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[分享] 不同种类的四驱技术

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发表于 20-3-2010 18:17:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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讲了不同种类的四驱技术
                  
                         先说大众的技术。
                  1) Torsen 差速器 - Audi 的Quattro system
                  作为四驱的龙头老大, Audi一贯强调不计成本一定要用最有效的四驱系统。她的Quattro 4WD system ,用的是纯机械的限滑差速器LSD, 英文叫Torsen differential.                   Torsen, 的意思是 "torque-sensing"(扭矩感应), 是一家叫Gleason                   Corporation的美国公司发明的. 它通过巧妙的运用一对worm gears / worm                   wheel来达到限滑slip-limiting的. 它的特点就是: 驱动扭矩是从 worm wheel传到worm                   gear, 不能反向传递. 反向的话就会锁止locked up. 正是通过这个特性来达到限滑limit slip.
      上图中可以看到. 正常转弯, 也就是., 所有轮胎都没打滑, Torsen 差速器的工况和普通差速器一样.那对附加的worm wheel / worm gear 没有在输出轴之间影响到速度差。举例来说,如果汽车左转,右轮的驱动轴转速比差速器外壳要快, 而左轮的驱动轴转速比差速器外壳要慢. 左右worm wheels的速度差可以在synchromesh gears里完全吻合. 注意到worm gears / worm wheels没有锁止因为扭矩是从worm wheels传向worm gears的。如果右轮失去抓地能力打滑, 那对worm gear / worm wheel pair就产生作用了.在没有产生作用的一瞬间, 要知道普通的差速器原理是扭矩不会送到有抓地能力的左轮所有的扭矩都会送到打滑空转的右轮. 这样快速旋转的右面的 worm wheel 会带动它的worm gear, 通过synchromesh 来驱动左面的  worm gear. 还记得前面提到的 worm gear / wheel pair 的特点吗? 当worm gear驱动worm wheel时, 它们会锁止. 结果就是, 左边的worm gear 和右边的worm gear 锁止在一起,                   这样左右轮以同样速度旋转使汽车恢复抓地能力.
                  Torsen 4WD 的特点
                  除了早期 Quattro Coupe上第一代Quattro system,以后历代Quattro
                  systems在中央和后轴上都用Torsen 差速器. 这样从成本很高. 但是, 用Torsen的4WD 有很多优点.
                  首先, 它的纯机械差速器几乎是在轮胎打滑的一瞬间就介入. 其次, 它的锁止是线性的. 再就是, 它是严格意义上的全时四驱.
                  在正常情况下, 前后轮的扭矩分配是50:50。
                  除了Audi,其他汽车厂家很少用Torsen LSD, 主要是成本太高. Toyota的RALLY王, Celica  GT4后轴也用Torsen . 这也是她比其他同类车价钱贵的一个原因吧.
                  优点:反应快, 真正的全时四驱
                  缺点:成本高, 扭矩分配不能改变
                  哪些汽车上有? 所有非高尔夫平台的Audi quattro, Passat B5, B5.5 Toyota Celica GT4, Hummer 等.
                   2)黏性耦合式差速器
                  黏性耦合式中央限滑差速器Viscous Coupling center
                  LSD广泛运用于许多简单的4WD系统.大众最早的Syncro system就是一例.
                  上面第二幅图所示,左右两根轴分别联结着相同数量的圆片一片夹一片的排列在一起. 在密封的差速器里有很多粘性的液体,能把园片黏在一起.
在正常情况下, 前后轴的转速差不多一样这样那些园片和液体是相当静止的. 当某一根轴上的轮胎打滑时,不同轴是的园片就有了相对速度, 那些黏性液体就会想法把它们黏起来. 结果, 扭矩就从转的快的轴传到转的慢的轴上了.速度差越大, 传送的扭矩就越大. 从而达到限滑的目的。

黏性耦合式差速器的特点
注意到 耦合式限滑差速器其实是一个速度侦查系统: 没有打滑的话, 扭矩不会从一跟轴传到另一跟轴. 当打滑时,原理上根据前后轴上各自的抓地能力,100%的扭矩都可以传到另一边. 所以我们叫它是分时四驱 part-time 4WD.由於是分时四驱, 它不能达到全时四驱那样的转向中性neutral steering. 对象Porsche 911   Carrera 4那样的后驱车发展来的四驱车, 那不是个问题-  因为正常情况下车是后驱的这样能通过控制油门来达到想要的转向过度 . 然而, 对像VW Golf Syncro 和Volvo  AWD等前驱车发展来的四驱, 分时四驱没法来纠正转向不足的倾向. 这是一个不足的地方.第二个是四驱介入的慢. 因为黏液不是固体(如齿轮),                   它要有时间和速度差来引发它产生作用。就是说刚打滑时扭矩还不能从一端传到另一端.为了解决这个问题, 许多厂家通过改变最终传动比final drive ratio让正常情况下园片见也有微小的速度差.  这样前后轴的扭矩分配可达 95:5 . 这样做缩短了四驱介入的时间. 当然, 这还不能跟纯机械的 Torsen LSD比美.
它没有Torsen系统好, 但是它是最便宜的, 因此有很多4WD汽车都用黏性耦合式中央限滑差速器. 优点:成本低,体积小缺点:是分时四驱,平时和两驱一样
                  哪些汽车上有? VW Syncro, Lamborghini Diablo VT, Porsche 993/996
                  Carrera 4 and Turbo, Volvo AWD等
                  3) 黏性耦合式差速器锁止
                  Torsen 4WD太贵, 耦合式限滑差速器是分时四驱, 许多四驱车, 包括rally 王Celica GT4, Subaru Impreza, Mitsubishi Lancer 和Ford Focus RS Cosworth                   引入了另外一种中央差速器- 基本上讲就是一个普通的中央差速器在正常情况下把扭矩分配到前后轴, 加上一个耦合式限滑差速器在需要的时候来达到防滑的作用。
                  这个系统的特点
                  耦合式限滑差速器锁止其实和上面提到的一样, 因此也存在二驱转换到四驱有滞后和非线性的问题.
