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EVOvsSTI四驱系统剖析

  • 来源:本站原创
  • 时间:2021/8/3 12:03:13

在90年代末21世纪初的中国,相信提起三菱,稍微有一点汽车常识的人第一反应都会是帕杰罗。的确,由军工起家的三菱在做四驱车这方面有其得天独厚的优势。无论从政、官、商、民各个阶层的认识来说,买越野车的首选大多都会是帕杰罗。就连电视里面也经常出现帕杰罗闯过最恶劣的路面,第一时间达到抢险救灾现场的场面。不少人都把帕杰罗列入自己的Dreamcar,可见三菱帕杰罗这条名字深深影响了我们中国这代70、80后。不过小编今期四驱技术的主角却是三菱的另一款经典的拉力战车——三菱Evolution。在拉力战场上四驱系统的好坏决定了战绩,那称雄WRC的Evolution四驱系统S-AWC有何独特之处呢?

图:三菱EolutionX

AYC、ACD、ASC、ABS共同组成了三菱的S-AWC(SuperAllWheelControl)超级全轮控制系统,其中AYC、ACD是S-AWC里的核心组成部分。

图:ACD主动差速器

ACD(ActiveCenterDifferential)是主动中央差速器的英文简写,最早出现在大改款的EvolutionVII中。ACD的作用就是通过一个限滑差速器控制着前后轮动力输出,限滑差速器由电子控制液压多片离合器组成。主动中央差速器能适时控制差速器打滑的力量,保证最大牵引力而不会影响到转向。在直线行驶时,由于前后轮轮速差几乎一样,ACD处于松开状态,保证车辆在加速、制动时保持稳定;过弯时,差速器适度锁止,增加转向响应。ACD会根据车速、转向角度、转向速度由电子控制保证最佳牵引力和转向响应;当需要锁死前后轴的时候,ACD结合。此时连接着中央差速器两个锥形齿轮的壳体轴结合了,也就是说,两个锥形齿轮刚性连接,前后轴不再产生转速差,前后轴动力就成50:50分布,并以此来克服恶劣路面的阻力。由于Evolution采用的是横置发动机的发动机布置方式,因此在差速器的布置上采用了独特的设计:1.采用了壳体轴技术以及液压式离合器进行前后轴差速器的锁止;2.前轴差速器以及中央差速器位于同轴位置且与发动机曲轴平行;3.对前后轴差速器锁止是通过对两个壳体轴锁止实现的。

图:AYC主动偏转控制系统

AYC(ActiveYawControlsystem)是主动偏转控制系统的英文简写,这套系统最早出现在年的四代蓝瑟Evolution上。现在的S-AWC整合的是改进后的超级主动偏转控制SuperAYC。SuperAYC出现在年(EvolutionVII),可以使两后轮扭矩输出不同,按实际所需要的扭矩输出,满足了车身对偏转控制的需求。这一技术的最高状态是为4个车轮提供相应的扭矩。

图:AYC作用时分配扭矩示意图

当需要把动力从左半轴传递到右半轴的时候,图中绿色的离合器结合。动力通过紫色的后桥差速器外壳传递到蓝色的齿轮,在传递到绿色的壳体轴,最后传递到右侧半轴。当需要把动力从右半轴传递到左半轴的时候,红色的离合器结合。动力通过右侧半轴传递到红色离合器带动的壳体轴,再通过蓝色的齿轮传递到紫色的差速器外壳,最后传递到左侧半轴。例如当转向过度时,会给内侧车轮多一点扭矩使得转向过度的情况减轻;同样,转向不足就向外侧车轮提供多一点的扭矩。

至于另外两项装备——ASC和ABS,ABS不用介绍了吧,防抱死系统是再正常不过的汽车设备。ASC也不是什么新产物,与ESP电子稳定系统只是名字叫法不同而已,功能上不存在太大的差异。

