寶馬/保時捷嘗鮮 談采埃孚iWD底盤技術(shù)
ESC車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)可以主動糾正和降低車輛失控風(fēng)險,而ZF基于底盤系統(tǒng)開發(fā)的iWD智能駕駛技術(shù)可以與ESC結(jié)合,進一步提升車輛的駕駛安全性和操控性能。
ZF的iWD系統(tǒng)包括三項主要技術(shù),即ERC主動防側(cè)傾桿系統(tǒng)、矢量驅(qū)動輪間扭矩矢量控制系統(tǒng)和AKC主動后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。雖然它們的工作原理和功能不同,但都是通過計算機對車輛的狀態(tài)進行分析,從而主動糾正車輛可能出現(xiàn)的過度車身姿態(tài)或行駛軌跡。我將逐一解釋這三種技術(shù)。
● ERC主動防側(cè)傾桿系統(tǒng)
防側(cè)傾桿通常固定在車輛左右懸架的下擺臂或減震器上,其作用是通過自身的扭轉(zhuǎn)來抑制車輛轉(zhuǎn)向到一定程度時由于離心作用而產(chǎn)生的車身側(cè)傾。一輛車所使用的防側(cè)傾桿的剛度在出廠前就已經(jīng)以最平衡的方式與整車進行了設(shè)定和匹配,其自身的扭轉(zhuǎn)是被動的。
主動式防側(cè)傾桿在功能上與普通的防側(cè)傾桿沒有什么區(qū)別,但之所以稱之為主動式,是因為在防側(cè)傾桿的中間安裝了一套可以逆轉(zhuǎn)防側(cè)傾桿扭轉(zhuǎn)的裝置。簡單來說,就是可以根據(jù)車輛轉(zhuǎn)向角度傳感器、懸架上的高度傳感器、側(cè)向加速度傳感器等的信號來判斷車輛的側(cè)傾幅度和狀態(tài),從而通過防側(cè)傾桿上的這一套裝置發(fā)出反向扭轉(zhuǎn),及早主動減少車身的側(cè)傾。
主動防側(cè)傾桿中的反向扭轉(zhuǎn)機構(gòu)可以是電動的,也可以是純機械的,而ZF選擇的是電動類型。雖然它的具體結(jié)構(gòu)我們不清楚,但它的內(nèi)部功能主要是通過行星齒輪組來實現(xiàn)的。目前這種主動式防側(cè)傾桿在普通原車中很少見到,但在一些性能車或寶馬等高端品牌車輛的選裝配置中可以看到。
●車輪之間的矢量驅(qū)動扭矩矢量控制系統(tǒng)
ZF的矢量驅(qū)動系統(tǒng)安裝在后輪軸,并與車輛的差速器集成在一起。它的功能是通過控制和調(diào)節(jié)后輪軸兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速來提高車輛在彎道中的機動性和敏捷性。
矢量驅(qū)動系統(tǒng)的核心是安裝在差速器兩側(cè)的行星齒輪機構(gòu)。系統(tǒng)不工作時,與普通開式差速器相同。當(dāng)車輛在彎道中偏航時,系統(tǒng)會將外齒圈鎖定在行星齒輪組的一側(cè)。根據(jù)行星齒輪組的變速原理,可以通過提高側(cè)輪的速度來修正車輛的行駛軌跡。其實這和通過ESC系統(tǒng)制動一側(cè)車輪的效果差不多。
“通過電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)智能分配曲線扭矩”
目前ZF還沒有公布搭載該技術(shù)的車輛,但考慮到成本,ESC系統(tǒng)在達到同樣目的時無疑會更有優(yōu)勢。
主動式后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)● AKC主動后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
ZF的主動后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要通過機電執(zhí)行器改變兩個后輪的前束角,從而輔助前軸的轉(zhuǎn)向動作,提高車輛的敏捷性和行駛穩(wěn)定性。
