第三章-汽车四轮驱动技术课件.ppt

1、第三章第三章 四轮驱动技术四轮驱动技术4 4轮驱动轮驱动(全轮驱动全轮驱动)是指汽车是指汽车前后轮都有动力前后轮都有动力。可按行驶。可按行驶路面状态不同而将路面状态不同而将发动机输出扭矩发动机输出扭矩按不同比例分布按不同比例分布在前后在前后所有的轮子上，以提高汽车的行驶能力。所有的轮子上，以提高汽车的行驶能力。如果你看见一辆车上标有如果你看见一辆车上标有4 44 4或或4WD4WD，那就表示该车辆拥，那就表示该车辆拥有有4 4轮驱动的功能。轮驱动的功能。四轮驱动第一次出现是在第一次世界大战中四轮驱动第一次出现是在第一次世界大战中,利用其运动利用其运动可靠性和通过性好的特点可靠性和通过性好的特点

2、,随着人们对汽车性能要求的提随着人们对汽车性能要求的提高高,四轮驱动更多地被用于四轮驱动更多地被用于赛车、越野车、运输车赛车、越野车、运输车上。如：上。如：三菱、丰田、波尔舍等。三菱、丰田、波尔舍等。一、四轮驱动的概念及类型一、四轮驱动的概念及类型 在第二次世界大战中，由于在第二次世界大战中，由于吉普车吉普车具有优良的越野性能具有优良的越野性能而名噪一时。艾森豪威尔把吉普车列为而名噪一时。艾森豪威尔把吉普车列为“赢得战争的三大武赢得战争的三大武器器”之首。之首。在两次世界大战期间，交通技术得到了飞速发展。在在两次世界大战期间，交通技术得到了飞速发展。在1914-1918年的第一次世界大战中，为

3、了运送大量的兵年的第一次世界大战中，为了运送大量的兵员和武器弹药，已经实现了员和武器弹药，已经实现了四轮驱动载重车四轮驱动载重车，其运动性和，其运动性和可靠性已超出马车之上了。可靠性已超出马车之上了。在在1939-1945年的第二次年的第二次世界大战中，四轮驱动军用车辆世界大战中，四轮驱动军用车辆成为了机动部队的交通工具，在成为了机动部队的交通工具，在战争中广泛应用。尤其是产量高战争中广泛应用。尤其是产量高达达64万辆的吉普车更是名声远扬，万辆的吉普车更是名声远扬，甚至有人认为是吉普车使盟军取甚至有人认为是吉普车使盟军取得了战争的胜利。得了战争的胜利。又称被动四轮驱动又称被动四轮驱动,采用采用

4、机械式分动装置机械式分动装置：在变速器后：在变速器后面装有手动分力器面装有手动分力器,进行动力分配，如过去的越野车。进行动力分配，如过去的越野车。又称主动式四轮驱动又称主动式四轮驱动,通过通过中央差速器或粘性联轴器中央差速器或粘性联轴器实现实现,有电脑控制的多碟式离合器来介入的，车子有电脑控制的多碟式离合器来介入的，车子随时根据路面状随时根据路面状态的反馈信息态的反馈信息电脑会不断收集轮胎的转速与油门的大小等数电脑会不断收集轮胎的转速与油门的大小等数据，在轮胎发生空转以前据，在轮胎发生空转以前合理分配前后轮子的动力合理分配前后轮子的动力。1 1、短时四轮驱动系统、短时四轮驱动系统2 2、常时四

5、轮驱动系统、常时四轮驱动系统四轮驱动汽车分类：短时四轮驱动和常时四轮驱动，其四轮驱动汽车分类：短时四轮驱动和常时四轮驱动，其基本原基本原理理相似，既把动力从空转打滑的轮子移走，然后再重新分配到相似，既把动力从空转打滑的轮子移走，然后再重新分配到抓地力较大的轮子上。如车轮打滑时，用石块木板等东西塞在抓地力较大的轮子上。如车轮打滑时，用石块木板等东西塞在打滑的轮子下面就能使车子通过。打滑的轮子下面就能使车子通过。采用四轮驱动主要改善汽车的通过性和运动性，增采用四轮驱动主要改善汽车的通过性和运动性，增加其越野能力，但同时也出现一些新的问题。加其越野能力，但同时也出现一些新的问题。急转弯制动现象急转弯

