简述长安福特翼虎智能四驱系统

简述长安福特翼虎智能四驱系统柯晔伟【摘要】解析长安福特翼虎车型采用的智能四驱系统的结构组成及工作原理.【期刊名称】《汽车电器》【年(卷)，期】2017(000)009【总页数】2页(P69-70)【关键词】智能四驱;PTU动力传输装置;ATC耦合器【作者】柯晔伟【作者单位】福建船政交通职业学院汽车运用工程系福建福州350007【正文语种】中文【中图分类】U463.6翼虎(Kuga)是一款长安福特公司重点打造的紧凑型SUV，该车型具有出色的越野性能，其牵引力和上坡能力丝毫不逊色于同等级纯越野竞品。其中一个很重要的原因就是配备了智能四驱系统。该智能四驱系统可以同时对25个传感器信号数据进行快速分析，通过传感器所提供的数据引导车辆按照驾驶者所希望的状态运行，在需要时，将动力分配至4个车轮，极大提高了车辆的驱动力。该系统与传统的分动器截然不同，本文将详细介绍该智能四驱系统的结构及工作原理。智能四驱系统由AWD控制模块、PTU动力传输装置、传动轴、ATC耦合器、后驱动桥组成，如图1所示。1.1PTU动力传输装置PTU是一个固定在变速器上的机械装置。发动机扭矩首先通过右前半轴传递至PTU，再经过PTU传递至传动轴，向后部传递动力。因此，PTU动力传输装置是一个承前启后的重要部件。PTU动力传输装置是根据蜗轮蜗杆基本原理设计的，主要由壳体、输入轴、输入齿轮、输出蜗杆、输出轴等部分组成。其结构类似于后驱车辆的主减速器，但是动力传输方向正好与后驱车主减速器相反，即环形齿轮为输入齿轮，锥形齿轮及蜗杆为输出件。PTU动力传输装置的结构如图2所示。PTU动力传输装置的作用是：将动力传递至传动轴并改变动力传递方向90°。环形齿轮通过花键固定在右前半轴上，环形齿轮又与锥形齿轮啮合，而锥形齿轮与蜗杆为一个整体。动力首先从右前半轴传递至环形齿轮，环形齿轮再将动力传递至锥形齿轮，并改变力的传递方向90°，由蜗杆输出至传动轴。1.2传动轴福特翼虎智能四驱系统所用的传动轴与传统越野车所用传动轴类似，但在尺寸上略小于越野车的传动轴。1.3ATC耦合器ATC耦合器是智能四驱系统的核心部件，由电磁阀、钢珠传动式离合器、摩擦片、摩擦片壳体、输出轴等部分组成。该耦合器的核心部件为钢珠传动式离合器，由导向离合器、主动离合器及钢珠组成。导向离合器及主离合器是2个互不接触的、带有凹槽的传动盘。2个传动盘的凹槽呈镜面对称且都是由浅至深，最深处正好能容纳一颗钢珠，如图3所示。主离合器连接传动轴，并由电磁阀控制移动位置；导向离合器控制摩擦片的压紧程度，摩擦片壳体与后驱动桥输入轴相连。其工作过程如图4所示。当不需要四轮驱动时，ATC电磁阀不通电，钢珠在导向离合器和主离合器的凹槽最深处，不承受压力，故主离合器和导向离合器无接触，无力矩传输，后桥无动力输入。当需要四轮驱动时，ATC电磁阀通电，导向离合器向后移动，由于离心力作用，钢珠向凹槽潜处移动，同时与导向离合器和主离合器接触，并产生压力。此时，导向离合器和主离合器通过钢珠传输动力，主离合器开始压紧摩擦片，带动摩擦片壳体转动，经过输出轴将动力传递至后驱动桥。ATC电磁阀通电时间越长，电流越大，则导向离合器位移越大，钢珠顺凹槽移动至越潜的位置，可传递的力矩越大。1.4后驱动桥福特翼虎智能四驱系统的后驱动桥与传统越野车后驱动桥结构类似，也是由主减速器、差速器、半轴组成。福特翼虎智能四驱系统为智能主动控制系统，不需要驾驶员的控制，因此不具备手动选择模式。该智能四驱系统通过传感器持续监控车辆的状态，实时自动调整前后轴的扭矩分配，在运行过程中有2种工作模式。2.1正常工作模式正常工作过程中，约97%的扭矩传送到前轴车轮。PTU动力传输装置始终工作，传动轴一直有扭矩输入，但是ATC耦合器不工作，故后驱动桥无扭矩输入。如果控制模块检测到车辆处于加速（重油门），或前轴车轮出现滑转状态，智能四驱系统会通过控制供给ATC耦合器的电流，增加传递给后驱动桥的扭矩，以提高动力或防止车轮滑转。智能四驱系统与其他系统共享数据，主要数据包括：节气门位置信号、制动系统状态信号、4个车轮转速信号，并输入给AWD控制模块，AWD控制模块将整合处理后的数据输出给PCM（发动机控制模块）。PCM中存储有四轮驱动的控制逻辑，并结合输入信号判断车辆的工作情况，然后输出占空比信号给ATC耦合器电磁阀，通过调节占空比信号来控制ATC耦合器的扭矩传递效率。当智能四驱系统模块检测到ATC电磁阀有短路、断路或搭铁，就会在模块内部存储代号为DTCP188B的故障代码，同时切断供应到ATC电磁阀的电流，以保护ATC耦合器。2.2过热保护模式由于该智能四驱系统的ATC耦合器采用钢珠和传动盘来传输扭矩，因此在四驱启动较长时间后，ACT耦合器容易出现过热的情况。若出现此情况，控制模块会切断ATC电磁阀的供电，同时会在仪表板上显示AWDOFF。此时应该停车，将点火开关置于ON位置，让系统冷却至少10min以上。福特翼虎智能四驱系统是一款典型的、成功的智能四驱系统。自从进入市场以来，得到了众多用户的认可，获得了良好的口碑。合理的结构组成和智能化的控制模式保证了该智能四驱系统的高效率运行，在满足驾驶乐