图:S-AWC系统简图

图为S-AWC系统的构造简图,可以看到中央差速器和后桥差速器的结合力是由可调式液压泵提供的,为中央差速器提供的最大结合力是前后桥扭力50:50的比例,后桥差速器则可从0-%间无级可调,与本田的SH-AWD非常相似。动力传递路线为:发动机→变速器→前桥差速器→ACD中央差速器→后桥差速器→各车轮。而对于驾驶员的操纵及车子的反馈信息的摄取由传感器来完成,转向角速度、节气门开度、车轮转速、纵向加速度和横向加速度通过传感器收集数据反映给ECU,ECU再综合情况进行调整,这与其他厂商的四驱系统也无太大分别之处。

图:三菱欧蓝德EX上的S-AWC四驱模式旋钮

S-AWC除了应用在Evolution上之外,旗下的SUV欧蓝德EX也有装备。欧蓝德EX上的S-AWC有3种模式可选:柏油、雪地和锁止,Evolution上的S-AWC也有三种模式可选:柏油、雪地和砂石。由这两者的不同就可以看到Evolution的所有四驱设计面向的目的只有一个:公路拉力。

看到这里,读者们可能会觉得小编只是在对S-AWC结构的单纯阐述,究竟与其他日本乃至世界车型的四驱系统相比较如何,小编并没有提及到。就小编个人意见而言,S-AWC的各部件及功能无甚新鲜感,相比本田的SH-AWD来说多了一点跟随,少了一点创新。但,衡量整车性能的好坏并非撇开其他而单靠一个四驱系统就可以决定的。作为WRC的王者,三菱的设计师们对设计一款合适的四驱系统有着自己的看法。首先,大扭矩发动机。三菱的发动机马力固然够大,但让其它车厂望而生畏的正是它大扭矩的发动机。机体由铸铁组成,加长的冲程和加粗的杆体在转速无优势,不过可以发出更大的扭矩。自从EvolutionI开始,三菱发动机的扭矩就从未低于牛米。拉力赛上,马力的大小并未可以确保获胜,但扭矩大就可以确保在恶劣的路面上减少打滑现象;其次,Evolution的发动机、变速箱及主差速器部分均集中在车头,为了增加后桥负载,蓄电池是布置在行李舱里面的,以达到较为均衡的前后桥配重比例。最后,Evolution全车朝着轻量化进发的目标从未停止,悬挂与车架采用铝合金、首开涡轮叶片铝钛合金的先河。这三点才是真真正正构成三菱Evolution横行WRC的四驱系统S-AWC的内在因素。

事实上S-AWC之所以可以和Evolution配合得如此之好,一部分得益于工程师的努力,另一部分的功劳则要归功给WRC。正是在这种残酷的竞争体系下,S-AWC乃至Evolution才有永不停止的动力。从开始研发S-AWC到现在,共历经了四代历程。

图:三菱EvolutionI

第一代的Evolution的而且确是为了参加WRC和SCCA拉力赛而开发出来的成品。迫于国际汽联的规定WRCA组赛上参赛车必须要在量产超过辆的原型车上选择,三菱做出了一个快捷而又迫不得已的方法:采用戈蓝的发动机、帕杰罗的四驱以及蓝瑟的车架集合出了一件“怪物”——Evolution(英文名字意思也意味着这是一款有着革新意义的车型)。这时的四驱系统采用当时比较流行的粘性联轴器作为中央差速器和后桥差速器,并命名为VCU。2.0T涡轮增压发动机4G63可爆发出匹的最大马力,峰值扭矩达到牛米,这样的数字放在现在也都相当具有震撼力,所以原定辆的限量在民众的强烈要求之下,再追加了辆。

