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技術

汽車中的可調節(jié)技術

2025China.cn   2008年12月16日

 

 

 

 

 

 

“兩個車橋+四個輪子”——這是最原始的汽車。奧迪A4、寶馬3系和奔馳C級轎車等現(xiàn)代化的車輛具有主動式的減振控制系統(tǒng)和轉向調節(jié)系統(tǒng),有著差速鎖和許多其他的選擇。

 

奧迪A4、寶馬3系和奔馳C級轎車的基本配置大體相同,它們都擁有多拉桿前橋、液壓伺服齒條轉向器和多拉桿后橋,不同之處是奧迪采用了前輪驅動,而寶馬3系和奔馳C級轎車則采用了后輪驅動。當然,各種公司都有自己的一些變型車型,有的變型車型也采用了四輪驅動。

 

其他的共同點還有:這三家汽車生產廠都為其中檔轎車提供了大量的調節(jié)控制系統(tǒng),如轉向控制系統(tǒng)和減振調節(jié)系統(tǒng)等。同時,它們都使用了很多鋁合金桿件,以盡可能地減少零部件質量。

 

奧迪的動態(tài)轉向控制系統(tǒng)

 

 

 

 

 

 

動態(tài)轉向系統(tǒng)和調節(jié)式減振系統(tǒng)使得奧迪A4具有賽車般的駕駛特性

 

 

 

在奧迪A4A5車型中,工程師們將前橋的位置向前移了154mm,從而使發(fā)動機的重量相對后移,實現(xiàn)了前、后車橋幾乎對等的載荷,載荷量接近50 : 50。在某些奧迪A5的變型車型中,幾乎達到了這種理想的載荷分布狀況。這兩類車型都改變了頭重腳輕的載荷分布,具有更好的行駛動態(tài)性能。

 

在奧迪A4車型中,動態(tài)轉向控制系統(tǒng)在改變車輛行駛動態(tài)性能方面起著極大的作用。原則上講,奧迪A4的動態(tài)轉向系統(tǒng)與寶馬公司的主動式轉向系統(tǒng)的功能是相同的,這兩種轉向系統(tǒng)都由復式驅動器提供轉向實際所需的力矩,將駕駛員轉向操作過程中施加的轉向力矩按照轉向傳動比放大或縮小。也就是說,在慢速行駛時,較小的轉向力矩可以產生較大的轉向角度,這在停車倒車時或者在傾斜的公路上行駛時非常理想,從而避免了駕駛員不停地轉動方向盤;在高速行駛時,則在方向盤旋轉角度相同的情況下只有很小的轉向。這樣一來,可以避免在高速公路上出現(xiàn)猛烈旋轉方向盤的現(xiàn)象,車輛的駕駛也更加輕松舒適。

 

奧迪A4采用了可變轉向傳動比的轉向機構,轉向速度可以調整,這一點和寶馬3系列轎車類似。在這兩款車型中,可變轉向比的轉向控制系統(tǒng)都與ESP系統(tǒng)耦合。Drive Select駕駛模式選擇系統(tǒng)也可以提高運動性,利用這個系統(tǒng),駕駛員可以最多選擇24種行駛動力性的設置方案,其中包括對進氣量、換擋位置、轉向系統(tǒng)和減振器的不同設置。

 

當寶馬公司在轉向控制系統(tǒng)中仍然使用傳統(tǒng)的行星齒輪減速器的時候,奧迪公司已經(jīng)使用了諧波傳動系統(tǒng)。其工作方式是:電動機驅動著橢圓形的內轉子(WG),橢圓形轉子依靠其特殊的形狀經(jīng)彈性球軸承 FB)使得內轉子橢圓驅動軸上的驅動太陽輪(FS)與齒圈(CS)嚙合在一起,而齒圈與轉向器輸出軸連接在一起。太陽輪和齒圈的齒數(shù)相差很多,因此,橢圓驅動輪的旋轉就起到了外差調節(jié)的作用。

 

在奧迪A4車型中,動態(tài)轉向控制系統(tǒng)是奧迪驅動控制系統(tǒng)中的一個組成部分。利用這一系統(tǒng),駕駛員可以按照自己的需要和愛好選擇“運動型”駕駛方式或者“舒適型”駕駛方式。除可變轉向比以外,影響工作方式的主要因素還有:與車輛行駛速度有關的轉向助力、減振器連續(xù)可調的減振度以及發(fā)動機和自動變速器的工作特性曲線。利用中控臺上的按鈕或者遙控器就可以為這些系統(tǒng)進行參數(shù)賦值了。駕駛員可以通過按動按鍵來選擇自己喜愛的駕駛方式。

 

 

 

 

由喬治費歇爾公司提供的梯形懸架導向臂

 

 

 

奧迪可調節(jié)式減振系統(tǒng)

 