                  但是实际上问题没有我们想象的那么严重, 要不然那些顶尖的RALLY车也不会用它了. 重要的是, 耦合式限滑差速器锁止比
                  Torsen 要轻而且便宜很多, 同时又比分时的耦合式限滑差速器要有效的多. 优点:性价比高  缺点:没有明显的缺陷
                  哪些汽车上有? Lancia Delta Integrale (Torsen后轴)                   Ford Focus RS Cosworth (黏性耦合式限滑差速器后轴) Mitsubishi Lancer GSR, 3000 GT VR4. (黏性耦合式限滑差速器后轴)    Subaru Impreza and Legacy manual versions (黏性耦合式限滑差速器后轴)  Toyota Celica GT4 (Torsen后轴) Bugatti EB110 (70%扭矩在后轴)                   4) Active differential中文不知,姑且就叫主动式差速器主动式差速器的 4WD 是当今最成熟的四驱技术了. 基本上讲, 主动式限滑差速器是一个多片 multi-plate                   式的离合器通过电脑侦测到的轮胎打滑/抓地情况来将扭矩分配到前后轴上的. 根据不同的设计和软件,有些系统注重过弯操控的精确性,有些是为了达到产生希望的转弯不足/ 转弯过渡, 有些是为了在常态驾驶下更好的加速和煞车.主动式差速器有不少变种,它是Porsche 959上首先使用的, 以下谈谈各个变种. Porsche 959’s PSK 系统直到今天, Porsche 959’s PSK (Porsche-Steuer Kupplung)系统还是唯一的一个能在正常驾驶状况下利用可调节的前后扭矩分配来达到最大的抓地能力. 大部分时间里,前后扭矩的分配是40:60, 就是说根汽车本身的前后配重相吻合. 急加速时, 重心后移增加了后轮的抓地,减少了前轮的抓地. PSK 可以将高达80% 扭矩传到后轴上来帮助加速. 在很滑的路面(甚至轮胎还没有开始打滑), 扭矩是前后50:50.在任何时间里, 电脑通过分析各个参数如油门开启度,转向角度,过载g-force 甚至是涡轮增压来觉得扭矩的前后分配比例.这样PSK 能在所有情况下都能保证最佳的抓地, 而不像其他四驱,只是在轮胎打滑时才会改变前后轴的扭矩分配.机械原理
Porsche PSK 用主动式限滑差速器是一个多片 multi-plate 式的离合器来代替中央差速器. 这个多片离合器有6对摩擦片, 每对都独立有电脑通过液压控制. 相当于有6 个独立的离合器.这个系统要正常工作, 在正常情况下前后驱动轴的转速要不同. (所以959 的前轮比后轮直径大1% )由於前后轴有速度差,每个独立离合器的两个摩擦片都相对转动。当第一个离合器上有了液压时, 有小部分的扭矩就传到了前轮.注意到除非6个离合器同时锁住,两根传动轴是不能完全锁住的.这样锁2个离合器,3个... 传到前轴的扭矩就慢慢增加了, 最终可以达到50:50 如果所有离合器都完全锁止的话.当然,上面所说的都是通过电脑来控制的.这是"正常" 情况. 和其他4WD 系统一样, 当轮胎打滑时, 大部分扭矩可以送到另外任何一根轴.
由於相对转速很小, Porsche 声称动力损失小於0.4%. 离合器磨损也是很小的.优点:1、在正常情况下也能改变扭矩最大限度利用了抓地能力 2、由於是所有东西都是由电脑监控, 理论上来说可以很好的处理正常和非常情况下的所有情况而不是受机械部件设计的局限.结果是反映非常的快,而且适用面广.缺点:当然是重而且昂贵
                  哪些汽车上有? 只有Porsche 959
                  奔驰4-Matic -仅用于紧急状况  奔驰4-Matic和 Porsche’ PSK相似, 但是是分时4WD. 正常情况下,这个东西很不合理. 比Torsen还贵, 但是还是分时4WD. 然而, 和Porsche的 PSK不同,  在正常情况下没有动力损失和离合器磨损, 这样离合器就可以体积小并且便宜一点.优点:没有什么特别的优点.
                  缺点:非但昂贵还是分时四驱
                  哪些汽车上有? 奔驰 4-Matic大众-Haldex system
                  自1998以来, 大众用"4motion"取代了原来的耦合式限滑差速器. 首先在Audi TT 和Golf
                  4motion上采用了Haldex系统, 新系统采用了多片离合器中央差速器它是有瑞典 Haldex公司开发的,
                  计算机软件则是由奥地利四驱专家Steyr-Daimler-Puch写的. 用在所有大众家族里的横置引擎的车系里.

                  Haldex 中央差速器和Porsche 959的 PSK 系统相似它比较洽掐小巧,简单而且便宜这样就适合大规模生产.
                  中央差速器离后轴很近在后差速器前面, 离合器里有6片园片。
                  为了减少摩擦它们是泡在油里的. 有液压驱动. 正常情况下输入输出轴有速度差 (可以通过最终传动比来实现). 没有液压的话,
                  离合器分离扭矩不会传到后轴. 增加压力的话, 后者就会部分地联接起来了, 扭矩就传到后轴上去了. 离合器联结越多,
                  传到后轴的扭矩就越多.
                  电脑来觉得传到后轴的扭矩大小. 正常时是50:50, 如果转急弯任何一根轴是的轮胎打滑,
                  驾驶员能够感觉到扭矩从一根轴传到另一根轴。大众声称100% 的扭矩可以送到任何一根轴上.

                  和959比较, Haldex’s 少了7 片碟. 这样Haldex 体积小而且便宜.
