四驱系统培训

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，如轴使四个轮胎旋转，如方案11 2.2.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22 3.3.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。 6 7 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ww0 0 rr。于是。于是ww11=w=w22=w=w0 0 ，，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=w0 0 r+wr+w4 4 r,r,啮合点啮合点BB的圆周速度为的圆周速度为ww22=w=w0 0 rr--ww44 rr。。 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=1/2M0 0 。。 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。这种装置允许差速器在正常使 用条件下差动，而当单侧车轮空转时限制其差动。用条件下差动，而当单侧车轮空转时限制其差动。 „„ 分类分类 1.1.扭矩感应式差动限制装置扭矩感应式差动限制装置 差动限制装置能感应到差速器的差动扭矩，当扭矩过大时自动的限制差速差动限制装置能感应到差速器的差动扭矩，当扭矩过大时自动的限制差速 器的差动。主要有多片摩擦离合器和扭矩敏感式差速器。器的差动。主要有多片摩擦离合器和扭矩敏感式差速器。 2.2.转速差感应式差动限制装置转速差感应式差动限制装置 差动限制装置能感知到差速器的差动速度，当差动速度较大时，自动的限差动限制装置能感知到差速器的差动速度，当差动速度较大时，自动的限 制差速器的差动。主要指粘性联轴节。制差速器的差动。主要指粘性联轴节。 摩擦片式限滑差速器摩擦片式限滑差速器 摩擦片限滑差速器是在对称式摩擦片限滑差速器是在对称式 差速器的基础上发展而成的。为增差速器的基础上发展而成的。为增 加差速器内摩擦力矩，在半轴齿轮加差速器内摩擦力矩，在半轴齿轮 与差速器壳与差速器壳11之间装有摩擦片组之间装有摩擦片组2.2. 十字轴由两根互相垂直的行星齿轮十字轴由两根互相垂直的行星齿轮 轴组成，其端部均切出凸形斜面轴组成，其端部均切出凸形斜面 66，相应地差速器壳孔内也有凹，相应地差速器壳孔内也有凹VV 形斜面，两根行星齿轮轴的形斜面，两根行星齿轮轴的VV形面形面 是反向安装的。是反向安装的。 当汽车直线行驶，两半轴无转当汽车直线行驶，两半轴无转 速差时，转矩平均分配给两半轴，速差时，转矩平均分配给两半轴， 由于差速器壳通过斜面对行星齿轮由于差速器壳通过斜面对行星齿轮 两端压紧，斜面上产生的轴向力迫两端压紧，斜面上产生的轴向力迫 使两行星齿轮轴分别向左、右方向使两行星齿轮轴分别向左、右方向 （向外）略微移动，通过行星齿轮使推力压盘压紧摩擦片。此时转矩经两条路线传给半轴：一（向外）略微移动，通过行星齿轮使推力压盘压紧摩擦片。此时转矩经两条路线传给半轴：一 路经行星齿轮轴、行星齿轮和半轴齿轮将大部分转矩传给半轴；另一路则由差速器壳经主、从路经行星齿轮轴、行星齿轮和半轴齿轮将大部分转矩传给半轴；另一路则由差速器壳经主、从 动摩擦片、推力压盘传给半轴。动摩擦片、推力压盘传给半轴。 当汽车转弯或一侧车轮在路面上滑转时，行星齿轮自转，起差速作用，左、右半轴齿轮的转当汽车转弯或一侧车轮在路面上滑转时，行星齿轮自转，起差速作用，左、右半轴齿轮的转 速不等。由于转速差的存在和轴向力的作用，主、从动摩擦片间在滑动的同时产生摩擦力矩。