該AKC系統(tǒng)的核心是機電控制系統(tǒng),實時采集車輛行駛時的各種動態(tài)信息。數(shù)據(jù)信息經(jīng)過處理分析后,控制單元會給出指令,控制后輪做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向動作。低速轉(zhuǎn)彎時,后輪的轉(zhuǎn)動方向與前輪相反,提高了車輛的靈活性,減小了車輛的轉(zhuǎn)彎半徑。高速行駛時,后輪轉(zhuǎn)向與前輪轉(zhuǎn)向一致,可以提高車輛的行駛穩(wěn)定性,尤其是在避讓和緊急變道的情況下。
——位于車輛后輪軸中部的AKC系統(tǒng)
“AKC系統(tǒng)位于車輛的后輪軸中部”
考慮到市場需求和不同車型的實際安裝空等因素,ZF提供了兩種不同的主動式后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解決方案。一種是將該裝置安裝在車輛的后輪軸中部,通過電機和轉(zhuǎn)向橫拉桿同時調(diào)節(jié)兩個后輪的前束,這也與車輛前輪的轉(zhuǎn)向原理非常相似。
——兩個后輪各有一個機電執(zhí)行器的AKC系統(tǒng)
“AKC”在兩個后輪上各有一個機電執(zhí)行器
另一種是在兩個后輪旁邊安裝一個機電執(zhí)行器,驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動??刂坪筝喌碾妱愚D(zhuǎn)向機構(gòu)重量小于3kg。它能使后輪實現(xiàn)6度的最大轉(zhuǎn)向角,能提供的最大轉(zhuǎn)向力為4000 N,這種系統(tǒng)最大的優(yōu)點在于體積小巧,對空要求低。同時,由于該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機構(gòu)直接替代了懸架部件中的橫拉桿,對于很多車輛來說,甚至不需要改變懸架結(jié)構(gòu)就可以適應(yīng),適用性非常廣泛。
至于第二種AKC系統(tǒng),從理論上講,由于兩個后輪的轉(zhuǎn)向機構(gòu)由兩套電機獨立控制,也就是說左右后輪的轉(zhuǎn)向幅度可以不同,這也意味著兩個后輪可以根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向狀態(tài)進行更精確的調(diào)整,進一步提高了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的精度,使車輛的操控和跟蹤性能更加出色。在今年的日內(nèi)瓦車展上全球首發(fā)的新款911 GT3的主動后輪轉(zhuǎn)向可能是第二個使用ZF的AKC解決方案。
此外,AKC系統(tǒng)可以與ZF的其他主動系統(tǒng)合作。例如,利用主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng),可以優(yōu)化車輛的轉(zhuǎn)向角,并且可以改善車輛的轉(zhuǎn)向過度或轉(zhuǎn)向不足的趨勢。AKC還可以與ESC合作,進一步提高車輛的綜合性能。當(dāng)車輛在濕滑的彎道剎車時,AKC和ESC的配合可以最大限度地提高車身的穩(wěn)定性和剎車時車輛的機動性,也有效地縮短了剎車距離。
應(yīng)該說,對于主動式后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來說,技術(shù)上最難的大概就是那套控制邏輯:后輪應(yīng)該在什么時候轉(zhuǎn)向,轉(zhuǎn)向哪個方向,轉(zhuǎn)向什么角度,如果控制邏輯不夠成熟,不僅起不到積極的作用,反而會適得其反。ZF的這項技術(shù)經(jīng)過大量實踐驗證,將于今年正式量產(chǎn)。
總結(jié):
上述三種底盤技術(shù)都遵循“按需供電”的原則,類似于電動助力轉(zhuǎn)向,系統(tǒng)只在需要時才會工作,這也提高了車輛的燃油經(jīng)濟性。這些系統(tǒng)也不是孤立的。它們可以組成帶有轉(zhuǎn)向和ESC的底盤高速客車系統(tǒng),各部件協(xié)同工作,從而最大限度地提高車輛的機動性和安全性。
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