路虎发现神行新技术亮点(上)

路虎发现神行新技术亮点(上)
作者：暂无
来源：《汽车维修与保养》 2016年第3期
路虎发现神行国产车型于2015年10月29日上市，该车型采用了一些前所未有的技术，本文将对此作以介绍。

一、网络通讯
1.网络拓扑图
路虎发现神行采用新一代的多路CAN总线系统，使用4个不同速度的独立总线网络，拓扑
图如图1所示。

控制模块被分成4组，安装到其相应的网络上，这4 组网络分别是：①PT-
HS CAN，动力传动系统；②CH-HS CAN，底盘；③BO-MS CAN，车身；④CO-MS CAN，舒适系统。

2.终端电阻该车型每个网络架构均保留相同的双绞线，通过2个120Ω的端接电阻器形成
并联电路，端接电阻器位置和电阻值列于表1。

3.诊断插座该车型中网络通讯诊断插座的针脚情况列于表2。

4.说明与操作该车型中每个网络都相互独立地运行，使各个网络的总线负载和稳定性得到
了优化。

为了增强车辆系统的功能，任何连接到CAN总线的控制模块均能够与连接到CAN总线
的任何其他控制模块进行通信，而不论它们连接的是哪个网络。

为了防止网络故障并降低网络
负载，一些控制模块连接多个网络，一旦发生网络故障，控制模块仍可将基本数据传输到其他
网络连接，这使得该网络上的模块能够正常运行。

这些模块不负责将信息从一个网络传输到另
一个网络，尽管它们有两个CAN连接，但网络仍被有效地分隔。

网关的多CAN收发器允许同时连接所有网络。

CPU能够执行多个信息筛选和信息存储缓冲。

任何信息，不论运行速度或优先级如何，均可通过网关非常高效地从一个网络传输到另一个网络，同时对网络运行负载的干扰很小。

二、主动传动系统
1.主动传动系统概述构成主动传动系统回路的主要部件包括动力传递单元(PTU)、三件式传动轴、液压阀块和四轮驱动控制模块、后驱动单元(RDU)，如图2所示。

主动传动系统功能特点如下。

(1)通过在300ms内接合四轮驱动，从而在地面附着系数较小的情况下增大牵引力。

(2)通过使用安装在后驱动单元上的离合器盘增大或减小单侧后轮上的扭矩来改变车辆动力。

(3)通过分离四轮驱动并只使用车辆的两轮驱动，改善更高速行车时的燃油经济性。

图2主动传动系统部件
2.动力传递单元
动力传递单元(PTU)将驱动力传输至传动轴，进而传送于后驱动单元，从而可以选择两轮驱动(前驱)或四轮驱动，动力传递单元结构如图3所示。

如果同步装置接合，动力传递单元连接至变速器输出，这使得扭矩在所有四个车轮上分配。

如果同步装置分离，动力传递单元从变速器输出上断开，此时车辆只驱动前轮，可减少摩擦损失。

动力传递单元由后驱动单元液压阀块提供液压，压力管路P3接合同步装置，而P4分离动力传递单元内的同步装置。

在以下情况下，动力传递单元将会激活：①车速从低于20km/h升高至高于35km/h时驱动力断开；②当选择了倒车挡后；③已选择一个四轮驱动系统(4WD)全地形反馈适应系统程序以及如果已请求陡坡缓降控制系统(HDC)工作；④环境空气温度低于10℃；⑤当防抱死制动系统(ABS)模块检测到牵引力损失时。

图3动力传递单元(PTU)
动力传递单元部件分解图如图4所示，当同步器接合时，变速器输出装置连接至传动轴，该同步器由一个液压活塞操纵。

同步器由一个弹簧加载式棘爪固定在任一位置；当同步器被接合后，向活塞施加液压油压力的需求不再存在。

两个电磁阀(一个用于接合同步器，一个用于分离同步器)用于将压力机油转移至执行器活塞的两侧，按需提供的液压油压力由一个电动泵供应至整个系统，泵和阀均位于后驱动单元上。

1.阻断环；
2.轮毂；
3.内侧同步齿环；
4.换挡杆套筒；
5.轴承；
6.冠状齿轮轴；
7.冠状齿轮传动齿轮；
8.小齿轮传动齿轮；
9.小齿轮轴；10.密封件；11.活塞；12.弹性挡圈；13.弹性挡圈；14.锁止机构；15.换挡叉；16.锁止弹簧和球头；17.锁止机构壳体；18.内部锥体；19.外侧同步齿环；20.滚针轴承；21.中间锥体；22.油封；23.输入轴；24.滚珠轴承；25.弹性挡圈。

图4 动力传递单元部件分解图
3.后驱动单元
后驱动单元(RDU)的结构如图5所示，其离合器分解图如图6所示。

后驱动单元通过多片式离合器驱动后轮，各半轴上都安装了一组离合器盘 (A)，来自电控液压执行器的液压操纵一个
活塞，该活塞将离合器盘压在一起，将驱动力传输至两个后轮。

后半轴上的离合器盘相互独立，因此可根据需要向两侧后轮传输不同的扭矩。

来自阀块的液压通过P1、P2电磁阀控制的液压管路传输至离合器盘。

图5后驱动单元(RDU)
1.颈斜度滚子轴承；
2.滚子轴承；
3.外部传动盘托架；
4.内部传动盘托架；
5.镶嵌；
6.外
部摩擦盘；7.内部圆盘；8.压力盘；9.滚子轴承；10.弹性挡圈；11滚珠轴承；12.弹性挡圈；13.弹簧垫圈；14.环；15.间隙；16.活塞；17.左侧护盖。