6、制动现象前后轮互相干涉前后轮互相干涉动力传动效率低动力传动效率低驱动系的振动和噪声大驱动系的振动和噪声大 采用四轮驱动主要改善汽车的通过性和运动性，增采用四轮驱动主要改善汽车的通过性和运动性，增加其越野能力，但同时也出现一些新的问题。加其越野能力，但同时也出现一些新的问题。二、四轮驱动的存在问题二、四轮驱动的存在问题干涉现象干涉现象导致急转弯制动现象导致急转弯制动现象1 1、急转弯制动现象、急转弯制动现象2 2、前后轮互相干涉、前后轮互相干涉3 3、动力传动效率低、动力传动效率低4 4、驱动系的振动和噪声大、驱动系的振动和噪声大在传动轴与半轴两端都有联轴节，汽车行驶中易引起振动和噪声在传动轴与

7、半轴两端都有联轴节，汽车行驶中易引起振动和噪声三、四轮驱动的总体布置三、四轮驱动的总体布置以前纵置发动机后轮驱动为原型的四轮驱动以前纵置发动机后轮驱动为原型的四轮驱动以前纵置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动以前纵置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动以前横置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动以前横置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动以中置发动机为原型的四轮驱动以中置发动机为原型的四轮驱动后置发动机的四轮驱动后置发动机的四轮驱动1、以前纵置发动机后轮驱动为原型的四轮驱动、以前纵置发动机后轮驱动为原型的四轮驱动输入轴输入轴中间轴中间轴中桥输出轴中桥输出轴前桥输出轴前桥输出轴后桥输出轴后桥输出轴 在传动轴前面的万在

8、传动轴前面的万向联轴节处布置一个向联轴节处布置一个分动器分动器，再在分动器，再在分动器前端布置一个传动轴前端布置一个传动轴和前差速器即可。和前差速器即可。多用于越野车上。多用于越野车上。2、以前纵置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动、以前纵置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动 前差速器与变速器前差速器与变速器后端连接，再在变速后端连接，再在变速器和驱动后桥间布置器和驱动后桥间布置一个传动轴即可。一个传动轴即可。如列奥奈、奥迪、如列奥奈、奥迪、夸特罗等汽车。夸特罗等汽车。3 3、以前横置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动、以前横置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动 将分动器与变速器将分动器与变速器和前差速器布置

9、在一和前差速器布置在一起，使三者一体化，起，使三者一体化，称为变速称为变速-分动分动-差速差速器。器。如奥斯汀如奥斯汀.迷尼汽车。迷尼汽车。4 4、以中置发动机为原型的四轮驱动、以中置发动机为原型的四轮驱动 采用中部横置发动机，采用中部横置发动机，发动机后串接变速器，发动机后串接变速器，通过伞齿轮传动把轴的通过伞齿轮传动把轴的旋转方向改变旋转方向改变900驱动前驱动前后差速器，通过差速器后差速器，通过差速器再改变再改变900驱动前后车轮。驱动前后车轮。如标致如标致205增压汽车。增压汽车。5 5、后置发动机的四轮驱动、后置发动机的四轮驱动 将变速器、分动器和将变速器、分动器和差速器布置在后桥内