其速不等。由于转速差的存在和轴向力的作用，主、从动摩擦片间在滑动的同时产生摩擦力矩。其 数值大小和差速器传递的转矩和摩擦片数量成正比。而摩擦力矩的方向快转半轴的旋转向相反，数值大小和差速器传递的转矩和摩擦片数量成正比。而摩擦力矩的方向快转半轴的旋转向相反， 与慢转半轴的旋向相同。较大数值内摩擦力矩作用的结果，使慢转半轴传递的转矩明显增加。与慢转半轴的旋向相同。较大数值内摩擦力矩作用的结果，使慢转半轴传递的转矩明显增加。 粘性联轴差速器粘性联轴差速器 目前有些四驱动的轿车上还采用了粘性联目前有些四驱动的轿车上还采用了粘性联 轴器作为轴间差速。利用液体的粘性摩擦特轴器作为轴间差速。利用液体的粘性摩擦特 性，即硅油的粘性摩擦特性感知速度差，实现性，即硅油的粘性摩擦特性感知速度差，实现 差速器限滑作用。差速器限滑作用。 前传动轴通过螺栓与壳体连接，并与外前传动轴通过螺栓与壳体连接，并与外 叶面一起组成主动部分。内叶面与后传动叶面一起组成主动部分。内叶面与后传动 轴组成从动部分，主从动部分靠硅油的粘轴组成从动部分，主从动部分靠硅油的粘 性来传递转矩。从而实现前、后轴间差速性来传递转矩。从而实现前、后轴间差速 作用和转矩重新分配。作用和转矩重新分配。 粘性联轴（差速）器，很像一个密封在壳体中的多片离合器，而外叶片间隙一定粘性联轴（差速）器，很像一个密封在壳体中的多片离合器，而外叶片间隙一定 时，它是利用油膜剪切传递动力的传动装置，也是一种不具有隔环的粘性联轴器，时，它是利用油膜剪切传递动力的传动装置，也是一种不具有隔环的粘性联轴器， 依靠壳体内温度升高，内压增大迫使叶片轴向移动，以减小内外叶片之间的间隙，依靠壳体内温度升高，内压增大迫使叶片轴向移动，以减小内外叶片之间的间隙， 也就是用改变油膜的厚度老调节转矩。当主、从动轴（内、外叶片）间转速差大也就是用改变油膜的厚度老调节转矩。当主、从动轴（内、外叶片）间转速差大 时，即会出现上述现象，故它有自适应作用。时，即会出现上述现象，故它有自适应作用。 粘性差速器传递的转矩与硅油密度、粘度、主从动轴转速差、内外叶片数和半径粘性差速器传递的转矩与硅油密度、粘度、主从动轴转速差、内外叶片数和半径 成正比，与内外叶片间的间隙成反比。当输入轴与输出轴的转速差越大，由输入轴成正比，与内外叶片间的间隙成反比。当输入轴与输出轴的转速差越大，由输入轴 传递到转速底的输出的转矩就越大。传递到转速底的输出的转矩就越大。 粘性差速器过去主要应用于前后桥之间做轴间差速器。由于其转矩传递柔和平粘性差速器过去主要应用于前后桥之间做轴间差速器。由于其转矩传递柔和平 稳，差速响应特性好，目前日本厂家还把它推广应用到驱动桥的轮间差速机构中，稳，差速响应特性好，目前日本厂家还把它推广应用到驱动桥的轮间差速机构中， 作为论剑的防（限）滑差速器（作为论剑的防（限）滑差速器（LSD)LSD)，使全轮驱动的轿车的性能有大幅的提高。，使全轮驱动的轿车的性能有大幅的提高。 主动控制式限滑差速器主动控制式限滑差速器 托森差速器托森差速器 托森（托森（TorsenTorsen))差速器作为一种新型差速机构在四轮驱动轿车上得到日益广泛差速器作为一种新型差速机构在四轮驱动轿车上得到日益广泛 的使用。它利用蜗轮蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件，使差速器根据其的使用。它利用蜗轮蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件，使差速器根据其 内部内摩擦力矩大小而自动锁死或松开。内部内摩擦力矩大小而自动锁死或松开。 