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四轮驱动汽车的构造及原理四轮驱动汽车的构造及原理内容概要内容概要zz四轮驱动汽车的概述四轮驱动汽车的概述zz四轮驱动的主要装置四轮驱动的主要装置zz四轮驱动的分类及特点四轮驱动的分类及特点zz四轮驱动车的行驶特性四轮驱动车的行驶特性四轮驱动汽车的概述四轮驱动汽车的概述最初，对四轮驱动汽车仅仅注意其牵引性，最初，对四轮驱动汽车仅仅注意其牵引性，即在二轮驱动难以通过的地方使另外的二轮也即在二轮驱动难以通过的地方使另外的二轮也参与驱动，或者是将强大的动力尽可能的分配参与驱动，或者是将强大的动力尽可能的分配给多个轮胎，从而提高汽车的通过性。给多个轮胎，从而提高汽车的通过性。最近，高性能轿车也开始采用四轮驱动了。最近，高性能轿车也开始采用四轮驱动了。此类汽车使用四轮驱动不仅仅为了提高汽车的此类汽车使用四轮驱动不仅仅为了提高汽车的牵引性和通过性，更重视汽车的行驶性、转向牵引性和通过性，更重视汽车的行驶性、转向性和制动性。性和制动性。四驱功能最大的优势就是车辆不容易打滑，四驱功能最大的优势就是车辆不容易打滑，车辆的通过能力能得到更大改善（在雨、雪、车辆的通过能力能得到更大改善（在雨、雪、泥沙、大坡度等路况中尤为明显）。泥沙、大坡度等路况中尤为明显）。四轮驱动系统总布置图四轮驱动系统总布置图1.1.将发动机产生的动力传递给变速器，然后利用分动器把动力分配给前后传将发动机产生的动力传递给变速器，然后利用分动器把动力分配给前后传动轴，接着通过传动轴将动力传递给前后差速器，与各个差速器相连接的半动轴，接着通过传动轴将动力传递给前后差速器，与各个差速器相连接的半轴使四个轮胎旋转，如方案轴使四个轮胎旋转，如方案112.2.许多时候不使用分动器，而在分动器的位置上布置中间差速器，它具有差动许多时候不使用分动器，而在分动器的位置上布置中间差速器，它具有差动功能，又称轴间差速器，如方案功能，又称轴间差速器，如方案223.3.对于前轮驱动轿车，四轮驱动化时，为了解决布置困难的问题，常将变速器对于前轮驱动轿车，四轮驱动化时，为了解决布置困难的问题，常将变速器中间差速器和前差速器布置到一个壳体中，如方案中间差速器和前差速器布置到一个壳体中，如方案33四驱驱动的主要装置四驱驱动的主要装置分动器分动器差速器差速器差动限值装置差动限值装置分动器功用分动器功用11））利用分动器可以将变速器输出的动力分配到各个驱动桥；利用分动器可以将变速器输出的动力分配到各个驱动桥；22）多数汽车的分动器还有高低两个档，兼起副变速器的作用。）多数汽车的分动器还有高低两个档，兼起副变速器的作用。分动器的构造分动器的构造分动器的输入轴与变速器的第二轴相连，输出轴有两个或两个以上，分动器的输入轴与变速器的第二轴相连，输出轴有两个或两个以上，通过万向传动装置分别与各驱动桥相连。通过万向传动装置分别与各驱动桥相连。67将接合套将接合套66左移，与输入轴的太阳轮的内齿圈接合，分动器挂入直接左移，与输入轴的太阳轮的内齿圈接合，分动器挂入直接档（高速档，传动比为档（高速档，传动比为11）。动力由输入轴）。动力由输入轴11直接传给后输出轴，而同步直接传给后输出轴，而同步器接合套器接合套77未与链轮接合，前输出轴不输出动力，此时为高速档两轮驱动未与链轮接合，前输出轴不输出动力，此时为高速档两轮驱动（用（用2H2H表示）。在上述传动不变（即接合套表示）。在上述传动不变（即接合套66不动）的情况下，将同步不动）的情况下，将同步器接合套器接合套77右移与链轮右移与链轮99接合，动力从后输出周经接合套接合，动力从后输出周经接合套77、主动链轮、传、主动链轮、传动链、从动链轮传到前输出轴，此时为高速档四轮驱动（动链、从动链轮传到前输出轴，此时为高速档四轮驱动（4H4H）。当接合）。当接合套套66右移与行星架右移与行星架55的内齿圈接合时动力由输入轴经太阳轮、行星轮、行的内齿圈接合时动力由输入轴经太阳轮、行星轮、行星架接合套星架接合套66传到后输出轴，同时动力还经过同步器接合套传到后输出轴，同时动力还经过同步器接合套77、主动轮、、主动轮、传动链和从动轮传给前输出轴。