11评论

黑科技聚集地!采埃孚底盘技术浅析

09-09 12723 王梓任  

车主口中常说的“三大件”,大家都知道是什么,严谨的讲变速箱和底盘不能放到一起,因为底盘是由行驶、制动、传动、转向四大系统组成,而变速箱则归属于传动系统。



底盘其实是个很复杂的东西,它的难度并不亚于发动机,能说自己完全掌握先进底盘技术的厂商屈指可数,而采埃孚恰恰是业内为数不多,能为汽车厂商提供全套底盘技术的一级供应商。



人们印象中,采埃孚就是一家生产变速箱的公司,其实小到刹车卡钳大到悬架系统,采埃孚应有尽有。今天我们就来了解一下采埃孚先进的产品,顺带看看未来汽车底盘技术的发展趋势。


 未来的黑科技悬架 


行驶系统指的就是悬架,今天汽车悬架技术有了很大进步,比如悬架阻尼可调、后轮转向或者主动防倾杆等等。虽然悬架结构几十年来都没大变化,但电控、轻量化技术有了很大进步。



这款轻质多连杆后悬架就是采埃孚的明星产品,电力驱动单元布置在副车架上,为将来纯电动化做好准备,悬架前侧是后轮转向系统,根据车速等变化,后轮会以前轮相反或相同的角度转向,后轮最大的转向角度为10度。



这里讲一个认知问题,采埃孚模块化后悬架属于多连杆结构,但是官方还是把它叫做半拖曳臂悬架,关于独立和非独立悬架的判定,并不是单靠几根连杆决定。



除了后轮转向,这款后悬架还采用了玻璃纤维制成的防倾杆(上图绿色部分),相比钢制,玻璃纤维材料更轻。目前玻璃纤维防倾杆还未量产,所以只是概念产品。



采埃孚最高端的避震器是这款电控液压产品,相比空气悬架,液压悬架瞬态响应更快,对车身动态控制更有利。



采埃孚直接在减震器上加了电子油泵,在减震器下方左右两侧,各有一个进油孔和排油孔,电子油泵可以快速调节悬架高度,当然这种设计导致成本非常高。


 令跑产汗颜的制动系统 


制动系统方面,采埃孚也有非常多的产品,比如电子制动助力器,相比传统真空助力泵,电子制动助力器响应速度和制动力都更好,更重要的是,它可以与混合动力的制动能量回收系统完美匹配,不会有传统混动车刹车不线性的感觉。



电子制动助力器用电机取代了之前的真空助力泵,制动单元的尺寸要小很多。现在很多轿车制动距离随便就能达到33-34米这样的跑车水准,其实主要得益于电子制动助力器。



制动助力器改为电控后,电子稳定控制系统也得跟上潮流,所以6活塞式(ABS泵)电子稳定控制系统就诞生了。带主动安全系统的车,遇到紧急情况系统会自动刹车。驾驶员并没有踩刹车踏板就能制动,这是怎么实现的?其实就是靠6活塞式电子稳定控制系统快速建立制动油压,跳过制动助力利器直接控制刹车分泵。



集成一体式制系统(IBC)是采埃孚的顶尖产品,助力器和电子稳定系统集成在一起,它不仅拥有6活塞式电子助力器的功能,而且可以调节刹车踏板感(已配备在凯迪拉克CT6上)。


 未来的转向系统 

 

采埃孚量产的转向系统比较常规,比如下图所示的双小齿轮式电动助力转向系统,它与普通的电动助力转向差别在于,电机与转向齿条之间通过齿轮传动而不是皮带。



齿轮式成本更低,适用的范围也比较广,最高可以支持皮卡这类车型。双小齿轮式电动转向也有较好的扩展性,比如它支持L3级别自动驾驶,沃尔沃XC40就配备了这套转向系统。



电动助力转向系统的原理并不复杂,方向盘侧的输入轴下方有个一传感器,它专门检测方向盘的角度和力矩,随着转向角度和力矩变化,电机会调整助力大小,也就是方向盘轻重。



采埃孚也展示一款概念产品,线控转向系统,大家或许知道,最早做线控转向的是日产,采埃孚这套线控转向不同之处在于,它没有离合器将方向盘与转轴刚性连接,而是做了双保险设计。



以电机为例,将绕组分成两组,并且设计两套电路控制,那么一个绕组和电路出问题,还有一个可以使用。  


 接近完美的变速箱 


作为压轴产品,传统系统一直是采埃孚的最引以为豪的领域,这次采埃孚展示了已经国产的纵置8AT。



简单说说这款上海产的8AT变速箱,它有4组行星齿轮和5组离合器。现在有厂商已经推出了10AT,要在8挡基础上再加2两个挡位需要做什么?就这个问题教授与采埃孚工程师进行了交流,据工程师说,只要再加1个离合器就可以实现10个挡位。