托森差速器常被用于全轮驱动轿车的中央轴间差速器，后驱动桥的轮间差速托森差速器常被用于全轮驱动轿车的中央轴间差速器，后驱动桥的轮间差速 器，但通常不用于转向驱动桥的轮间差速器。器，但通常不用于转向驱动桥的轮间差速器。 奥迪全轮驱动轿车的前后轴间采用了这种新型的托森差速器，其在整车传动奥迪全轮驱动轿车的前后轴间采用了这种新型的托森差速器，其在整车传动 系统中的安装位置及转矩传递路线如下图：系统中的安装位置及转矩传递路线如下图： 2 1 托森差速器由空心轴托森差速器由空心轴22、差速器外壳、后轴蜗杆、前轴蜗杆、蜗轮轴和直齿圆柱、差速器外壳、后轴蜗杆、前轴蜗杆、蜗轮轴和直齿圆柱 齿轮、蜗轮等组成。空心轴齿轮、蜗轮等组成。空心轴22和差速器外壳通过花键相连而同一转动。每个蜗轮轴上和差速器外壳通过花键相连而同一转动。每个蜗轮轴上 的中间有一个蜗轮和两个尺寸相同的直齿圆柱齿轮。蜗轮和直齿圆柱齿轮通过蜗轮轴的中间有一个蜗轮和两个尺寸相同的直齿圆柱齿轮。蜗轮和直齿圆柱齿轮通过蜗轮轴 安装在差速器外壳上。其中三个蜗轮与前轴蜗杆啮合，另外三个蜗轮与后轴相啮合。安装在差速器外壳上。其中三个蜗轮与前轴蜗杆啮合，另外三个蜗轮与后轴相啮合。 与前后轴蜗杆相啮合的蜗轮彼此通过直齿圆柱齿轮相啮合，前轴蜗杆和驱动前桥的差与前后轴蜗杆相啮合的蜗轮彼此通过直齿圆柱齿轮相啮合，前轴蜗杆和驱动前桥的差 速器前齿轮轴为一体，后轴蜗杆和驱动后桥的差速器后齿轮轴速器前齿轮轴为一体，后轴蜗杆和驱动后桥的差速器后齿轮轴44为一体。当汽车驱动为一体。当汽车驱动 时，来自发动机的动力通过空心轴时，来自发动机的动力通过空心轴22传至差速器外壳，差速器外壳通过蜗轮轴传到蜗传至差速器外壳，差速器外壳通过蜗轮轴传到蜗 轮，再传到蜗杆。从而实现前、后驱动桥的驱动牵引作用。当汽车转弯时，前、后驱轮，再传到蜗杆。从而实现前、后驱动桥的驱动牵引作用。当汽车转弯时，前、后驱 动轴出现转速差，通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动，使一轴转速加快，另一轴转速动轴出现转速差，通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动，使一轴转速加快，另一轴转速 下降，实现差速作用。下降，实现差速作用。 3 4 当当nn11=n=n22时，为汽车直线行驶状况，此时前、后蜗杆轴将动力分别传至前、后桥。时，为汽车直线行驶状况，此时前、后蜗杆轴将动力分别传至前、后桥。 由于两蜗杆轴转速相等，故蜗轮与蜗杆之间无相对运动，两相啮合的直齿圆柱齿轮之由于两蜗杆轴转速相等，故蜗轮与蜗杆之间无相对运动，两相啮合的直齿圆柱齿轮之 间亦无相对传动，差速器壳与两蜗杆轴均绕蜗杆轴线同步转动，即间亦无相对传动，差速器壳与两蜗杆轴均绕蜗杆轴线同步转动，即nn11=n=n22=n=n00。其扭。其扭 矩平均分配。矩平均分配。 当当nn11≠≠nn22时，汽车转弯或某侧车轮陷于泥泞路面时，前轴蜗杆带动和其啮合的蜗时，汽车转弯或某侧车轮陷于泥泞路面时，前轴蜗杆带动和其啮合的蜗 轮转动，蜗轮两端的直齿圆柱齿轮轮转动，蜗轮两端的直齿圆柱齿轮33亦随之以转速亦随之以转速nrnr转动，同时带动与其啮合的齿轮转动，同时带动与其啮合的齿轮 44以转速以转速nnrr反向转动，迫使后轴蜗轮带动后轴蜗杆转动，因其齿面之间存在很大的摩反向转动，迫使后轴蜗轮带动后轴蜗杆转动，因其齿面之间存在很大的摩 擦力，限制了齿轮擦力，限制了齿轮44转速的增加，阻止了齿轮转速的增加，阻止了齿轮33及前轴蜗杆转速的增加，显然只有当及前轴蜗杆转速的增加，显然只有当 两轴转速差不大时才能差速。两轴转速差不大时才能差速。 托森差速器是利用蜗轮蜗杆传动副的高内摩擦力矩托森差速器是利用蜗轮蜗杆传动副的高内摩擦力矩MRMR进行转矩分配的。当进行转矩分配的。