                  缺点是不能像保时捷一样传动很大的扭矩(959 有369 lbft, Audi TT 才206 lbft). 此外,
                  959的碟是分成 6 对独立的离合器, 每个都有独立的液压控制. Haldex 用一套液压来控制所有6片碟, 当然,
                  这也省下了银子和重量. 当然就没有保时捷控制的灵活了.

                  优点:便宜小巧.
                  缺点:不能传动很大的扭矩
                  哪些汽车上有? 以高尔夫为平台的大众车系
                  本田的SH-4WD 系统
                  本田的SH-AWD 是个很独特的系统. 它没有中央差速器和限滑差速器. 所有的机械部件都是装在后轴上的.
                  推进轴的输出到一个加速器上. 后者用一个行星齿轮来控制转速, 产生输出输入轴的速度差. 通过电磁离合器,
                  这个速度差可以将扭矩送到后轴上.
                  电磁离合器是装在加速器后面的。一共有两个离合器, 每个控制一个后轮. 右离合器联上了,
                  更多的扭矩就会通过一个普通的差速器被送到左轮. 或者反之, 左离合联上将扭矩送到右轮. 两个离合都联上,
                  就会有更多的扭矩送向后轴. I这样, SH-AWD 在前后轴和左右后轮间改变扭矩比例。

                  本田阿库拉RL 的SH-AWD, 通常70% 扭矩是送到前轮的. 加速和煞车时, 最多70% 的扭矩可以送到后轴来增加抓地.
                  转弯时, 为了克服转向不足, 更多的扭矩可以输送到外侧的后轮. 极端情况下, 外侧的后轮可以得到 70% 的引擎输出,
                  内侧的后轮0% 其余30%分配给前轮. 在弯道中煞车时, 为了克服转向过渡, 更多的扭矩会送到内侧的后轮,
                  利用引擎煞车来克服转向过渡.
优点:可以在后轮间改变扭矩分配来克服转向不足和转向过渡. 缺点:昂贵
                  哪些汽车上有? Acura RL (本田里程)
                  详解汽车四轮驱动技术
              
                  在购买汽车的时候,我们通常都不会去注意汽车的驱动系统,除非你选购的是越野车。这也难怪,目前大多数轿车都是发动机前置前驱的,驱动方式对很多人而言似乎很远。但其实现在我们身边的轿车之中,不少是采用了后轮驱动(宝马,奔驰等高档车),或者全时四驱(欧蓝德,奥迪Quattro)等等驱动方式,你对这些驱动方式有所了解吗?如果你想买一部越野车,那就更加不能对驱动方式半知半解甚至是一无所知了!
                    一、两轮驱动
                    我们这里所说的驱动方式,其实就是指发动机的布置方式以及驱动轮的数量、位置等形式。一般的乘用车都有前后两排轮子,其中直接由发动机驱动转动,从而推动(拉动)汽车前进的轮子就是驱动轮。而我们平时所说的四驱和两驱,也就是四轮驱动和两轮驱动这两大类。
                    在两轮驱动方式中,我们又可以根据发动机在车辆的位置以及驱动轮的位置进而细分为前置后驱(FR)、前置前驱(FF)、后置后驱(RR)以及中置后驱(MR)等形式。而现在市面上大部分的两驱越野车和一些高档轿车常用的是前置后驱形式。前置后驱也就是发动机前置后轮驱动,其中前排车轮负责转向,由后排车轮来承担整个车辆的驱动工作。在这种驱动形式中,发动机输出的动力全部输送到后驱动桥上,驱动后轮使汽车前进。也就是说实际的行进中是后轮“推动”前轮,带动车辆前进。和其他两轮驱动的行驶相比,前置后驱在良好的路面上启动、加速或爬坡时,驱动轮的附着压力大,牵引性明显优于前驱形式。同时采用前置后驱的车型还具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性,有利于延长轮胎的使用寿命。除此之外,前置后驱的安排也使发动机、离合器和变速器等总成临近驾驶室,简化了操纵机构的布置和转向机构的结构,更加便于车辆的保养和维修。正因为有如此之多的优点,国产宝马325i、530i以及档次更高的进口宝马轿车,宾利、奔驰、捷豹等很多豪华轿车才多采用前置后驱这种形式。
                    两轮驱动虽然在城市之中够用了,但是如果你想在真正的山野丛林中纵横驰骋的话,两轮驱动就不能满足你的需要了,因为两轮驱动的车辆即使在良好的路面上,碰到雪地或易滑路面等情况也可能打滑,启动加速时也比较容易发生摆尾现象。因此这时候配置一部四驱车就十分有必要了,因为四轮驱动可以防止这种现象发生,同时四轮驱动系统有比两轮驱动更优异的引擎驱动力应用效率,能达到更好的轮胎牵引力与转向力的有效发挥,可以说安全性比两驱车好多了。
                  二、四轮驱动
                    四轮驱动又有另外一种说法叫做全轮驱动,指汽车前后轮都有动力,而且可以根据行驶路面状态不同而将发动机输出扭矩按不同比例分布在前后所有的轮子上,从而提高汽车的行驶能力、适应能力和通过性。一般的四驱车都会用4X4或AWD来表示,如果你看见一辆车上标有上述字样,那就表示该车辆拥有四轮驱动的功能。