图示为左离合器总成，右离合器总成与之类似。

图6后驱动单元离合器分解图
4.电液控制部件
液压油压力由电动泵供应，此外还有两个电磁阀将压力油转移至其指定的离合器组件中，
液压泵由无刷直流电机驱动，电机与液压泵部件分解图如图7所示。

电机的最大转速为5
000r/min，最大电流消耗为30A。

执行器电机的速度和位置使用3个霍尔传感器测量。

液压泵
每转产生最大42bar(1bar=105Pa)的压力和1cm3的流量。

电磁阀由脉宽调制(PWM)控制信号操作，将液压引导至正确的部件。

P1和P2电磁阀液压管路将压力供应至后驱动单元离合器盘，
驱动的阀越多，供应至离合器盘的压力越大，因而通过其传输的扭矩也就越大。

供应至P 3 和
P 4 电磁阀液压管路的压力将油压引导至动力传递单元执行器活塞的两侧。

1.油封；
2.螺钉(2个)；
3.密封；
4.泵本体；
5.后驱动单元泵；
6.电动执行器；
7.补偿密封；
8.补偿板；
9.传动齿轮输入轴；10.传动齿轮和从动齿轮；11.补偿板；12.补偿密封；13.
密封；14.螺母(2个)；15.泵盖；16.定位销(2个)。

图7 电机与液压泵部件分解图
无刷直流电机的工作方式与三相交流电机的工作方式类似。

转子带有表面安装式永久磁铁，定子由三个极性转换线圈组构成。

由于没有电刷，因此电机极其可靠和高效，不利因素就是电
机需要精确的电子控制才能工作。

定子线圈磁铁的极性发生转换以形成一个旋转的磁场，该磁
场进而将会吸引转子的永久磁铁，从而使转子转动。

定子上有3组线圈，供应至每组线圈的电
流会产生磁通量，电流的极性将会确定是北极还是南极。

每组线圈的供电都是单独进行的，可
通过电源的术语来识别电源：L1(U)-线圈组1；L2 (V)-线圈组2；L3 (W)-线圈组3。

全轮驱动控制模块(AWDCM)分别为每个线圈组提供一个PWM控制型输出，从而使得各个线圈组的电流极性和幅值得以调节。

为了产生定时正确的旋转磁场，则必须识别永久磁铁(电机)的
位置，有3个霍尔传感器(每个线圈组各一个)用于确定转子的位置。

全轮驱动控制模块使用每
个霍尔传感器的输出来完成以下工作：①根据转子(固定磁铁)的位置将适当的线圈组切换至所
需的极性；②监测电机的速度；③计算电机的电流消耗。

阀块电磁阀如图8所示，各电磁阀的作用如下：
P1-右离合器组件活塞；
P2-左离合器组件活塞；
P3-接合同步器(4WD)；
P4-分离同步器(2WD)。

1.电磁阀P4；
2.电磁阀P3；
3.电磁阀P2；
4.电磁阀P1；
5.电接触元件；
6.节气门体；
7.加油口塞；
8.压力适配器；
9.后驱动单元泵；10.泵壳体；11.密封圈；12.电动执行器；13.电子连接器；14.吸入滤清器；15.阀芯套筒(4个)；16.阀芯(4个)。

图8 阀块电磁阀
这些电磁阀共用一个12V电源。

全轮驱动控制模块通过向电磁调节阀提供脉宽调制式接地信号来控制各个电磁阀工作。

如果液压系统的加压速度快于或慢于预期，则会检测到控制电磁阀故障。

将电流加载到电磁阀线圈时，压力控制阀滑阀将开始移动，以将泵的压力进口连接至同步器或离合器。

施加的压力由泵输出，由电磁阀线圈的电流进行控制。

随着线圈电流信号增大或减小，向同步器或离合器施加的压力将随着信号变化。

当线圈电流达到最大值时，所施加压力最大。

5.液压控制回路
4个可变力控制电磁阀使用螺钉固定在阀块内，电磁阀由全轮驱动控制模块以脉宽调制进行控制，以便向后驱动单元离合器和动力传递单元同步器操作提供所需的液压压力。

液压控制回路如图9所示，位于全轮驱动阀块中的4个压力控制阀由电磁阀操作，并由全轮驱动控制模块进行控制。

右侧离合器阀被标记为P1，左侧离合器阀为P2，连接动力传递单元的阀为P3，断开动力传递单元的阀为P4。

压力控制阀以电子方式降低为动力传递单元同步器和后驱动单元离合器提供的压力，以便实现精确控制。

当电磁线圈断电时，压力控制阀将由弹簧力关闭，并且不会为同步器或离合器提供任何压力。

系统中残留的任何油液压力将回流至全轮驱动阀块储液瓶。

全轮驱动控制模块可单独控制每个电磁阀，并且可同时对同步器和后驱动单元离合器的操作提供线性控制。

图9 液压控制回路
1.储罐；
2.吸入滤清器；
3.电动执行器；
4.后驱动单元泵；
5.压力控制阀(PCV)P1；
6.PCV P2；
7.PCV P3；
8.PCV P4；
9.动力传递单元同步器活塞；10.排气孔；11.左侧后驱动单元离合器活塞；12.后驱动单元离合器活塞。