斯巴鲁DCCD驾驶员控制式中央差速器系统解析

斯巴鲁的全轮驱动系统是汽车界最负盛名的四驱系统之一。这家日本汽车制造商提供了一种称为“左右对称全轮驱动”的解决方案,它最重要的特征就是传动轴位于中心位置,驱动呈直线左右对称排列在前后轴之间,车辆根据行驶状况自动调整前后轴的扭力分配,各车轮均达到高效的驱动状态,使车辆保持精准操控,同时又增加了抓地力。

自从1972年斯巴鲁首次在乘用车上应用四驱技术,40余年以来斯巴鲁全心致力于AWD的开发。目前斯巴鲁“左右对称全轮驱动系统”已发展多款产品,具体如下:

  • 1972年推出Direct-coupled 4WD
  • 1981年推出MP-T
  • 1985年推出Active torque-split AWD
  • 1987年推出Center-differential
  • 1989年推出Viscous LSD
  • 1991年推出VTD-AWD
  • 1994年推出DCCD

以上所有产品中,每一款式的AWD系统都经过优化提升。其中技术最为先进的要数DCCD(驾驶员控制式中央差速器系统),DCCD式的全时四驱系统是斯巴鲁旗下运动性能最好的四驱系统,其首次应用是在1994年推出的第一代斯巴鲁翼豹WRX STI车型上。

1994版翼豹WRX STI


DCCD系统组成

注重机械控制的DCCD由前、中、后三组差速器构成。分别为:前轮为螺旋式限滑差速器加上分动箱,属于一种转矩敏感式限滑差速器,利用螺旋齿轮传动特点限滑;中间为电控中央离合器式差速器和行星齿轮组;后轮则为托森差速器和主减速器的组合。

系统默认的传动比例为前轴41%,后轴59%,可以根据实际情况由ECU自行调整或者手动调整分配,最多可分配为前后轴50:50的比例。而且DCCD系统的强悍之处在于它不仅可以调节前后车轮,还可以调节左右车轮的扭矩分配。



DCCD系统核心

该系统由一个提供 LSD 功能的行星齿轮式中央差速器,转向角传感器、横摆率传感器、横向加速度传感器、DCCD 控制模块和其它部件组成。

中央差速器

中央差速器由三个部件组成:行星齿轮装置的差速器、扭矩感应的机械式 LSD 机构及电磁离合器 LSD 机构。

混合式 LSD 机构采用传统的电磁离合器LSD 机构加装扭矩感应的机械 LSD 机构,可使车辆加速度/减速度与 LSD 离合器差速限制时间大致相符,从而通过驾驶员的加速操作取得线性 LSD 性能。因此,驾驶员只需轻松掌控车辆的动作就能更加自由地控制车辆。

另外,转向角传感器可让DCCD 控制模块知道驾驶员的转向意图。与横摆率传感器和横向加速度传感器相互协作,它能根据驾驶员意图的行驶路线及车辆的实际动作调节电磁离合器 LSD 的差速限制作用力。因此,使转向更符合驾驶员意图,从而防止出现转向不足和转向过度。




中央差速器功率流

机械式LSD

扭矩感应的机械式 LSD 机构由一个扭矩凸轮、主离合器及安装在太阳齿轮和行星齿轮轴上的主离合器毂组成。差速限制功能是通过抑制主离合器与扭矩凸轮啮合时行星齿轮装置的自由旋转来实现。



机械式LSD工作原理

当通过加速或减速把扭矩输入送至中央差速器时,扭矩凸轮把扭矩从太阳齿轮传递到行星齿轮轴,产生一个使下图中的行星齿轮轴向左移动的作用力。

这个作用力使图中安装在行星齿轮轴上的主离合器毂向左移动,从而使主离合器啮合。

由于主离合器外边缘通过差速器箱与后轮相连,而内边缘通过主离合器毂和行星齿轮轴与前轮相连,因此主离合器的啮合可实现对行星齿轮装置差速作用的限制。

主离合器啮合力的大小由扭矩凸轮产生的向左的作用力决定; 因此,机械式 LSD 产生的差速限制作用力根据发动机驱动力(油门踏板行程)成比例地自动改变。




电动式LSD工作原理

电磁离合器 LSD 机构由一个主离合器、中间离合器、导向离合器、电枢、线圈、六个布置在导向离合器毂与中间压盘之间的滚珠和其它部件组成。这种 LSD 机构把导向离合器的制动力转化为主离合器啮合力,通过线圈电枢滚珠和中间压盘进行差速限制。

未启动时,线圈断电时,导向离合器分离,使导向离合器毂、滚珠和中间压盘(通过主离合器毂与太阳齿轮相连)以与太阳齿轮大致相同的转速空转。

启动时,线圈通电时,其磁力吸引电枢,使导向离合器线圈电枢滚珠中间离合器导向离合器啮合。结果是使导向离合器毂锁定到差速器箱体上。

如果导向离合器啮合时因任何轮胎发生打滑而使太阳齿轮与中间齿轮产生转速差,一个由导向离合器啮合力决定的相位差将在与太阳齿轮相连的中间压盘和导向离合器毂(通过差速器箱与内齿轮相连)之间产生。结果是布置在中间压盘与导向离合器毂之间的滚珠受到一个把中间压盘向左按压的作用力,进而使中间离合器和主离合器相互啮合。中间离合器与主离合器之间保持连接,限制了太阳齿轮与中间齿轮之间的差速作用。

手动模式

在手动模式下,可使用控制旋钮从分离到锁定状态随意调节电磁离合器 LSD 限制作用力的范围。DCCD 控制模块根据控制旋钮的设定向线圈提供某一电流。从而使电磁离合器 LSD 差速限制作用力固定在某个数值上。

自动模式

在自动模式下,电磁离合器 LSD 的差速限制作用力是根据驾驶员意图和车辆行驶条件自动调节的。

更多行业热门资讯及干货,请关注“汽车动力总成”微信公众号

发表评论
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:

相关文章

推荐文章

'); })();