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吉?jiǎng)P恩(GKN)扭矩矢量控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

引言:

扭矩矢量技術(shù)可以單獨(dú)地改變每個(gè)車輪的扭矩。當(dāng)一個(gè)車輪開始滑動(dòng)時(shí),減小該車輪的扭矩,有效地制動(dòng)車輪。同時(shí)增加另一側(cè)車輪的扭矩,有助于平衡功率輸出,并保持車輛穩(wěn)定。

各個(gè)車廠扭矩矢量技術(shù):

1、三菱主動(dòng)偏航控制(AYC)

2、雷克薩斯扭矩矢量差分

3、寶馬動(dòng)態(tài)性能控制

4、奧迪帶扭矩矢量的Quattro

5、謳歌超級(jí)全輪驅(qū)動(dòng)(SH-AWD)

6、福特?怂筊S的GKN TWINSTER

等等。

今天我們講GKN(吉?jiǎng)P恩)的 TWINSTER。

1、TWINSTER

Twinster系統(tǒng)應(yīng)用在:路虎攬勝極光Evoque、歐寶Insignia、福特福克斯RS等車型上。GKN的Twinster系統(tǒng)采用雙離合器組件,可單獨(dú)控制單個(gè)車輪,為每個(gè)車輪分配精確的扭矩。對(duì)于現(xiàn)有的前輪驅(qū)動(dòng)車輛,Twinster系統(tǒng)加在后輪,GKN的軟件與汽車其他ECU集成,根據(jù)節(jié)氣門位置、轉(zhuǎn)向角度和路面的變化,管理前后軸之間以及后輪之間的扭矩分配。

福特福克斯RS,采用GKN ePowertrain全輪驅(qū)動(dòng)(AWD)系統(tǒng)、Twinster雙離合器扭矩矢量系統(tǒng)。

2、eTWINSTER

將上述TWINSTER技術(shù)集成到eAxle模塊中,形成所謂eTWINSTER(帶雙離合器扭矩矢量控制的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))。

設(shè)計(jì)重點(diǎn):

>電動(dòng)后輪驅(qū)動(dòng)單元;

>改善車輛動(dòng)力學(xué)性能;

>在電動(dòng)后橋上實(shí)施GKN TWINSTER;

>按需液壓驅(qū)動(dòng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)。

主要優(yōu)點(diǎn):

>功能:

- 斷開連接(大于160km/h時(shí)),

- 扭矩矢量控制,

- 扭矩限制,

-  eLSD(電控限滑差速器);

>高效率:

- 斷開連接時(shí)非常低的傳動(dòng)系拖曳損失,

- 帶有主動(dòng)潤(rùn)滑的干油槽設(shè)計(jì);

>主動(dòng)橫擺減振。

技術(shù)參數(shù):

>電機(jī)輸入最大值:60 kW,240 Nm,13000rpm;

>減速箱速比:10;

>單側(cè)離合器扭矩容量:2400 Nm;

>最大液壓力:35bar(3.5MPa)。

eTWINSTER用在沃爾沃XC90 T8 雙引擎PHEV上。為了能達(dá)到所需的液壓系統(tǒng)壓力,主外殼內(nèi)集成了一個(gè)由無刷直流電機(jī)、液壓泵和閥組成的執(zhí)行器。變速器和執(zhí)行器共用一個(gè)油路,因此使用相同潤(rùn)滑油。使用干油槽設(shè)計(jì),將無刷直流電機(jī)和液壓泵布置在變速器下方共用油槽區(qū)域內(nèi)。也將液壓閥集成在該區(qū)域內(nèi)。總共使用三個(gè)液壓閥,其中兩個(gè)閥用于將油噴到左右離合器活塞表面,第三個(gè)閥用來控制軸承和齒輪的潤(rùn)滑以及離合器的冷卻。這樣不僅可以使離合器受壓接合,而且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油的流量。潤(rùn)滑油在各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的分配可通過不同的孔口來調(diào)節(jié)。關(guān)鍵元件如:執(zhí)行器、離合器摩擦片和液壓活塞,都是吉?jiǎng)P恩的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)元件,具備完全定義的物理接口、邏輯接口和材料接口,也就是所謂的“積木模塊”。電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力從電機(jī)的傳動(dòng)小齒輪傳給副軸的齒輪,