此时为低速档（传动链和从动轮传给前输出轴。此时为低速档（4L4L）。）。差速器功用差速器功用差速器的功用是既能向两侧驱动轮传递转矩，又能使两侧驱动差速器的功用是既能向两侧驱动轮传递转矩，又能使两侧驱动轮以轮以不同转速转动，以满足转向等情况下内外驱动轮要以不同转速不同转速转动，以满足转向等情况下内外驱动轮要以不同转速转动的需要。差速器的基本工作原理如下图所示。转动的需要。差速器的基本工作原理如下图所示。当车辆转弯行驶时，内外两侧车当车辆转弯行驶时，内外两侧车轮中心的同一时间内移过的曲线距轮中心的同一时间内移过的曲线距离显然不同，即外侧车轮移过的距离显然不同，即外侧车轮移过的距离大于内侧车轮。若两侧车轮都固离大于内侧车轮。若两侧车轮都固定在同一个刚性转轴上，两轮角速定在同一个刚性转轴上，两轮角速度相等，则此时外轮必然是边滚动度相等，则此时外轮必然是边滚动边滑移，内轮必然是边滚动边滑转。边滑移，内轮必然是边滚动边滑转。车轮对地面的滑动不仅会加速轮胎车轮对地面的滑动不仅会加速轮胎的磨损，增加车辆的动力消耗，而的磨损，增加车辆的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化且可能导致转向和制动性能的恶化一般的两驱车辆只有一个驱动桥一般的两驱车辆只有一个驱动桥有差速器，而全时四驱系统有前后有差速器，而全时四驱系统有前后驱动桥差速器及中央差速器，分时驱动桥差速器及中央差速器，分时四驱系统一般只有前后驱动桥差速四驱系统一般只有前后驱动桥差速器，没有中央差速器。器，没有中央差速器。差速器分类差速器分类11）轮间差速器）轮间差速器这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。22）轴间差速器）轴间差速器这种装在不同驱动桥之间的差速器称为轴间差速器。（多轴驱动的汽车，各这种装在不同驱动桥之间的差速器称为轴间差速器。（多轴驱动的汽车，各驱动桥间由传动轴相连。若各桥的驱动轮均以相同的角速度旋转，同样也会驱动桥间由传动轴相连。若各桥的驱动轮均以相同的角速度旋转，同样也会发生上述轮间无差速器时的类似现象。为使各驱动桥之间有可能具有不同的发生上述轮间无差速器时的类似现象。为使各驱动桥之间有可能具有不同的输入角速度，以消除各桥驱动轮的打滑现象，在各驱动桥之间装轴间差速输入角速度，以消除各桥驱动轮的打滑现象，在各驱动桥之间装轴间差速器。）器。）一、齿轮式差速器一、齿轮式差速器齿轮式差速器有圆锥齿轮式和圆柱齿轮式，按两侧的输出转矩是否相等，齿轮式差速器有圆锥齿轮式和圆柱齿轮式，按两侧的输出转矩是否相等，齿轮差速器有对称式（等转矩式）和不对称式（不等矩式）两类。对称时用齿轮差速器有对称式（等转矩式）和不对称式（不等矩式）两类。对称时用做轮间差速器或由平衡悬架联系的驱动桥（做轮间差速器或由平衡悬架联系的驱动桥（66××66或或66××44汽车的中、后驱动桥）汽车的中、后驱动桥）之间的轴间差速器。不对称式用做前后驱动桥之间（之间的轴间差速器。不对称式用做前后驱动桥之间（44××44汽车）或前驱动桥汽车）或前驱动桥与中、后驱动之间（与中、后驱动之间（66××66）的轴间差速器。）的轴间差速器。目前，汽车上广泛应用的是对称式锥齿轮差速器，其结构如下图：目前，汽车上广泛应用的是对称式锥齿轮差速器，其结构如下图：对称式锥齿轮间差速器由圆锥行星齿轮、行星齿轮轴（十字轴）、圆锥半轴对称式锥齿轮间差速器由圆锥行星齿轮、行星齿轮轴（十字轴）、圆锥半轴齿轮和差速器壳组成。齿轮和差速器壳组成。动力自主减速器从动齿轮依次经差速器壳、十字轴、行星齿轮、半轴动力自主减速器从动齿轮依次经差速器壳、十字轴、行星齿轮、半轴齿轮及半轴输出给驱动轮。当两侧车轮以相同车速运动时，行星齿轮绕半轴齿轮及半轴输出给驱动轮。当两侧车轮以相同车速运动时，行星齿轮绕半轴轴线转动轴线转动————公转。若两侧车轮阻力不同，则行星齿轮绕在做上述公转运动公转。