10、，差速器布置在后桥内，后桥直接驱动后轮；后后桥直接驱动后轮；后桥前部输出轴直接驱动桥前部输出轴直接驱动传动轴，通过传动轴驱传动轴，通过传动轴驱动前差速器。动前差速器。前差速器内有一由电前差速器内有一由电控装置控制的多片摩擦控装置控制的多片摩擦离合器，从而控制分配离合器，从而控制分配给前差速器的驱动力。给前差速器的驱动力。如波尔舍如波尔舍959汽车。汽车。五、四轮驱动各装置的作用五、四轮驱动各装置的作用1 1、短时四轮驱动防止轮胎打滑方法、短时四轮驱动防止轮胎打滑方法 对短时四轮驱动汽车，由驾驶员选择判断，平时对短时四轮驱动汽车，由驾驶员选择判断，平时使用二轮驱动，只在需要时，将汽车使用二轮驱动

11、，只在需要时，将汽车4 4轮直接连接进轮直接连接进行四轮驱动。行四轮驱动。2 2、用单向超越离合器避免急转弯制动现象、用单向超越离合器避免急转弯制动现象 利用单向超越离合器单向传递动力的特性，在前轮与利用单向超越离合器单向传递动力的特性，在前轮与发动机之间发动机之间布置单向超越离合器布置单向超越离合器，后轮直接从发动机获得，后轮直接从发动机获得动力，前轮通过单向超越离合器从发动机获得动力。动力，前轮通过单向超越离合器从发动机获得动力。直线行驶时，发动机动力同时传给后轮和前轮，单向超直线行驶时，发动机动力同时传给后轮和前轮，单向超越离合器不起作用；越离合器不起作用；转弯时，前轮比后轮转动快，使单

12、向超越离合器空转，转弯时，前轮比后轮转动快，使单向超越离合器空转，前轮动力中断，后轮正常行驶，克服急转弯制动的现象。前轮动力中断，后轮正常行驶，克服急转弯制动的现象。3 3、用湿式多片离合器控制驱动扭矩、用湿式多片离合器控制驱动扭矩 在前后驱动轮前布置湿式多片离合器，湿式多片离合在前后驱动轮前布置湿式多片离合器，湿式多片离合器可电脑控制液压系统进行了动作，靠摩擦力传递扭矩的。器可电脑控制液压系统进行了动作，靠摩擦力传递扭矩的。由各种传感器检测发动机转速、车辆速度、油门踏板由各种传感器检测发动机转速、车辆速度、油门踏板角度、转向盘转向角、前后左右轮加速度等参数，电脑根角度、转向盘转向角、前后左右

13、轮加速度等参数，电脑根据这些参数，结合汽车的行驶状态和路面条件，按预先设据这些参数，结合汽车的行驶状态和路面条件，按预先设定程序确定湿式多片离合器传递的扭矩。定程序确定湿式多片离合器传递的扭矩。另外，可解决四轮驱动汽车轮胎打滑问题，当横向加另外，可解决四轮驱动汽车轮胎打滑问题，当横向加速度传感器检测到汽车在转弯时，将湿式多片离合器传递速度传感器检测到汽车在转弯时，将湿式多片离合器传递的扭矩降下来，使汽车变成后轮驱动；当检测到汽车直线的扭矩降下来，使汽车变成后轮驱动；当检测到汽车直线行驶时，加大湿式多片离合器传递的扭矩。行驶时，加大湿式多片离合器传递的扭矩。4 4、使用差动限制装置补偿差速器的缺

14、点、使用差动限制装置补偿差速器的缺点 由于差速器的差速不差力的特性，对常时四轮驱动的由于差速器的差速不差力的特性，对常时四轮驱动的汽车，装上差速器后，一旦一个车轮打滑空转时，其他各汽车，装上差速器后，一旦一个车轮打滑空转时，其他各轮的驱动力也丧失，为克服这一缺限，可加装差动限制装轮的驱动力也丧失，为克服这一缺限，可加装差动限制装置。常用的方法是在传动线路上加装：置。常用的方法是在传动线路上加装：直接连接前后驱动轮直接连接前后驱动轮与中间差速器并联布置与中间差速器并联布置分别布置在前后差速器上分别布置在前后差速器上粘性联粘性联轴节连轴节连接位置接位置5 5、降低驱动系振动和噪声的等速联轴节、降低