图:三菱EvolutionIV

如果说第一代S-AWC是探索和播种的阶段的话,那么第二代的S-AWC可以说是迎来了收获的季节。采用了AYC主动偏转控制系统的全新四驱系统使得当时被诟病已久的“马力大速度快但转弯太笨拙”的问题得到解决。此时的Evolution就像一条逃离海洋公园大白鲨,嗜血好斗异常,并且一发不可收拾。其他车队始料未及三菱崛起的速度如此之快并且在解决了关键问题后的三菱是那么的不可阻挡,96-99年车手四连霸,98年包揽车队和车手双冠军,一切一切都说明了三菱在那时WRC中的霸主地位,甚至乎于国际汽联也要改规则来限制三菱Evolution。

图:三菱EvolutionVII

第二代S-AWC见证了Evolution的种种辉煌,随着Lancer系列的换代改款,第七代Evolution的四驱系统S-AWC顺其自然地进行了换血。第三代S-AWC采用了全新的ACD电控中央差速器作为中央差速器,比VCU形式的粘性联轴器大大提高了效能并且更便于电脑程序控制。配合上原有的AYC系统,可谓如虎添翼,但由于其它车厂实力提升以及自身研发经费的问题,三菱Evolution难以在WRC赛场上回到颠峰时期。

随着三菱宣布将不再计划生产十一代Evolution之后,小编就把这代四驱系统S-AWC定为了最后一代四驱系统,即是第四代S-AWC。除了把AYC的后桥差速器里面的锥齿轮改成了行星齿轮外,还把AYC、ACD、ASC、ABS这几大系统集合在一起,对每个车轮的制动力采用传感器监控的方式,电子辅助制动打滑的车轮并把动力传递到其余车轮之上(类似奔驰的4ETS),达到模块化控制的精度和可靠性。

三菱Evolution的S-AWC虽然在结构设计上并无新意可言,但胜在整体配合性能优异,这里我们看到了三菱设计师与工程师的功力。Evolution的渐渐淡出车坛舞台令到不少粉丝惋惜不已,毕竟好歹也是“翻版兰博基尼”,不少朋友疯改Evolution也确实可以达到与其相符的马力。那究竟被誉为“翻版保时捷”的斯巴鲁翼豹WRXSTI四驱系统DCCD又如何呢?

小编最早与斯巴鲁结缘可以追溯到阅读车迷圣经《头文字D》的年代,当主人公拓海驾驶着86已经所向披靡的时候,我们记住了还有那么一辆STI可以轻松摆平他,这个场景成为了车迷们争论不休的焦点。低矮的车身、夸张的进气散热孔、还有那一抹诡异的蓝色,这些都伴随者斯巴鲁成为我们心中永难磨灭的印象。抛开两辆车性能孰强孰弱的争论,除去文太出神入化的车技以及水平对置发动机的优势,STI另外一项秘技DCCD四驱系统也是战胜86的关键所在。DCCD四驱系统有何特点?

图:经典的斯巴鲁STI三厢

如果说本田的SH-AWD与三菱的S-AWC是注重电子方面的控制的话,那么斯巴鲁DCCD则是相对注重机械控制,以至于其比一般轿车拥有更多的差速器:前中后三个限滑差速器。对,你没有看错,只有硬派越野车才有这样的差速器布置被斯巴鲁移植到了DCCD上。

图:DCCD的系统示意图。前差速器:螺旋式限滑差速器;中央差速器:电控多片离合器,离合器并没有起到切断前后轴的作用,只是将前后轴的动力进行可控分配,前后轴始终有动力;后差速器:托森差速器

斯巴鲁DCCD系统的另一显著特点是变速器、分动器与前差速器集合在一起,尽管对变速器的更新换代速度不利,但实现了底盘的简化和全时四驱对称的特点。前差速器为螺旋式限滑差速器,属于一种转矩敏感式限滑差速器,利用螺旋齿轮传动传动特点限滑;中央差速器采用电控多片离合器结构,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;后轴托森差速器之前在奥迪Quattro的四驱系统介绍中详细论述过,其传递动力分配之灵敏精确,是其他限滑差速器所不可比拟的。