当nn11、、 nn22转速差比较小时，后端蜗轮带动蜗杆摩擦力亦较小，通过差速器直齿圆柱齿轮吸收转速差比较小时，后端蜗轮带动蜗杆摩擦力亦较小，通过差速器直齿圆柱齿轮吸收 两侧输出轴的转速差。当前轴蜗杆两侧输出轴的转速差。当前轴蜗杆nn11较高时，蜗轮驱动蜗杆的摩擦力矩比较大，差速较高时，蜗轮驱动蜗杆的摩擦力矩比较大，差速 器将抑制该车轮的空转，将输入转矩器将抑制该车轮的空转，将输入转矩MM00多分配到后端轴输出轴上，转矩分配为多分配到后端轴输出轴上，转矩分配为 MM11=1/2(M=1/2(M00--MMrr))，，MM22=1/2(M=1/2(M00+M+Mrr))。当。当nn22=0=0，前轴蜗杆空转时，由于后端蜗轮，前轴蜗杆空转时，由于后端蜗轮 与蜗杆之间的内摩擦力矩与蜗杆之间的内摩擦力矩MrMr过高，使过高，使MM00全部分配到后轴蜗杆上，此时，相当于差速全部分配到后轴蜗杆上，此时，相当于差速 器锁死不起差速作用。器锁死不起差速作用。 四轮驱动的分类及特点四轮驱动的分类及特点 短时四轮驱动的概要短时四轮驱动的概要 短时四轮驱动可以自由的选择四轮驱动或二轮驱动。比常时四轮驱动经济型好，而且不会短时四轮驱动可以自由的选择四轮驱动或二轮驱动。比常时四轮驱动经济型好，而且不会 抛锚。在四轮驱动且前后差速器全部锁死状态下，即便三个车轮不着地，只要有一个车轮着地，抛锚。在四轮驱动且前后差速器全部锁死状态下，即便三个车轮不着地，只要有一个车轮着地， 也能把发动机输出的动力全部转换为汽车的驱动力。也能把发动机输出的动力全部转换为汽车的驱动力。 短时四轮驱动汽车的两大特征短时四轮驱动汽车的两大特征 1.1.越野性好越野性好 2.2.难于使用难于使用 常时四轮驱动概述常时四轮驱动概述 常时四轮驱动系统上布置有中间差速器，其作用是把驱动扭矩传递给前后车轮，同时吸收常时四轮驱动系统上布置有中间差速器，其作用是把驱动扭矩传递给前后车轮，同时吸收 前后车轮的转速差。前后车轮的转速差。 分类 1.固定扭矩分配方式（前后扭矩分配比一定） ●●中间差速器锁死方式中间差速器锁死方式 ●●中间差速器差动限制方式中间差速器差动限制方式 2.变动扭矩分配方式 ●●被动扭矩分配方式（利用前后轮转速差分配扭矩）被动扭矩分配方式（利用前后轮转速差分配扭矩） ●●主动扭矩分配方式（电子控制分配扭矩）主动扭矩分配方式（电子控制分配扭矩） 固定扭矩分配方式的特点 固定扭矩分配方式利用布置的中间差速器把扭矩分配到前后车轮，扭矩分配比取决于中间固定扭矩分配方式利用布置的中间差速器把扭矩分配到前后车轮，扭矩分配比取决于中间 差速器的结构，多数为差速器的结构，多数为5050：：5050。。 中间差速器锁死方式 汽车正常行驶时，中间差速器自由差动。下图为当一个车轮陷进泥坑，差速汽车正常行驶时，中间差速器自由差动。下图为当一个车轮陷进泥坑，差速 器锁死与不锁死情况下的示意图：器锁死与不锁死情况下的示意图： 如左图，当作前轮陷如左图，当作前轮陷 进泥坑时，司机将中进泥坑时，司机将中 间差速器锁死，后轮间差速器锁死，后轮 产生驱动力，使汽车产生驱动力，使汽车 摆脱抛锚的危险。而摆脱抛锚的危险。而 右图中差速器没锁死右图中差速器没锁死 发生抛锚现象。发生抛锚现象。 四轮汽车的行驶特性四轮汽车的行驶特性 坏路的通过性 1.阶梯路面的攀升 后轮驱动汽车：前轮顶住时，后轮驱动力再大也没用。后轮驱动汽车：前轮顶住时，后轮驱动力再大也没用。 前轮驱动汽车：前轮虽然能抬起，但抬起瞬间车轮失去对阶梯前轮驱动汽车：前轮虽然能抬起，但抬起瞬间车轮失去对阶梯 壁面的压力，汽车退回，恢复原状。壁面的压力，汽车退回，恢复原状。 四轮驱动汽车：后轮驱动力使前轮压在阶梯壁面，前轮驱动力四轮驱动汽车：后轮驱动力使前轮压在阶梯壁面，前轮驱动力 使前车轮抬起，从而使汽车攀升到阶梯之上。