15、驱动系振动和噪声的等速联轴节 对四轮驱动汽车的驱动系统，产生振动和噪声的对四轮驱动汽车的驱动系统，产生振动和噪声的主要根源在联轴节，尤其是叉式联轴节的不等速原主要根源在联轴节，尤其是叉式联轴节的不等速原因。因。目前，为减小驱动系统振动和噪声，主要采用等目前，为减小驱动系统振动和噪声，主要采用等速联轴节。而对等速联轴节本身存在的问题还没有很速联轴节。而对等速联轴节本身存在的问题还没有很好的办法。好的办法。六、四轮驱动车采取的措施六、四轮驱动车采取的措施 1、采用中央、前、后机械式差速锁。、采用中央、前、后机械式差速锁。它是目前尚处于量产阶段的它是目前尚处于量产阶段的世界上唯一一款装有前、中、后世

16、界上唯一一款装有前、中、后三个机械式差速锁的四轮驱动车。三个机械式差速锁的四轮驱动车。在与越野低速挡的配合下，拥有在与越野低速挡的配合下，拥有目前最强的极限通过性能。并且目前最强的极限通过性能。并且由于制动干预系统的辅助，使得由于制动干预系统的辅助，使得其铺装路面性能与混合路况性能其铺装路面性能与混合路况性能也具备很高的水准，缺点：常规也具备很高的水准，缺点：常规差速器本身不具备限滑功能，在差速器本身不具备限滑功能，在连续变化路面表现不是很好，制连续变化路面表现不是很好，制动干预系统的极限控制能力有限。动干预系统的极限控制能力有限。梅塞德斯奔驰梅塞德斯奔驰G G级级梅塞德斯奔驰梅塞德斯奔驰G

17、G级级2、手动牙嵌式前、后机械式差速锁。、手动牙嵌式前、后机械式差速锁。采用越野低速挡以及前采用越野低速挡以及前后桥的机械式差速锁，保证后桥的机械式差速锁，保证了极限越野能力。缺点：纯了极限越野能力。缺点：纯粹手动操纵的可接通式四驱粹手动操纵的可接通式四驱系统虽保证了强大的可靠性，系统虽保证了强大的可靠性，但由于缺少自动化限滑辅助但由于缺少自动化限滑辅助设备，导致这套驱动系统对设备，导致这套驱动系统对于混合路况以及铺装路面的于混合路况以及铺装路面的行驶毫无优势可言。行驶毫无优势可言。JEEPJEEP牧马人牧马人RUBICONRUBICONJEEPJEEP牧马人牧马人RUBICONRUBICON

18、JEEPJEEP牧马人牧马人RUBICONRUBICON3、中央、后液压多摩擦片锁止机构。、中央、后液压多摩擦片锁止机构。中央、后液压多摩擦片都中央、后液压多摩擦片都可以预先手动可以预先手动100%锁止，并锁止，并有越野低速挡的支持，可以达有越野低速挡的支持，可以达到极高的极限通过性能。对于到极高的极限通过性能。对于铺装路面性能和混合路况性能，铺装路面性能和混合路况性能，这套驱动系统更显优势。正常这套驱动系统更显优势。正常行驶状态时前后动力分配达到行驶状态时前后动力分配达到理论最佳值理论最佳值38：62（途锐为（途锐为50：50），并在保时捷稳定管理系），并在保时捷稳定管理系统的辅助下，成为了

19、当今拥有统的辅助下，成为了当今拥有最强公路行驶性能的最强公路行驶性能的SUV。保时捷卡宴保时捷卡宴/大众途锐大众途锐 保时捷卡宴保时捷卡宴/大众途锐大众途锐 是从赛车场延伸至民用领域的是从赛车场延伸至民用领域的产物。扭矩感应自锁式差速器的反产物。扭矩感应自锁式差速器的反应迅捷，在混合路况的表现较好；应迅捷，在混合路况的表现较好；可以根据行驶状态使动力输出在前可以根据行驶状态使动力输出在前后桥间以后桥间以25:7575:25连续变化，连续变化，反应十分迅速，几乎不存在滞后，反应十分迅速，几乎不存在滞后，而且有电子稳定程序的支持，更进而且有电子稳定程序的支持，更进一步提高了动力分配的主动性。缺一步