                    在以前一般只有越野车才采用四轮驱动,一般的越野车在变速器后面都装有手动分力器(譬如三菱的帕杰罗),前后车轴各装一个称为“驱动桥的”部件。变速器输出的扭矩通过分力器和传动轴,分别传递到前后车轴上的驱动桥,再通过驱动桥将扭矩传递到轮子上。当车子通过泥泞复杂的路面,前轮开始打滑的时候,前、后轮的转速差异会使耦合器中的粘液立即变稠并锁住耦合器,从而使传动轴只将扭矩传递至后轮,待前、后轮的转速差异消失就自动回复原有驱动形式,这样车子就从打滑的状态之中恢复过来了。目前不少轿车都安装了四轮驱动系统,而且引进了电子计算机控制系统,当前轮或后轮驱动时,车子可以随时根据路面状态的反馈信息分配前后轮子的动力,变为4轮驱动,最突出的代表就是奥迪的Quattro全时全轮驱动系统。
        事实上Quattro全时四轮驱动系统在奥迪车上已成功地运用了20多年,无论是越野拉力赛或房车赛,采用Quattro的奥迪战车都取得了很好地成绩。Quattro全时四轮驱动系统不同于传统的4轮驱动,它不是在2驱不够用时选择4驱驱动,而是牵引力不断地分配给4个车轮。在理想的情况下前后轴的牵引力比50:50分配以保证正常的行驶与转向,但为了在泥泞湿滑的路面、碎石沙土路面,甚至冰雪路面上都能保持最大的牵引力,它的扭力感应自动锁合差速器,奥迪称之为Torsen差速器,可以自动确保2/3以上的发动机动力输送给前轴或后轴。同时前和后的电子差速锁一直到100km/h车速时都发生效应,因此在任何情况下,只要一个车轮有足够的摩擦力,车辆都会保持前进。
                  三、差速器
                    差速器是汽车驱动轿的主件,最早由法国雷诺汽车公司的创始人路易斯•雷诺发明,它的作用就是在向两个半轴传递动力的同时,允许两边半轴以不同的转速旋转,满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶,减少轮胎与地面的摩擦。我们可以从实际出发来理解这个概念,譬如汽车转弯的时候,它的车轮轨迹是弧线,这时候处于圆弧内侧的轮子和处于外侧的轮子所走过的距离是不等的,这就需要用不同的转速来弥补这个的差异,这个工作是通过一个行星齿轮机构来完成的。

                    在差速器的设计上,要求满足这样一个基本的等式:左半轴转速+右半轴转速=2*行星轮架转速。当汽车直行时,左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态,而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏,并通过半轴反映到半轴齿轮上,迫使行星齿轮产生自转,使外侧半轴转速加快,内侧半轴转速减慢,从而就实现两边车轮转速的差异。
                    而根据所处位置的不同,差速器可进一步分为轮间差速器和轴间差速器。在同一驱动桥两驱动轮之间的差速器叫做轮间差速器;处在不同驱动桥之间的差速器叫做轴间差速器,当然后者只能是针对多轴驱动的车辆而言的。所以一辆4驱越野车总共可以有3个差速器,输出的动力首先被传递给轴间差速器,由它经传动轴分配给前后驱动桥,到达驱动桥的动力再由各自的轮间差速器分配到左右半轴,最终反映到车轮上。
                    四、差速锁
                    以前的四驱系统形式都很简单,不过因为差速器的等扭矩作用,车辆可能会因为任何一个车轮失去附着力而陷入困境,尤其是对于那些经常通过泥泞等恶劣路况的车辆。为了解决这个问题,只能设计出差速锁来把失去驱动力的那个轮子的半轴锁住,使该车轮对动力分配不再发生影响。因此差速锁最大的功用在于当车轮打滑时保证其他的驱动轮仍然能够获得足够的驱动力。
                    这时候我们就可以看出全时四驱和分时四驱的区别了:全时四驱车辆的4个车轮可以以各自不同的转速转动,并按照各自不同的地面附着力自动获得不同的扭矩分配,保证车辆获得良好的驱动力。而对于大多数非全时四驱车辆由于没有装备轴间差速器,因此当某个驱动轮打滑时,须手动操纵差速锁将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,进而把扭矩转移到另一侧驱动轮上,后者的适应性显然是不如前者的。
                    差速锁形式有很多,常见的有摩擦片式和锥形式,其效果由锁紧系数确定,锁紧系数就是指两侧半轴扭矩可能相差的最大倍数K,锁住作用随输入扭矩、扭矩差值的增大而增大,而一些先进的差速锁现在已经开始采用电子控制形式来适应多变化的使用条件了。
                  五、四轮驱动的种类
                    四轮驱动又可以细分成三种驱动模式:全时驱动(Full-Time)、分时驱动(Part-Time)、适时驱动(Real-Time)。
                    1、全时驱动(Full-Time)
                    全时驱动的特点就是无论怎么样,永远都保持四轮驱动模式,这种传动系统都是不需要驾驶人选择操作的。行驶的时将发动机输出扭矩按50:50设定在前后轮上,使前后排车轮保持等量的扭矩,遇到特别路面的时候就可以自动将不同的扭距分配到各个轮子上面。全时驱动系统具有良好的驾驶操控性和行驶循迹性,不过缺点也是很明显的,那就是比较废油,经济性不够好,而且车辆没有任何装置来控制轮胎转速的差异,一旦一个轮胎离开地面就有可能让你无法前进。
                    2、分时驱动(Part-Time)
                    分时驱动就是由驾驶员根据路面情况,选择四驱或者两驱,这也是一般越野车或四驱SUV最常见的驱动模式。分时驱动最大的特点就是人工操作,由驾驶员根据路面情况通过接通或断开分动器来变化两轮驱动或四轮驱动模式,最大的优点就是可以根据实际情况来选取驱动模式,比较经济。就拿普通的越野车而言,一般都有三种驱动模式可以选择:在公路上行驶使用2H高速两轮驱动档,当遇到雨雪路况时选择4H高速驱动增强车辆的附着力和操控性,而面对恶劣路况的挑战时又可采用4L低速四轮驱动,使动力作用在全部四个车轮上,从而降低了对每个轮胎附着力的要求,减小了转弯时车轮空转的几率,发动机制动能力也得以增强,极大地提高了车辆在崎岖或光滑路面行驶时在油门突然关闭的情况下的可控性。