大家可能比较关心车企宣传的变速箱“终生免维护”,这个事情一直比较有争议,教授也与采埃孚工程师进行了交流,工程师称变速箱ATF油液变质主要与温度有关,而变速箱本身就有温度监测,在适宜的油温内变速箱是可以做到终生免维护。



除了普通的8AT,采埃孚还有为混合动力车型设计的变速箱,插电混动8AT变速箱取消了液力变矩器,取而代之的是离合器与电机。


(K0离合器位于扭转减震器与电机之间)


离合器布置在电机与发动机之间,纯电行驶时离合器断开,这样就不用带着发动机转。这台专为混动设计的变速箱,已经配备在宝马X5和5系PHEV车型上。



除了比普通的8AT多了一个离合器外,位于电机后面的离合器也进行了升级,它的热容量更大,因为混合动力需要频繁的启动发动机,离合器经常处于半联动状态。这个离合器的作用是,当发动机需要启动时,先要断开电机与变速箱的连接,插电混动车型的起动机就是驱动电机。


 小巧精准的四驱 


作为传动系统中一个部件,差速器起到的作用非常大,汽车厂商也一直在想办法改造差速器,从而提升四驱系统的性能。奔驰的GLA和CLA四驱车型,后桥的差速器就来自采埃孚。


          

采埃孚这套四驱是基于前驱车型,因此在后桥差速器前端设计了个多片离合器(湿式),离合器前面有个斜面压盘 (非专业词汇),当电机旋转时,斜面压盘就会向外扩张挤压离合器片,通过电机控制压盘旋转角度,可以精确分配后桥的扭矩。   

                                                                                                                                                                                                                                                                                   

 奔驰都忍不住要买的电驱系统 


早前采埃孚拿到了奔驰的大订单,奔驰首款纯电动车EQC的驱动系统正是由采埃孚提供,以奔驰的能力,自己生产驱动电机没有任何问题,为什么仍要选择采埃孚?带着这个问题,教授与采埃孚工程师交流了一番。



采埃孚的感应式电机有个很大的优势,那就是不需要稀土,因此它能保证电机的价格和产量,但无稀土电机也有不足,相比之下电机尺寸更大效率也比永磁电机低。不过采埃孚电驱系统PCU和电机低集成度很高(核心技术),PCU中的IGBT来自英飞凌。



电机其实对制造技术要求也比较高,比如大家所关心的电机噪音其实就与工艺有关。牵扯到工艺的有轴承间隙、电机动平衡以及空气间隙,这方面都是采埃孚拿手的地方。


 自动驾驶武器库 


虽然说采埃孚最擅长的是做底盘,但是它在自动驾驶领域也储备了相当丰富的技术。已经有不少车型搭载了采埃孚的L2级别自动驾驶技术,比如东风风神奕炫。



简单的说自动驾驶就围绕着感知(传感器数据采集)、算法和算力来运转。感知方面,从短距、中距和长距毫米波雷达,到各种类型的摄像头,再到固态激光雷达,采埃孚的产品一应俱全。



算法和算力上,采埃孚也有相当丰富的技术储备,风神奕炫L2级别自动驾驶道路测试里程高达80万公里。采埃孚亚太总部在中国,这就非常有利于国内的团队对自动驾驶进行本土化升级。


 无人驾驶何时到来? 


近些年,无人驾驶和新能源这些概念被炒的很火,很多人期盼无人驾驶(L5级别)这一天到来,采埃孚亚太区电子及驾驶辅助系统工程总监邢勋认为,未来几十年内无人驾驶(L5级别)都不可能大规模普及。



无人驾驶主要分为感知、算法、算力三个领域,在算法和算力方面,国内也有不少企业参与其中,采埃孚的自动驾驶是打算完全自己开发,还是会选择与一些企业合作呢?就这个问题教授与工程总监邢勋进行沟通。



工程总监邢勋认为,目前L2级别自动驾驶采埃孚可以满足三个领域的技术要求,但是L3、L4、L5级别的自动驾驶,世界上没有哪一个厂商可以单独完成,未来采埃孚也会选择与行业内领先的公司进行合作。


 写在最后 


这次采埃孚在中国举办的零愿景活动,让大家对采埃孚(ZF)有了更深的了解,ZF不仅仅是一家擅长于底盘技术的百年企业,在电驱动以及自动驾驶上,也有着丰富的经验和技术。随着ZF国产化不断提高,未来国内会有越来越多的车采用ZF的先进技术。 

相关阅读
全部评论
涨见识了
张张张
2019-09-10
国产后会不会质量不如进口的好
因为
2019-09-09
有什么采埃孚不做?
哒哒哒
2019-09-09
玻璃纤维防倾杆会不会容易断
玩转9零逅
2019-09-09
其实它还造卡车变速箱
慕恬
2019-09-09
8at用在什么车上?
以前不是说宝马的底盘就是外包给采埃孚的
造梦先生
2019-09-09
宝马御用
泛湖野人
2019-09-09
厉害厉害
青妤
2019-09-09
看图很过瘾
2019-09-09广东佛山
好车
写评论