图:螺旋齿式限滑差速器,可将大部分动力传递给附着正常的车轮,厂家公布数据为1:2.5-3.5

图:中央多片离合器式差速器复合行星齿轮结构,DCCD的离合器控制不同于其他电液式的,而是采用电磁式。其特点是响应速度快,但是结合会有顿挫。

机械为主,电控为辅。如果说DCCD四驱系统的机械结构特殊性使得STI拥有比一般汽车在抓地力方面更高的优越性的话,那么DCCD的电控系统则是点睛之笔。VDC(VehicleDynamicsControl)车辆动态控制系统,类似ESP的牵引力控制系统,可以对汽车在不同路面的牵引力进行控制,拥有“标准”、“牵引力”、“关闭”等三种模式,提高车辆的过弯操纵性。偏航传感器(YawRateSensor),类似讴歌SH-AWD和三菱S-AWC,偏航传感器通过检测弯道汽车的侧倾情况和轮速差,自动调整左右两车轮之间的扭矩分配比。从力狮身上移植过来的SI-Drive智能驾驶提升系统,根据节气门开度、发动机扭矩、涡轮增压压力、挡位和锁止情况,可以实现智能(I)、运动(S)、超级运动(S#)三种模式。变速箱控制单元(TCU)根据三种不同模式控制换挡:在“I”模式下,变速箱切换到节油换挡模式,并扩展锁止和滑动锁止范围,从而实现更好的燃油经济性;在“S”模式下,任何速度换挡都可以产生线性加速度;在“S#”模式下,则充分利用高转速换挡发挥发动机性能。结合了SI-Drive系统的DCCD,全面提升了车辆动力性、操控性、安全性和燃油经济性。

图:手动调节前后轴扭矩分配,原理是通过对中央电控多片离合器片电磁力的调节,改变压紧程度自然就改变了两轴的扭矩

图:调节成功之后会在仪表盘DCCD那一列有一连串灯的颜色变化

图:安装在悬挂1、3、11、15上的运动传感器传递车身侧倾信息给偏航传感器10,ECU6收集来自油门踏板、蓄电池电量、涡轮增压压力、变速器档位、轮速传感器以及锁止情况再发送命令给DCCD调整汽车运动状态

由前面的介绍我们知道DCCD那三把限滑差速器并非针对极限越野脱困而用,从前后扭矩40:59到50:50这样小幅又偏重后驱的动力分配就可以看到它的野心:专注公路性能。尽管DCCD的电子设备不够其他竞争对手先进,但前中后三限滑差速器给予了STI高人一筹的抓地力极限性和弯道控制力,更重要的是纯机械结构给予了我们充足的驾驶乐趣。请注意,这里的驾驶乐趣并不在于车子能跑多快,因为我们绝大多数人都是Driver,而非Racer。看重的是车与人之间的交流,而不是麻木的赛道利器。在拥有出众的性能之余,还带给车主绝伦的驾驶感受,或许这就是STI风靡全球的原因吧。

图:斯巴鲁左右对称全时四驱底盘

像DCCD这样出色的四驱系统之所以能发展成斯巴鲁独具一帜的招牌技术,显然不是一蹴而就的。军工企业的背景,加上投身世界顶级拉力赛事WRC,才是DCCD得以成功和发展的最大因素。从92年至今,DCCD伴随着每一辆STI走过了峥嵘的岁月,一共进化了五代。

图:斯巴鲁翼豹STIGC8A

翼豹最早诞生于92年,用来弥补力狮晋级中级车市场留下的紧凑型车市场的空缺,同时也有和死对头三菱掰手腕的意思。92年10月在三菱EvolutionⅠ代发布之后,斯巴鲁作为应对一个月后推出了翼豹WRX车型。94年1月,在EvolutionⅡ发布的同一时刻,翼豹STI问世。匹的最大马力,牛米的峰值扭矩,的整车车重给予了STI优异的动力性能,与此同时,DCCD具备了现代四驱系统的雏形:后托森差速器,电子中央差速锁,可手动控制中央差速锁的锁止,赛车个性十足。事实上,第一代STI只是按单生产,针对消费群体为赛事车队,所以街上能见度极之罕有。(由于WRC版前差速器也采用托森差速器,耐用与精确的机械性四驱为STI打了个好底子。随后95-97年WRC车队总冠军均为STI用车)