                    3、适时驱动(Real-Time)
                    适时驱动介乎全时驱动和分时驱动之间,驱动模式由电脑安排,操纵非常简单。采用这种驱动系统的车辆时根据电脑来控制并且选择适合当下情况的驱动模式的。在正常的路面上车辆一般会采用后轮驱动的方式,而一旦遇到路面不良或驱动轮打滑的情况,电脑就会自动检测并立即将发动机输出扭矩分配给前排的两个车轮,自然切换到四轮驱动状态,从而免除了驾驶人的判断和手动操作,应用更加简单。不过以目前的效果来看,电脑比起人脑速度还是慢了很多,也就是说往往不能及时进行驱动模式的切换,反应较慢。
                  很多人都以为四轮驱动的汽车可在任何地面上跑,想去哪里就去哪里。实际上这是夸大了四驱车的能耐,就算是我的HUMMER,也不敢单独在野外行驶。开过四驱越野车的朋友可能都知道,在恶劣的路面上,汽车差速器使得每一轴只有一个轮可以得到驱动,而且是在不停地打滑。所以四驱车并非万能车,你必须知道四驱系统是怎么一回事。
                    四驱系统分类
                    四轮驱动顾名思义就是汽车四个车轮都能得到驱动力。这样一来,发动机的动力被分配给四个车轮,遇到路况不好才不易出现车轮打滑,汽车的通过能力得到相当大地改善。四驱系统主要分成两大类:半时四驱(Part
                  Time 4WD)和全时四驱(Full Time
                  4WD)。现时,我们使用的四驱车大多是半时四驱。只要车上有专门的两驱、四驱切换拨杆或按钮,那么,这辆就是使用半时四驱的四驱车。半时四驱是四驱车最常使用的四驱系统,基本型号(一辆四驱车可能有4-6种型号,如Pajero的五种型号的引擎、变速箱和车内饰完全不一样,车价可相差近一倍)的三菱帕杰罗、L300、L400、基本型号的陆地巡洋舰PRADO、LC100、LC70、LC75、美国JEEP、五十铃TROOPER、RODEO、铃木VITARA、JIMNY等都使用半时四驱。
                    半时四驱的使用可分两种状态:一种是两驱,汽车只有两个车轮得到动力,与普通汽车没有区别;另一种则是四驱,此时汽车前后轴以50:50的比例平均分配动力。半时四驱历史悠久,其优点是结构简单、可靠性大,加装自由轮毂(Free
                  Wheel
                  Hub)后更加省油。全时四驱是使汽车四个车轮一直保持有驱动力的四驱系统。若要细分全时四驱系统,可分成固定扭矩分配(前后50:50比例分配)和变扭矩分配(前后动力分配比例可变)两大类。全时四驱也有很长的历史,可靠性更大,但其耗油量较大。
                两种四驱系统比较
                    半时四驱靠操作分动器实现两驱与四驱的切换。由于分动器内没有中央差速器,所以半时四轮驱动的汽车不能在硬地面(铺装路面)上使用四驱,特别是在弯道上不能顺利转弯。这是因为半时四驱在分动器内没有中央差速器,而无法把前后轴的转速调整所致。汽车转向时,前轮转弯半径比同侧的后轮要大,路程走得多,因此前轮的转速要比后轮快;以至四个车轮走的路线完全不一样,所以半时四驱只可以在车轮打滑时才挂上四驱。一回到摩擦力大的铺装路面应马上改回两驱,不然的话,轮胎、差速器、传动轴、分动器都会损坏。
                    不少半时四驱前轮都可以装上自由轮毂(FREE WHEEL
                  HUB),这是一个很好的手动离合器,在不用四驱时,它可以断开前轮与传动半轴的连接,从而把车轮和左右传动半轴、差速器、传动轴、分动器的摩擦力都减去,达到省油和延长CV
                  JOIN(万向节,constant velocity
                  joint)和分动器齿轮寿命的目的。又可以降低车内噪声,是一个十分好的设计(WARN和ARB都有这产品给SUZUKI、LAND
                  ROVER、HILUX、PRANDO、PAJERO、NISSAN CHEROKEE等半时四驱吉普车使用)。
                    所以驾驶半时四驱车必须小心,其四驱不可以在硬路面(铺装路面)上使用;下雨天也不可以用;有冰或雪地则可以用,而一旦离开冰雪路面应马上改回两驱。
                    全时四驱系统内有三个差速器:除了前后轴各有一个差速器外,在前后驱动轴之间还有一个中央差速器。这使全时四驱避免了半时四驱的固有问题(在硬路面不能用四驱的问题):汽车在转向时,前后轮的转速差会被中央差速器吸收。所以,全时四驱在硬路面(铺装路面)、下雨时有更可靠的四轮抓着力,比半时四驱优越。但到了冰雪,沼泽地就必须把中央差速器锁上(否则可能无法前进);回到不滑的硬路(铺装路),马上要把中央差速器锁解开。
                    有些全时四驱的中央差速器比较先进,一般情况下它可以把汽车动力平分给前后轴。当车轮出现打滑时,它会自动把中央差速器锁上。在第一代Range
                  Rover自动变速车型中就可以找到这种设备,它是大众汽车发明的粘性防滑差速器。此系统同时也常被Audi的四驱车所使用。这种系统在小车上表现很好(类似的限滑差速器在现代的四驱轿车上被广泛使用,可有效提高行驶的安全性等),但在大四驱车上,它就没有差速器手动锁来得可靠。所以,新一代Range