20、提高了动力分配的主动性。缺点：没有可以预先点：没有可以预先100%锁止的限锁止的限滑装置，扭矩感应自锁式差速器和滑装置，扭矩感应自锁式差速器和制动干预系统的极限辅助能力有限，制动干预系统的极限辅助能力有限，缺乏可以将扭矩成倍放大的越野低缺乏可以将扭矩成倍放大的越野低速挡。速挡。4、中央扭矩感应自锁式差速器、中央扭矩感应自锁式差速器奥迪奥迪Q7Q7奥迪奥迪Q7Q75、中央扭矩感应自锁式差速器加越野低速挡、中央扭矩感应自锁式差速器加越野低速挡 保证车辆平稳下坡，攀爬能保证车辆平稳下坡，攀爬能力更强。缺点：不具备可以力更强。缺点：不具备可以100%锁止的限滑装置，扭矩感锁止的限滑装置，扭矩感应自锁式

21、差速器的极限辅助能力应自锁式差速器的极限辅助能力有限。有限。路虎揽胜路虎揽胜 路虎揽胜路虎揽胜 6、全时四驱，中央机械式差速锁、越野低速挡、制动干预系统、全时四驱，中央机械式差速锁、越野低速挡、制动干预系统 配备一套可接通式四轮驱动，以配备一套可接通式四轮驱动，以中央机械差速器配装有机械式差速锁，中央机械差速器配装有机械式差速锁，有更强的极限通过性能以及可靠性。有更强的极限通过性能以及可靠性。缺点：动力分配的自动连贯性降低，缺点：动力分配的自动连贯性降低，铺装路面性能以及混合路况性能要比铺装路面性能以及混合路况性能要比揽胜稍逊。揽胜稍逊。丰田陆地巡洋舰丰田陆地巡洋舰1007、液压多摩擦片式可接

22、通四驱，制动干预系统、液压多摩擦片式可接通四驱，制动干预系统 在前桥发生打滑的一瞬在前桥发生打滑的一瞬间，多摩擦片系统锁止，将间，多摩擦片系统锁止，将动力传递至后桥，并以制动动力传递至后桥，并以制动干预系统辅助。这套系统由干预系统辅助。这套系统由于自动化程度很高，在混合于自动化程度很高，在混合路况的表现比较出色，能够路况的表现比较出色，能够提供更强的主动安全性，但提供更强的主动安全性，但对于越野行驶来说，显然连对于越野行驶来说，显然连贯性不足，而且简单的系统贯性不足，而且简单的系统也无法提供足够的可靠性。也无法提供足够的可靠性。宝马宝马X3 8、全时四驱，中央、前、后液压多摩擦片机构，越野低速

23、挡，、全时四驱，中央、前、后液压多摩擦片机构，越野低速挡，制动干预系统制动干预系统 由前、中、后三套液压多由前、中、后三套液压多摩擦片机构外加越野低速挡摩擦片机构外加越野低速挡组合而成。它的三套液压多组合而成。它的三套液压多摩擦片机构都是由电脑根据摩擦片机构都是由电脑根据附着力状况自动控制的，几附着力状况自动控制的，几乎可以做到将动力灵活地分乎可以做到将动力灵活地分配于每个车轮，同时也具备配于每个车轮，同时也具备了很高的自动性，这在混合了很高的自动性，这在混合路况能够十分明显地得到体路况能够十分明显地得到体现。缺点：不能手动预先现。缺点：不能手动预先100%锁止，所以其极限性能锁止，所以其极限性能必会受到影响。必会受到影响。新一代新一代JEEP大切诺基大切诺基