图:人称“虫眼”的六代斯巴鲁STI,内部代号“GDRev.A”

拥有了WRC赛场上的辉煌后,STI除了继续不知疲倦的动力升级之外,DCCD也进行了小度改动。改良后的DCCD系统可以在ABS系统做动时自动切换至解锁模式(因为ABS做动时会限制车轮抱死,而DCCD恰好要令有转速差的车轮扭矩进行附着力优先分配),避免两个系统工作时发生干涉,DCCD的可靠性有了质的提高。基于此车型参赛的WRC版STI夺回了失落6年的WRC车手总冠军,并于年再次登顶车手总冠军宝座。

图:第八代斯巴鲁STI,内部代号“GDRev.E”,人称“泪眼”

这一代STI可以说是动作最多的STI,几乎将可以用得上的新鲜技术都提前放在了它身上。原本要准备用在新力狮上的排气系统也因为翼豹提升动力的原因放在了STI上,不用我说你们也知道,EvolutionⅧ是一位非常难缠的对手。DCCD也跟着做出了改变:提供前后轴扭矩可调装置,前后轴分配扭矩比默认为35:65。民用版的STI前差速器取消普通差速器,改用了螺旋式限滑差速器,改善了之前对STI转向不足的诟病。

图:第九代斯巴鲁STI,也是目前内地改装界朋友拥有最多的。内部代号“GDRev.F”,戏称“猪鼻”

这一代STI已经基本上接近了GD平台的尾声,DCCD系统为中央多片离合器式差速器添了一副行星齿轮系统,前后扭矩比由原先的35:65改为41:59,相对来说更加中性的扭矩分配。在年之后,STI在WRC赛场上就再也没有回到昔日的巅峰,但在一些国家级别的拉力赛场上,STI还是雷打不动的冠军车。

图:第十代斯巴鲁STI,内部代号“GR”

可能是在机械上的进化已至极致,DCCD更多的改变是在电子控制方面。车辆动态控制系统VDC与多模式智能驾驶系统联手为DCCD保驾护航。或许是设计理念越来越平民化和中庸,又或者是斯巴鲁一贯偏执的造车理念培育了自己的车迷导致他们对后期的车型诸多不满,总之斯巴鲁后期的车型逐渐和辣车、霸车这些词汇脱离了,取而代之的是渗透着舒适安全的丰田血脉在作祟。

不知从什么时候开始,由GC一代培育起来的车迷渐渐失去了对下一代车型翘首以盼的期待,亦不知有多少车迷转投到欧洲阵线。作为STI忠诚车迷的小编在痛心之余,还保持着一份冷静。毕竟车厂需要生存,就不能死守着那一部分小众群体,每年靠卖那么几百辆限量版来沽名钓誉。名声STI是赚够了,总会向利那一边看齐的,或许这就是我们常常挂在嘴边的“有得必有失”吧。

纵观本田SH-AWD、三菱S-AWC、斯巴鲁DCCD等四驱系统,无一例外都是起步阶段以性能为主,逐渐过渡到舒适去。在我们不停地为中国汽车与日本汽车销量差距找原因时,有没有想到过其实这些车厂的口碑,它们文化熏陶的群体早已经在几十年就成型。它们的策略在于培养消费者赚钱,而不像我国目前的厂家那样赚足眼前钱,把荷包赚涨就了事,这才是真正的战略眼光啊!毕竟,做一辆可以令国人抬头挺胸的中国车,不单止是小编所希望的,更是整个民族所希望的!

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本文编辑:佚名
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