                  Rover已不再使用这一系统了。
                    另外,有一些四驱车使用看起来像全时四驱的智能四驱系统。这些系统平时是以前驱为主,当前轮打滑时,动力会部分转移后轮,帮助前轮使汽车行驶(可理解为智能的半时四驱),如本田CRV、HRV等就是使用这种系统(不少平价SUV包括CRV,HRV,凌志RX300丰田RAV4等都可能省去四驱系统而只是前轮驱动,购买时请注意)。这种系统并不可靠,但有新意(一般由前置前驱的轿车系统改进而来)。
             从大四驱越野车的驱动系统来看,我个人喜欢半时四驱和有手动中央差速锁的全时四驱车,其它的智能四驱系统都是没有必要的。因为,时间证明了半时四驱和全时四驱带中央差速锁是最可靠的四驱系统。无可否认,智能四驱系统十分适合小汽车用。因为一般市民开车并不需要了解驱动结构,只要汽车会走就可以了。全自动是最简单的选择。
                    现在,有的四驱车标榜可以实现半时四驱和全时四驱的切换,我认为这是画蛇添足,只是车商为了增加新意的做法。如美国JEEP中顶级Cherokee、Grand
                  Cherokee Evolution、日本顶级Pajero
                  3.5GDI等。它们还都有一个共同的缺点,就是不能装上自由轮毂(Free Wheel
                  Hub),在用两驱时不能真正起到的省油作用。
                    差速器简单说
                    前面已多次谈到差速器,可能有人连差速是什么也不太了解。要知道差速器对汽车来说是相当重要的。你必须对它有个认识,否则很难继续深入探讨。
                    差速器是把两个传动半轴(传动半轴直接连着左右车轮)连起来,通过齿轮组的特殊设计,两半轴(左右车轮)可以实现不同速度旋转,而不会出问题。差速器是1825年由法国人发明的。它是汽车工业发展中十分重要的一环,要是没有差速器,汽车就无法实现顺利地转弯。
                    由于车子在转弯时左右轮转速不一样,内侧车轮转得慢、外侧车轮转得快,驱动轴如何能传递动力而不干扰车轮的正常转速呢?靠的就是差速器,如果没有差速器,汽车在路面上就不能实现转弯(差速器种类及原理,解释起来需要较大篇幅,在此不冗述)。
              在汽车发明的初期,道路条件很差。所以早在1902年,第一辆四驱车就已经诞生,但由于成本问题,加上CV
                  JOJN万向节还没有达到成熟的地步,所以,四驱车并没有被大量生产。到了第一次世界大战,四驱车的可靠性得到认同,促使军队投入大量资金去制造全轮驱动的汽车。今日,全时四驱已十分流行三差速器的设计,它们可以在硬路(铺装路面)使用四驱系统而不会互相干涉。
                    解决差速器的缺陷
                    差速器的结构精巧,可巧妙地抵消不同车轮间的转速差,但它又有致命的弱点。就是碰到恶劣路面如沙、泥地时,只要一个车轮陷入打滑状态,差速器另一端的车轮会完全丧失动力而一动不动。为解决这个问题,你必须为你的差速器装上LSD防滑差速器或AIRLOCK气动差速锁,把差速器的齿轮组部分完全锁止,使差速作用临时失效。
                    现代不少四驱车都装有差速器锁。在越野时可自动或手动地锁上差速器;如果你的四驱车没有差速器锁,那么,只要自己装上前后差速锁,在越野时可以发挥出真正的四驱本色。如今,有不少车装有ATRC(ACTIVE TRC)、TT4(TORQUE TRACK
                  4)等牵引力控制系统。当前或后轴轮胎发生空转打滑时,汽车会对空转轮施以制动力。由于差速器的结构使得其驱动力自动转往另外一边的车轮。这看起来很方便,在理论上十分好,但在攀爬高山和沼泽地时这套系统容易出现故障。这个连HUMMER身上的TT4也不例外,有时甚至连刹车系统也同时出现故障。所以我自己的HUMMER也再加上了前后两组ARB
                  AIRLOCK(ARB品牌的手动控制气动差速器锁,这是一种改装用的限滑差速器锁),手动的差速锁是最可靠的。
                    L.S.D(Limited Slip
                  Differential)限(防)滑差速器有许多种,但适合越野的不多。只有50%,75%和100%的限滑率才适合真正的越野。5%,25%的防滑差速器并不适合真正的越野,最起码应有50%。但50%和75%LSD在硬路U形转弯时会发出一点“滴、滴”声,因为它是用离合器的原理。而100%锁止的Airlock则是所有LSD中最好的一组,它是唯一可完全锁止差速器的装置(回到硬路面又可恢复一般差速器功能),是通过压缩空气来推动的。奔驰G系原装有三个用油压推动的差速器锁,而LC100、LC90、日产等四驱车也可以加装这种配件,Airlock在四驱车专门店都可以找到。如果你还不能理解为什么要装差速器锁的话,希望我平时玩四驱车曾出现各种车轮离地打滑的状况能帮助你理解这一原理。
           2H是半时四驱车在硬路面时使用的4H是半时四驱车在沙、泥、雪地时使用的4L是半时四驱车攀爬1:4以上的大斜坡或是更大的拖力和驱动扭力在野地时使用N是被拖时用的或都使用本地的PTO(Power
                  take
                  off,除车轮外其它的动力输出),如绞盘时才可以用,因为当挂上了N,四个轮都没有动力,但如装有PTO,动力会转向PTO那里4H是全时四驱在马路上用的4HLC是全时四驱碰到有车轮打滑时使用,在沙、泥和雪地一定要把中央差速器锁上4LLC是全时四驱攀爬1:4以上的大坡或需要更大的拖力(拖动3-5吨以上卡车用)和驱动扭矩的情况下使用N和以上一样,全车没有驱动力,引擎离合器、波箱不能把动力传给分动器1、这辆LAND
