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第三章四轮驱动技术4轮驱动(全轮驱动)是指汽车前后轮都有动力。可按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，以提高汽车的行驶能力。如果你看见一辆车上标有4×4或4WD，那就表示该车辆拥有4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,利用其运动可靠性和通过性好的特点,随着人们对汽车性能要求的提高,四轮驱动更多地被用于赛车、越野车、运输车上。如：三菱、丰田、波尔舍等。一、四轮驱动的概念及类型在第二次世界大战中，由于吉普车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“赢得战争的三大武器”之首。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，为了运送大量的兵员和武器弹药，已经实现了四轮驱动载重车，其运动性和可靠性已超出马车之上了。在1939-1945年的第二次世界大战中，四轮驱动军用车辆成为了机动部队的交通工具，在战争中广泛应用。尤其是产量高达64万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得了战争的胜利。又称被动四轮驱动,采用机械式分动装置：在变速器后面装有手动分力器,进行动力分配，如过去的越野车。又称主动式四轮驱动,通过中央差速器或粘性联轴器实现,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据，在轮胎发生空转以前合理分配前后轮子的动力。1、短时四轮驱动系统2、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，其基本原理相似，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。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。急转弯制动现象前后轮互相干涉动力传动效率低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干涉现象导致急转弯制动现象1、急转弯制动现象2、前后轮互相干涉3、动力传动效率低4、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输入轴中间轴中桥输出轴前桥输出轴后桥输出轴在传动轴前面的万向联轴节处布置一个分动器，再在分动器前端布置一个传动轴和前差速器即可。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前差速器与变速器后端连接，再在变速器和驱动后桥间布置一个传动轴即可。如列奥奈、奥迪、夸特罗等汽车。3、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和前差速器布置在一起，使三者一体化，称为变速-分动-差速器。如奥斯汀.迷尼汽车。4、以中置发动机为原型的四轮驱动采用中部横置发动机，发动机后串接变速器，通过伞齿轮传动把轴的旋转方向改变900驱动前后差速器，通过差速器再改变900驱动前后车轮。如标致205增压汽车。5、后置发动机的四轮驱动将变速器、分动器和差速器布置在后桥内，后桥直接驱动后轮；后桥前部输出轴直接驱动传动轴，通过传动轴驱动前差速器。前差速器内有一由电控装置控制的多片摩擦离合器，从而控制分配给前差速器的驱动力。如波尔舍959汽车。五、四轮驱动各装置的作用1、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，平时使用二轮驱动，只在需要时，将汽车4轮直接连接进行四轮驱动。2、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，在前轮与发动机之间布置单向超越离合器，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。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；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。3、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、油门踏板角度、转向盘转向角、前后左右轮加速度等参数，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；当检测到汽车直线行驶时，加大湿式多片离合器传递的扭矩。4、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，可加装差动限制装置。常用的方法是在传动线路上加装：直接连接前后驱动轮与中间差速器并联布置分别布置在前后差速器上粘性联轴节连接位置粘性联轴节，又叫粘液藕合器:是目前新式全轮驱动汽车上自动分配动力的灵巧的装置。它通常安装在以前轮驱动为基础的全轮驱动汽车上。这种汽车平时按前轮驱动方式行驶。粘性联轴节的最大特点就是不需驾驶员操纵，就可根据需要自动把动力分配给后驱动桥。粘性联轴节的工作原理，有点类似于多片离合器。在输人轴上装有许多内板，插在输出轴壳体内的许多外板当中，并充人高粘度的硅油。输人轴与前置发动机上的变速分动装置相连，输出轴与后驱动桥相连。在正常行驶时，前后车轮没有转速差，粘性联轴节不起作用，动力不分配给后轮，汽车仍然相当于一辆前轮驱动汽车。汽车在冰雪路面上行驶时，前轮出现打滑空转，前后车轮出现较大的转速差。粘性联轴节的内、外板之间的硅油，产生极大的粘性阻力，阻止内外板间的相对运动，产生了较大的扭矩。这样，就自动地把动力传送给后轮，汽车就转变成全轮驱动汽车。在汽车转向时，粘性联轴节还可吸收前后车轮由于内轮差而产生的转速差，起到前后差速器的作用。在汽车制动时，它还可以防止后轮先抱死的现象。由于粘性联轴节尺寸紧凑、结构简单，性能优越，已被许多全轮驱动汽车采用。5、降低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，产生振动和噪声的主要根源在联轴节，尤其是叉式联轴节的不等速原因。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好的办法。六、四轮驱动车采取的措施1、采用中央、前、后机械式差速锁。它是目前尚处于量产阶段的世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。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。梅塞德斯奔驰G级梅塞德斯奔驰G级2、手动牙嵌式前、后机械式差速锁。采用越野低速挡以及前后桥的机械式差速锁，保证了极限越野能力。缺点：纯粹手动操纵的可接通式四驱系统虽保证了强大的可靠性，但由于缺少自动化限滑辅助设备，导致这套驱动系统对于混合路况以及铺装路面的行驶毫无优势可言。JEEP牧马人RUBICONJEEP牧马人RUBICONJEEP牧马人RUBICON3、中央、后液压多摩擦片锁止机构。中央、后液压多摩擦片都可以预先手动100%锁止，并有越野低速挡的支持，可以达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，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理论最佳值38：62（途锐为50：50），并在保时捷稳定管理系统的辅助下，成为了当今拥有最强公路行驶性能的SUV。保时捷卡宴/大众途锐保时捷卡宴/大众途锐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后桥间以25:75~75:25连续变化，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，更进一步提高了动力分配的主动性。缺点：没有可以预先100%锁止的限滑装置，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，缺乏可以将扭矩成倍放大的越野低速挡。4、中央扭矩感应自锁式差速器奥迪Q7奥迪Q75、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，攀爬能力更强。缺点：不具备可以100%锁止的限滑装置，扭矩感应自锁式差速器的极限辅助能力有限。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，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，铺装路面性能以及混合路况性能要比揽胜稍逊。丰田陆地巡洋舰1007、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间，多摩擦片系统锁止，将动力传递至后桥，并以制动干预系统辅助。这套系统由于自动化程度很高，在混合路况的表现比较出色，能够提供更强的主动安全性，但对于越野行驶来说，显然连贯性不足，而且简单的系统也无法提供足够的可靠性。宝马X38、全时四驱，中央、前、后液压多摩擦片机构，越野低速挡，制动干预系统由前、中、后三套液压多摩擦片机构外加越野低速挡组合而成。它的三套液压多摩擦片机构都是由电脑根据附着力状况自动控制的，几乎可以做到将动力灵活地分配于每个车轮，同时也具备了很高的自动性，这在混合路况能够十分明显地得到体现。缺点：不能手动预先100%锁止，所以其极限性能必会受到影响。新一代JEEP大切诺基