若两侧车轮阻力不同，则行星齿轮绕在做上述公转运动的同时，还绕自身轴线转动的同时，还绕自身轴线转动————自转。自转。差速原理差速原理内摩擦力矩很小的对称式锥齿轮差速器的运动学和动力学特性可以概括为内摩擦力矩很小的对称式锥齿轮差速器的运动学和动力学特性可以概括为““差差速但不差转矩速但不差转矩””，即可以使两侧驱动轮以不同转速转动，但不能改变传给两侧驱动，即可以使两侧驱动轮以不同转速转动，但不能改变传给两侧驱动轮的转矩。轮的转矩。当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一个半径当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一个半径rr上的上的AA、、BB、、CC三点的圆周速度都相等，其值为三点的圆周速度都相等，其值为ww00rr。于是。于是ww11=w=w22=w=w00，，既差速器不起差速作用。既差速器不起差速作用。当行星齿轮当行星齿轮44除公转外，还绕本身的轴除公转外，还绕本身的轴55以角速度以角速度ww44自转时啮合点自转时啮合点AA的圆周速度为的圆周速度为WW11=w=w00r+wr+w44r,r,啮合点啮合点BB的圆周速度为的圆周速度为ww22=w=w00rr--ww44rr。。若角速度用每分钟转速若角速度用每分钟转速nn表表示，则：示，则：nn11+n+n22=2n=2n00当主减速器传来的转矩当主减速器传来的转矩MM00,经差速器壳、经差速器壳、行星齿轮轴和行星齿轮传给半轴齿轮。行行星齿轮轴和行星齿轮传给半轴齿轮。行星齿轮相当于一个等臂杠杆，而两个半轴星齿轮相当于一个等臂杠杆，而两个半轴齿轮半径也是相等的。因此当行星齿轮没齿轮半径也是相等的。因此当行星齿轮没有自转时，总是将转矩有自转时，总是将转矩MM00平均分配给左、平均分配给左、右半轴齿轮，即右半轴齿轮，即MM11=M=M22=1/2M=1/2M00。。当两半轴齿轮以不同转速朝相同方向转当两半轴齿轮以不同转速朝相同方向转动时，设左半轴转速动时，设左半轴转速nn11大于右半轴大于右半轴nn22，则，则行星齿轮安装右图上实线箭头行星齿轮安装右图上实线箭头n4n4的方向绕的方向绕行星齿轮轴颈行星齿轮轴颈55进行自转，此时进行自转，此时行星齿轮孔与行星齿轮轴颈间以及齿轮背部与差速器壳之间都产生摩擦。行星齿轮所行星齿轮孔与行星齿轮轴颈间以及齿轮背部与差速器壳之间都产生摩擦。行星齿轮所受的摩擦力矩受的摩擦力矩MM44方向与其转速方向与其转速nn44方向相反，此摩擦力矩使行星齿轮分别对左右半轴齿方向相反，此摩擦力矩使行星齿轮分别对左右半轴齿轮附加作用了大小相等而方向相反的两个圆周力轮附加作用了大小相等而方向相反的两个圆周力FF11和和FF22。。FF11使转的快的左半轴上的转使转的快的左半轴上的转矩减小，而矩减小，而FF22可以使转的慢的右半轴的转矩可以使转的慢的右半轴的转矩MM22增加。增加。目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器的内摩擦力矩很小，可以认为无论左右驱动转目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器的内摩擦力矩很小，可以认为无论左右驱动转速是否相等，而转矩基本上总是平均分配的。这样的分配比例对于车辆在好的路面上速是否相等，而转矩基本上总是平均分配的。这样的分配比例对于车辆在好的路面上直线或转弯行驶时，都是满意的。但当汽车在坏路上行驶时，却严重影响通过能力。直线或转弯行驶时，都是满意的。但当汽车在坏路上行驶时，却严重影响通过能力。差动限制装置差动限制装置功能功能差速器虽然能把相同大小的扭矩分配给两个转速不同的轴，但是当有一侧差速器虽然能把相同大小的扭矩分配给两个转速不同的轴，但是当有一侧车轮空转而不产生驱动力时，另一侧车轮也不能产生驱动力，致使汽车抛锚。车轮空转而不产生驱动力时，另一侧车轮也不能产生驱动力，致使汽车抛锚。差动限制装置的出现，克服了差速器的不足。这种装置允许差速器在正常使差动限制装置的出现，克服了差速器的不足。这种