奧迪A4出廠時的默認設置為“自動”,即一種很好地兼顧了運動型和舒適型的駕駛方式。在舒適型駕駛方式中,減振系統(tǒng)非常柔和,間接轉向,發(fā)動機和變速器的工作都很輕松。在運動型駕駛方式中,減振系統(tǒng)以最高的減振力進行工作,轉向機構按照直接傳動的方式迅速轉向,發(fā)動機和變速器按照其本能進行工作。如果奧迪A4配備了MMI操作系統(tǒng),則有多種供駕駛員自己賦值、控制的駕駛模式。

 

奧迪A4轎車大批量生產時采用的是16″的輪胎,根據(jù)用戶需要也可以配備17″、18″和19″的輪胎或者不同型號規(guī)格輪胎的組合。奧迪A5轎車標準配置的是17″的輪胎,但其行駛機構與奧迪A4相同,但是,在當前的中檔敞篷車中,可配用Drive Select系統(tǒng)和可變減振調節(jié)系統(tǒng)。因此,奧迪公司為A4A5生產了兩種運動型行駛機構:一種有著適合于運動型車輛的彈簧減振系統(tǒng)和直接針對路面情況進行調節(jié)的減振器;另外一種“增強運動型”開啟了一個更加動態(tài)優(yōu)化的行駛機構,車架高度也降低了10mm

 

寶馬M3的變速器差速鎖和減振系統(tǒng)

 

寶馬M3轎車很多車橋零部件是用鋁合金材料制造的,尤其是后橋,在車輛換型后重量比原來減輕了2.5kg。盡管重量變輕了,但它卻增加了兩個縱向拉桿以提供更好的行駛穩(wěn)定性。寶馬M3轎車的后橋變速器帶有差速鎖。它根據(jù)后橋左、右車輪的轉速差而調節(jié)兩個車輪的驅動力矩,其調節(jié)比率在1%100%之間。當車輪在彎道上高速行駛時,它始終調節(jié)著彎道外側的車輪有較大的驅動力矩。這將有利于提高車輪與地面的附著力,防止內側車輪空轉。兩側車輪以相同的情況行駛,如果某個車輪有打滑空轉的趨勢時,差速鎖即發(fā)揮作用,明顯地減少傳輸?shù)酱蚧囕喌尿寗恿亍?/SPAN>

 

據(jù)寶馬公司介紹,即使是在寒冷的冬季,M3轎車以車輪轉速差異為工作前提的差速鎖也能保證車輛有很好的行駛狀態(tài)。因為當冬季地面摩擦系數(shù)出現(xiàn)差異時,驅動力矩在差速鎖的控制下始終傳輸給摩擦系數(shù)較好的車輪。這種以扭矩為基礎的調節(jié)功能控制著摩擦系數(shù)較低的車輪始終得到較少的驅動力矩。

 

M3轎車行駛在不平坦的崎嶇路面上時,無級調節(jié)的減振系統(tǒng)不斷地自動調節(jié)著減振力的大小。其3種不同的減振特性曲線能夠補償平衡制動時以及彎道行駛時的俯仰搖擺和左右晃動。

 

與奧迪A4類似,寶馬M3轎車也允許駕駛員利用專門的控制菜單調節(jié)、設定各種不同的行駛狀況。除了減振系統(tǒng)之外,還可以實現(xiàn)例如伺服轉向器的轉向力調節(jié),以及給ESP系統(tǒng)和發(fā)動機控制器進行參數(shù)賦值。

 

奔馳C級轎車的減振和轉向系統(tǒng)

 

梅賽德斯-奔馳公司大批量生產的C級轎車標準配置中,其減振系統(tǒng)有兩個不同的減振等級。這一減振等級技術無需電子和傳感器的控制,完全是一套液壓-機械系統(tǒng)。當減振行程較小時,首先是減振調節(jié)閥通過旁通閥引入液壓油,此時的減振器呈“較軟”的特性,是一種比較舒服的舒適型減振狀態(tài);當減振行程較大時,減振器中的控制柱塞堵死了旁通閥的通道,此時的液壓油只能從控制柱塞中流通,這時的減振特性呈一種“較硬”的狀態(tài),不會有較大的俯仰和擺動。梅賽德斯-奔馳公司認為,與傳統(tǒng)的減振系統(tǒng)相比較,在彎道行駛時車輛的擺動角度會減少10%左右。

 

奔馳C級轎車也可以按照用戶的需要配備連續(xù)的、與車輛速度有關的轉向助力器。車輛行駛的速度越低,轉向助力也就越大。另外,電液-伺服閥還可以產生一個復位力矩,而復位力矩的大小隨著車速的提高而減小。同樣,該車型還可以配備行駛動態(tài)平衡機構,包括“運動型”和“舒適型”兩套行駛控制程序,以及各個車輪減振性能的無級調節(jié)。此外,發(fā)動機和變速器的工作特性也規(guī)定得非常嚴格,同時其底盤也降低了15mm。

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