使前车轮抬起，从而使汽车攀升到阶梯之上。 2.单轮被支起或落到深坑中 对于不装用差动限制装置的二轮驱动汽车完全不能行驶。即使对于不装用差动限制装置的二轮驱动汽车完全不能行驶。即使 四轮驱动，如果在差四轮驱动，如果在差 速器上没有差动限制装置或没有装用差动锁死装置的话也不能行驶。这种情况下，汽车必速器上没有差动限制装置或没有装用差动锁死装置的话也不能行驶。这种情况下，汽车必 须使用粘性联轴节或差速器锁死装置，才能解决问题。须使用粘性联轴节或差速器锁死装置，才能解决问题。 3.双摩擦系数路面 此类路况如汽车单侧前后轮碰到冰面或水湿路面，会使得路面摩擦系数十分小，如果此类路况如汽车单侧前后轮碰到冰面或水湿路面，会使得路面摩擦系数十分小，如果 踏动制动踏板，汽车可能会发生严重侧滑或围绕自身重心旋转。踏动制动踏板，汽车可能会发生严重侧滑或围绕自身重心旋转。 在汽车上装用差速器差动限制装置后，不仅能抑制车轮打滑，还能使另一侧的车轮产在汽车上装用差速器差动限制装置后，不仅能抑制车轮打滑，还能使另一侧的车轮产 生数倍大的驱动力，使汽车摆脱困境。生数倍大的驱动力，使汽车摆脱困境。 这种装置同时适用于二轮与四轮驱动汽车，但在四轮驱动汽车上会更有效。这种装置同时适用于二轮与四轮驱动汽车，但在四轮驱动汽车上会更有效。 转向性 图示为汽车转弯中单侧前后轮的模型。如果转图示为汽车转弯中单侧前后轮的模型。如果转 弯过程中无加减速，匀速行驶，此时的汽车转弯过程中无加减速，匀速行驶，此时的汽车转 向性取决于作用在前后轮上的转向力大小。如向性取决于作用在前后轮上的转向力大小。如 果前轮转向力大于后轮转向，果前轮转向力大于后轮转向， 汽车将发生过汽车将发生过 转向现象；如果前轮转向力较小时汽车将发生转向现象；如果前轮转向力较小时汽车将发生 转向不足问题。转向不足问题。 目前市场上主流目前市场上主流SUVSUV四驱系统简介四驱系统简介 车型车型 奥迪奥迪Q5Q5 大众途观大众途观 现代现代IX35 IX35 森林人森林人 四驱系统四驱系统 奥迪奥迪Quattro Quattro 44--motionmotion系统系统 适时四驱适时四驱 ACTACT－－44四轮驱动四轮驱动 系统系统 /VTD/VTD四轮驱四轮驱 动系统动系统 核心部件核心部件 托森差速器、托森差速器、EDLEDL HaldexHaldex耦合器耦合器 电控多片离电控多片离合差速器合差速器 电控湿式多片离合电控湿式多片离合 器器 //复合行星齿轮复合行星齿轮 中央差速器、中央差速器、LSDLSD 后差速器后差速器 技术优点技术优点 可靠性高可靠性高 脱困能力脱困能力 强强 结构简单结构简单 效率效率 高高 反应灵敏反应灵敏 技术缺点技术缺点 价格昂贵价格昂贵 可靠性逊于可靠性逊于 QuattroQuattro 无法高负荷无法高负荷 工作工作 一汽大众一汽大众Q5Q5四驱介绍：四驱介绍： 奥迪奥迪Q5Q5的纵置发动机结构，使其可以采用闻名遐迩的奥迪的纵置发动机结构，使其可以采用闻名遐迩的奥迪QuattroQuattro四轮驱动系统。与大众四轮驱动系统。与大众44-- MotionMotion系统相比，奥迪系统相比，奥迪QuattroQuattro是名副其实的全时四驱系统。在正常情况下，中央差速器将动是名副其实的全时四驱系统。在正常情况下，中央差速器将动 力以力以40:6040:60的比例传递至前后轴，动力输出偏重后轴也是为了确保其优秀的操控感受。的比例传递至前后轴，动力输出偏重后轴也是为了确保其优秀的操控感受。QuattroQuattro 即全时四轮驱动，它能够把发动机的动力时刻有效地分配到四个轮子上，配合托森即全时四轮驱动，它能够把发动机的动力时刻有效地分配到四个轮子上，配合托森((TorsenTorsen))机机 械式中央差速器确保四个轮胎都有路面抓地力。