之后,動(dòng)力經(jīng)由副軸上的小齒輪到達(dá)主減從動(dòng)齒輪。通過將液壓施加到離合器活塞,會(huì)軸向移動(dòng)離合器摩擦片組,使內(nèi)摩擦片與外摩擦片接合。根據(jù)傳動(dòng)情況,兩個(gè)離合器完全可以獨(dú)立控制,因此,可以在左右輪之間的后橋上隨意分配扭矩。

這種扭矩分配可以通過吉?jiǎng)P恩自己的車輛動(dòng)態(tài)控制器,也就是所謂的TASC(車輛牽引力和穩(wěn)定性控制)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)不同的輸入信號(hào)(如:車輪速度和方向盤轉(zhuǎn)向角度),控制器可計(jì)算出后輪所需的扭矩,并且能夠?qū)⒂?jì)算結(jié)果傳給無刷直流電機(jī)和液壓閥的硬件控制器。

這種靈活的軟件,硬件控制器和車輛動(dòng)態(tài)控制器構(gòu)架,可以快速方便地實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用。由于后輪之間的扭矩分配可以按需控制,eTWINSTER為電動(dòng)后橋上的扭矩矢量控制提供了機(jī)會(huì)。轉(zhuǎn)彎時(shí),外輪將會(huì)得到比內(nèi)輪更大的扭矩。目的是通過施加正橫擺力矩減少車輛的轉(zhuǎn)向不足。

相比傳統(tǒng)四輪驅(qū)動(dòng),eTWINSTER 具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。即使在減速時(shí),也可以利用能量回饋功能將期望扭矩引至后輪。這種情況相當(dāng)于通過剎車介入,完成扭矩矢量控制。只有在采用GKN eTWINSTER 的情況下,驅(qū)動(dòng)力才沒有在制動(dòng)的情況下?lián)p失,而是通過能量回饋功能收回。

eTWINSTER可以提供鎖定后橋的功能。類似于防滑差速器,通過離合器的同步驅(qū)動(dòng)可將兩個(gè)后輪連接在一起。這使得牽引力得到明顯改善,并且可以用作高速范圍內(nèi)的橫擺減振。無論是耦合狀態(tài)或是斷開狀態(tài),

eTWINSTER的效率均比傳動(dòng)電動(dòng)后橋更佳。使用干油槽設(shè)計(jì)以及伴隨而來的飛濺損失降低,均會(huì)改善運(yùn)行效率。在斷開狀態(tài)下,eTWINSTER的剩余拖拽扭矩,明顯低于傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋(配有差速器和斷開裝置)的拖拽扭矩。通過快速有效地清除離合器摩擦片組上的潤(rùn)滑油來實(shí)現(xiàn)。

3、eTWINSTERX

2017年底的法蘭克福車展,GKN 展出了eTWINSTERX。與eTWINSTER相同的是:同軸結(jié)構(gòu),差速器采用TWINSTER雙離合器。與eTWINSTER不同的是:在副軸上實(shí)現(xiàn)2擋換擋。

技術(shù)參數(shù):

>電機(jī)輸入最大值:120kW,200-210 Nm,18000rpm;

>減速箱速比:1擋17,2擋9.5;

>減速箱最大輸出扭矩:3500Nm。

1檔時(shí),副軸上離合器斷開,驅(qū)動(dòng)力通過行星齒輪增加一級(jí)減速,實(shí)現(xiàn)大減速比。

2檔時(shí),離合器連接行星輪系的齒圈和副軸,驅(qū)動(dòng)力直接流向差速器。

參考文獻(xiàn):

CTI:eTWINSTER –the First New-Generation Electric Axle System

GKN:Advanced eDrive TWINSTER

GKN:THE ULTIMATE EDRIVE SYSTEM

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