引言:
扭矩矢量技术可以单独地改变每个车轮的扭矩。当一个车轮开始滑动时,减小该车轮的扭矩,有效地制动车轮。同时增加另一侧车轮的扭矩,有助于平衡功率输出,并保持车辆稳定。
各个车厂扭矩矢量技术:
1、三菱主动偏航控制(AYC)
2、雷克萨斯扭矩矢量差分
3、宝马动态性能控制
4、奥迪带扭矩矢量的Quattro
5、讴歌超级全轮驱动(SH-AWD)
6、福特福克斯RS的GKN TWINSTER
等等。
今天我们讲GKN(吉凯恩)的 TWINSTER。
1、TWINSTER
Twinster系统应用在:路虎揽胜极光Evoque、欧宝Insignia、福特福克斯RS等车型上。GKN的Twinster系统采用双离合器组件,可单独控制单个车轮,为每个车轮分配精确的扭矩。对于现有的前轮驱动车辆,Twinster系统加在后轮,GKN的软件与汽车其他ECU集成,根据节气门位置、转向角度和路面的变化,管理前后轴之间以及后轮之间的扭矩分配。
福特福克斯RS,采用GKN ePowertrain全轮驱动(AWD)系统、Twinster双离合器扭矩矢量系统。
2、eTWINSTER
将上述TWINSTER技术集成到eAxle模块中,形成所谓eTWINSTER(带双离合器扭矩矢量控制的电驱动系统)。
设计重点:
>电动后轮驱动单元;
>改善车辆动力学性能;
>在电动后桥上实施GKN TWINSTER;
>按需液压驱动和润滑系统。
主要优点:
>功能:
- 断开连接(大于160km/h时),
- 扭矩矢量控制,
- 扭矩限制,
- eLSD(电控限滑差速器);
>高效率:
- 断开连接时非常低的传动系拖曳损失,
- 带有主动润滑的干油槽设计;
>主动横摆减振。
技术参数:
>电机输入最大值:60 kW,240 Nm,13000rpm;
>减速箱速比:10;
>单侧离合器扭矩容量:2400 Nm;
>最大液压力:35bar(3.5MPa)。
eTWINSTER用在沃尔沃XC90 T8 双引擎PHEV上。为了能达到所需的液压系统压力,主外壳内集成了一个由无刷直流电机、液压泵和阀组成的执行器。变速器和执行器共用一个油路,因此使用相同润滑油。使用干油槽设计,将无刷直流电机和液压泵布置在变速器下方共用油槽区域内。也将液压阀集成在该区域内。总共使用三个液压阀,其中两个阀用于将油喷到左右离合器活塞表面,第三个阀用来控制轴承和齿轮的润滑以及离合器的冷却。这样不仅可以使离合器受压接合,而且可以根据需要调节润滑油的流量。润滑油在各个润滑点的分配可通过不同的孔口来调节。关键元件如:执行器、离合器摩擦片和液压活塞,都是吉凯恩的标准化系统元件,具备完全定义的物理接口、逻辑接口和材料接口,也就是所谓的“积木模块”。电机产生的动力从电机的传动小齿轮传给副轴的齿轮,
之后,动力经由副轴上的小齿轮到达主减从动齿轮。通过将液压施加到离合器活塞,会轴向移动离合器摩擦片组,使内摩擦片与外摩擦片接合。根据传动情况,两个离合器完全可以独立控制,因此,可以在左右轮之间的后桥上随意分配扭矩。
这种扭矩分配可以通过吉凯恩自己的车辆动态控制器,也就是所谓的TASC(车辆牵引力和稳定性控制)进行调整。根据不同的输入信号(如:车轮速度和方向盘转向角度),控制器可计算出后轮所需的扭矩,并且能够将计算结果传给无刷直流电机和液压阀的硬件控制器。
这种灵活的软件,硬件控制器和车辆动态控制器构架,可以快速方便地实现各种应用。由于后轮之间的扭矩分配可以按需控制,eTWINSTER为电动后桥上的扭矩矢量控制提供了机会。转弯时,外轮将会得到比内轮更大的扭矩。目的是通过施加正横摆力矩减少车辆的转向不足。
相比传统四轮驱动,eTWINSTER 具有独特优势。即使在减速时,也可以利用能量回馈功能将期望扭矩引至后轮。这种情况相当于通过刹车介入,完成扭矩矢量控制。只有在采用GKN eTWINSTER 的情况下,驱动力才没有在制动的情况下损失,而是通过能量回馈功能收回。
eTWINSTER可以提供锁定后桥的功能。类似于防滑差速器,通过离合器的同步驱动可将两个后轮连接在一起。这使得牵引力得到明显改善,并且可以用作高速范围内的横摆减振。无论是耦合状态或是断开状态,
eTWINSTER的效率均比传动电动后桥更佳。使用干油槽设计以及伴随而来的飞溅损失降低,均会改善运行效率。在断开状态下,eTWINSTER的剩余拖拽扭矩,明显低于传动驱动桥(配有差速器和断开装置)的拖拽扭矩。通过快速有效地清除离合器摩擦片组上的润滑油来实现。
3、eTWINSTERX
2017年底的法兰克福车展,GKN 展出了eTWINSTERX。与eTWINSTER相同的是:同轴结构,差速器采用TWINSTER双离合器。与eTWINSTER不同的是:在副轴上实现2挡换挡。
技术参数:
>电机输入最大值:120kW,200-210 Nm,18000rpm;
>减速箱速比:1挡17,2挡9.5;
>减速箱最大输出扭矩:3500Nm。
1档时,副轴上离合器断开,驱动力通过行星齿轮增加一级减速,实现大减速比。
2档时,离合器连接行星轮系的齿圈和副轴,驱动力直接流向差速器。
参考文献:
CTI:eTWINSTER –the First New-Generation Electric Axle System
GKN:Advanced eDrive TWINSTER
GKN:THE ULTIMATE EDRIVE SYSTEM