模塊檢測到ATC電磁閥有短路、斷路或搭鐵，就會在模塊內(nèi)部存儲代號為DTCP188B的故障代碼，同時切斷供應(yīng)到ATC電磁閥的電流，以保護(hù)ATC耦合器。2.2過熱保護(hù)模式由于該智能四驅(qū)系統(tǒng)的ATC耦合器采用鋼珠和傳動盤來傳輸扭矩，因此在四驅(qū)啟動較長時間后，ACT耦合器容易出現(xiàn)過熱的情況。若出現(xiàn)此情況，控制模塊會切斷ATC電磁閥的供電，同時會在儀表板上顯示AWDOFF。此時應(yīng)該停車，將點(diǎn)火開關(guān)置于ON位置，讓系統(tǒng)冷卻至少10min以上。福特翼虎智能四驅(qū)系統(tǒng)是一款典型的、成功的智能四驅(qū)系統(tǒng)。自從進(jìn)入市場以來，得到了眾多用戶的認(rèn)可，獲得了良好的口碑。合理的結(jié)構(gòu)組成和智能化的控制模式保證了該智能四驅(qū)系統(tǒng)的高效率運(yùn)行，在滿足駕駛樂