                  ROVER 110
                  6×6前悬挂行程用尽了,左轮离地,差速器会把所有动力传去左轮。如果这车没有装上防滑差速器锁,只有用绞盘拖回平地。2、一般前置引擎的越野皮卡在陷入大坑时,用尽悬挂行程后轮会离地。所以,一般LSD和AIRLOCK首先一定是装在后轴。3、一般前置引擎的五门吉普车陷入大坑用尽悬挂行程后也是后轮首先离地。4、这辆PRADO后面装了近150斤的物品,所以可以做到前轮离地。一套好的升高件可以把悬挂行程加大,大大提高越野能力。5、丰田LC80
                  VX采用前后硬轴,升高改装后会有更出色的悬挂行程,但地面差距过大也同样会造成后轮离地。需要装差速器锁。6、PAJERO的悬挂行程很有限,因为前轮采用独立悬挂设计。7、越轻的吉普,悬挂必须越软,因为车身无法把悬挂押下,所以,没有LSD的四驱车其实只是两驱车。9、奔驰G系吉普虽然采用前后硬轴设计,但也会有用尽悬挂行程的时候。如果把防倾杆拆下可以增加30%的行程,但在高速公路上行驶十分危险,但G的设计师已在G身上加上了前、中、后差速锁。10、这辆美军M38A1小吉普在大碎石破路行驶时前左轮出现明显打滑,如果有了LSD或差速器锁问题马上就解决了。11、大型4×4,6×6卡车也不例外,吨位并不能防止打滑,反而在沼泽地会沉下去,LSD和差速器锁(DIFFLOCK)对大卡车是很重要的。12、这辆PRADO虽然有绞盘帮助爬泥坡,但右前轮用不上力,前LSD或差速器锁同样重要。13、这辆奔驰G系虽然有前、中、后差速器锁,但其街道用的轮胎和原装的悬挂并不十分适合越野。14、这辆牧马人虽然有4.2L引擎,但陷入沙坑内没有差速器锁只有靠绞盘才可以拖出。如果这车装有差速器锁,在下去之前应把后差速器锁锁上。15、在这种小河内驾驶吉普,除了要锁上前、后差速器锁外,还必须有防水装置才可以下去,另外所有无线电设备必须举高。18、这辆LC60在驶入沼泽地前已把前后差速器锁锁上,然后用加力挡(低速挡),再用一挡冲过去。19、PAJERO加上了后Airlock,越野性能还可以,由于车身比较轻,加上V6引擎,马力还不错。20、除有防撞器、车底保护板、差速锁等装备还是不够的,举升悬挂绞盘,防水装置都是不可少的装备,下次再为大家介绍。21、ARB
                  100%差速锁,比一般LSD更适应丰田所有的吉普及皮卡,三菱PAJERO、L300、L200、五十铃、日产的大小四驱车、JEEP的牧马人、切诺基系、越野陆虎的DISCOVERY、RANGE
                  ROVER还有HUMMER、道奇、GMC、福特、铃木等。22、23、不要小看这辆手工制1:10 DAF
                  6×6卡车模型,整个底盘设计和真车一样,有长冲程的悬挂行程,这辆模型成交价达到HK000!在香港,这个价钱可以买到一辆使用不到四个月的起亚四驱车!

                  驱动形式对汽车的重要性是不言而喻的,很多车友也已经对“前轮驱动”、“后轮驱动”、“四轮驱动”这些常见术语比较熟悉,了解前/后轮驱以及四轮驱动的优势与缺点。因此,本文主要是探究一下四轮驱动车的不同,为准备购车的朋友提供一点参考。
                    谈到四轮驱动车就不能不提及前轮驱动车和后轮驱动车。理论上而言,前轮驱动车具有比较好的油耗经济性,空间利用率发挥得比较充分,能保证一定的循迹性,但车子过弯时容易转向不足,因此工程师一般都只好加强这方面的特性,好让驾驶人及早警觉;而后轮驱动车的前后轴重量分配对动态行车时重心转程的操控比较有利,但相应造成了转向过度问题,对拥有高级驾驶技术的驾驶人来说,后驱车有着前轮驱动车难以企及的灵活操控乐趣,但是对驾驶技术一般的人来说,其结果反而是相当不安全的。对比后轮驱动车和前轮驱动车的优点,一来项目没有前轮驱动车多,二来优点都要在较为极端的情况下才容易显现,反倒是前轮驱动车车室空间较为宽敞、省油效率较高的优点,即使是不懂车的一般消费者也可察觉。这也是市面上前轮驱动车为主流的原因。
             所谓四轮驱动,意为汽车前后轮都有动力,目的就在于可按行驶路面状态不同而将引擎输出扭矩按不同比例分布在前后轮子上,以提高汽车的行驶能力。四轮驱动结合了前轮驱动和后轮驱动的优点,“牵引”与“推送”并行。由于引擎扭力通过四驱系统平均分配于前后轮轴上,不论是加减速或负重,所产生的影响均最小,既避免了前轮驱动车的转向不足,又防止了后轮驱动车的转向过度,同时保持了前驱车的控制稳定性和后驱车灵活的可操纵性,车身动态的稳定表现在三种驱动方式中最优,尤其在高速过弯和恶劣路面上加速或爬坡,其附着力强,牵引力大,通过性好,而且安全系数高。
                    四轮驱动以往用在越野车上,现在有些轿车也用上了这种装置。一般的越野车,变速器后面装有手动分力器,前后车轴各装一个称为“驱动桥”的部件。变速器输出的扭矩通过分力器和传动轴,分别传递到前后车轴上的驱动桥,再通过驱动桥将扭矩传递到轮子上。而在轿车上,由于轿车的车架结构与越野车的车架结构有所不同,作用目的也有差异,所以轿车上的四轮驱动装置是常啮合式,省去了手动分力器,自动将扭矩按需分配给前后轮子上。现代轿车的马力都比较大,加速时重心后移,全车重量就会向后轴移动,造成前轴轻飘。这对于前轮驱动的轿车来讲,即使在良好的路面上车也会打滑,四轮驱动就可以防止这种现象的发生。所以,轿车应用四轮驱动,主要作用是提高车子的加速性能。
                    四轮驱动系统根据所采用的机械装置,会产生极其不同的效果。四轮驱动系统应该分为两大类,分时四轮驱动系统和全时四轮驱动系统,虽然可能有很多种的叫法,但都应该是这两种方式衍生出来的,这其中包括扭矩可以分配的四轮驱动系统。
                    1、分时四轮驱动系统。这是一种可以在两驱和四驱之间手动切换的系统。动力输出的扭矩基本是以同样的大小传递给前后轴,当在附着力良好的路面行驶至弯道时,由于前后轴的转速不同,分时驱动的前后轴之间没有差速器,所以会发生一侧轮胎产生了刹车的感觉,所以不能在硬地面(铺装路面)上使用四驱,特别是在高速急转弯时,这种弯道制动有可能造成车辆失控。汽车转向时,前轮转弯半径比同侧的后轮要大,路程走得多,因此前轮的转速要比后轮快;以至四个车轮走的路线完全不一样,所以半时四驱只可以在车轮打滑时才挂上四驱。一回到摩擦力大的铺装路面应马上改回两驱,不然的话,轮胎、差速器、传动轴、分动器都会损坏。所以驾驶半时四驱车必须小心,其四驱不可以在硬路面(铺装路面)上使用;下雨天也不可以用;有冰或雪地则可以用,而一旦离开冰雪路面应马上改回两驱。
                只装置了机械式分时驱动的常见作品有:陆地巡洋舰70系列,吉普牧马人,吉普切诺基sport,三菱帕杰罗V32,铃木Jimny,尼桑途乐4800等。而大众和奥迪品牌的VW
                  Golf Synchro、4Motion以及Audi A3、S3、TT和Seat
                  Leon(这些车型都采用相同的引擎和底盘)都是将引擎的扭力输出到后轮,只有当前轮滑转时,Haldex型的中央差速器才开始起作用,将一部分扭力输出到前轮,形成四驱的形式。所以,如果想在市场上找到真正的全时四轮驱动车,就应该排除上述车型。
                    2、为了避免分时系统所产生的弯道制动现象,在前后轴之间装上差速器,这就是全时驱动。全时四驱系统内有三个差速器:除了前后轴各有一个差速器外,在前后驱动轴之间还有一个中央差速器。这使全时四驱避免了分时四驱的固有问题(在硬路面不能用四驱的问题):汽车在转向时,前后轮的转速差会被中央差速器吸收。所以,全时四驱在硬路面(铺装路面)、下雨时有更可靠的四轮抓着力,比分时四驱优越。但到了冰雪,沼泽地就会把中央差速器锁上(否则可能无法前进);回到不滑的硬路(铺装路),会把中央差速器锁解开。
            装置这类纯机械式全时系统的作品分别有:陆地巡洋舰100系列,富士斯巴鲁,奔驰G系列,三菱帕杰罗V3000,帕杰罗io,吉普切诺基Limited,吉普自由。
                    有一些四驱车使用看起来像全时四驱的智能四驱系统。这些系统平时是以前驱为主,当前轮打滑时,动力会部分转移后轮,帮助前轮使汽车行驶(可理解为智能的半时四驱),如本田CRV、HRV、凌志RX300、丰田RAV4等就是使用这种系统(可能省去四驱系统而只是前轮驱动,购买时请注意)。这种系统并不可靠,只是为在湿滑路面行驶提高些稳定性罢了。 
                    在四驱车中,富士重工生产的斯巴鲁汽车的全时四轮驱动系统是比较完善的,四个车轮的扭矩输出比例各为25%,并且与其特有的水平对置发动机相结合,达到了左右对称,从而降低了重心,提高了抓地性能,不管是在高速路面,还是雨雪湿滑路面,都能按照驾驶者的意愿从容转向。这也是其推崇“主动驾驶、主动安全”的资本。旗下有成为“弯道之王”之称的翼豹,“坡道之王”之称的森林人,可以作为豪华公务车的力狮以及具有“双向融通”概念的傲虎也都具有非凡的操控性和安全性。
                    鉴于四轮驱动车理想的表现,自1982年起世界拉力锦标赛中获胜的车辆都是全时四轮驱动的汽车。既然四驱明显优于两驱,但采用的比例却远远小于两驱车呢?其答案就是成本。四驱车的造价比两驱车高得多,一辆四驱车必须采用3个差速器,其中一个安置于前后传动轴之间,而另两个则分别安置在前后半轴之间。正是因为价格的原因,汽车制造商无法将四驱车型全面推向民用市场。另外,四轮驱动车的燃油经济型比较差,在民用市场上推广受到了很多掣肘。但在拉力车赛中,车辆追求的是最高性能,理所当然会采用各种最先进的技术,而不会过多考虑成本问题。如果不能提供足够的附着力,再强大的引擎扭力也无法施展。所以,如今主流的拉力赛车都采用四轮驱动方式。
                    斯巴鲁自1989年参加世界拉力锦标赛以来,屡获佳绩,更为可贵的是,把从赛场上汲取的经验技术精粹全部应用在了民用车辆上,这也可谓是选择四驱车辆车友的一个福音了。
                    当然,虽然驱动形式占据非常重要的地位,直接对车身设计、引擎选择等等都产生直接影响,但是也表明了汽车性能的实现是一个系统工程。仅仅一个驱动形式应用在不同的生产线上,造就的汽车也有很大的不同。譬如都是前轮驱动车,循迹性良莠不齐,而四轮驱动车的油耗也不一定高于前轮驱动车。斯巴鲁汽车的所有车辆均为全轮驱动系统,而力狮2.5i的百公里经济油耗为仅6.1升、力狮3.0R为7.3升、森林人2.0X为7.6升、森林人2.5XT为8.3升、傲虎3.0为7.6升、翼豹2.0WRX为7.1升,远远优于同等排量车的前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动车。而这就得益于其独特的水平对置发动机和车身青量刚性设计,水平对置发动机具有重心低、低振动、环保和燃油经济的特点,与全时四轮驱动系统相结合则形成了一个比较完美的组合。

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发表于 3-4-2010 15:50:12 | 显示全部楼层
看不到图啊,楼主能不能把图也给发一下
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