正常行车状况下，械式中央差速器确保四个轮胎都有路面抓地力。正常行车状况下，quattroquattro系统会以系统会以50:5050:50分布分布 前后轮动力，在坏路情况下系统可以自动调整至前后轮动力，在坏路情况下系统可以自动调整至25:7525:75或或75:2575:25，当左右轮在接触不同路面情况，当左右轮在接触不同路面情况 时，时，EDLEDL可对即将打滑的一边车轮加以制动，把过剩的动力传至另一边轮胎。可对即将打滑的一边车轮加以制动，把过剩的动力传至另一边轮胎。 奥迪奥迪Q5Q5上的上的QuattroQuattro系统共有三个差速器，分别是位于前轴、后轴的差速器和中央差速器。系统共有三个差速器，分别是位于前轴、后轴的差速器和中央差速器。 前轴和后轴的差速器是不具备限滑功能的普通结构差速器（也叫前轴和后轴的差速器是不具备限滑功能的普通结构差速器（也叫““开放式差速器开放式差速器””），中央差速器），中央差速器 则是著名的则是著名的““托森差速器托森差速器””。托森差速器实际上是一种。托森差速器实际上是一种““扭矩感应自锁式扭矩感应自锁式””的被动限滑差速器，差速的被动限滑差速器，差速 器内部没有任何电子设备，因此更加灵敏、可靠。器内部没有任何电子设备，因此更加灵敏、可靠。 但是，需要说明的是，托森差速器并不能将全部的动力输出到前轴或后轴上，其极限扭矩分但是，需要说明的是，托森差速器并不能将全部的动力输出到前轴或后轴上，其极限扭矩分 配只能达到配只能达到7575：：2525左右。因此即使左前轮打滑，也会有至少左右。因此即使左前轮打滑，也会有至少25%25%的动力被输送到前轴。上文说的动力被输送到前轴。上文说 过，奥迪过，奥迪Q5Q5的的QuattroQuattro系统的前系统的前//后轴都采用了没有差速器锁的开放式差速器。所以，如果没有后轴都采用了没有差速器锁的开放式差速器。所以，如果没有 任何电子系统干预的话，打滑的左前轮会完全消耗掉这任何电子系统干预的话，打滑的左前轮会完全消耗掉这25%25%的动力。这还不是最坏的情况，当的动力。这还不是最坏的情况，当 左前轮和左后轮同时打滑时（右前轮和右后轮同时打滑也是同理），无论托森差速器如何分配前左前轮和左后轮同时打滑时（右前轮和右后轮同时打滑也是同理），无论托森差速器如何分配前 后轴的动力，车辆的全部动力都会被前后两个打滑的车轮所消耗掉，车辆将一直无法脱困。为了后轴的动力，车辆的全部动力都会被前后两个打滑的车轮所消耗掉，车辆将一直无法脱困。为了 避免这样的情况发生，避免这样的情况发生， quattroquattro系统中还有一个称为系统中还有一个称为EDLEDL（（Electronic Differential LockElectronic Differential Lock）的）的 电子差速锁就是专门解决上述困境的。系统会一直监测四个车轮的转速，当左侧两个打滑时，电子差速锁就是专门解决上述困境的。系统会一直监测四个车轮的转速，当左侧两个打滑时， EDLEDL便会通过便会通过ABSABS给空转的车轮进行单独制动。此时，动力通过前给空转的车轮进行单独制动。此时，动力通过前//后轴的开放式差速器传递到后轴的开放式差速器传递到 右侧两个不打滑的车轮。右侧两个不打滑的车轮。 上海大众途观四驱介绍：上海大众途观四驱介绍： 途观途观四驱车型上配备的是四驱车型上配备的是大众大众著名的著名的44--MotionMotion四驱系统，虽然与途锐的四驱系统，虽然与途锐的4XMotion4XMotion仅有仅有 一字之差，但是结构却完全不同。一字之差，但是结构却完全不同。 途观途观的的44--MotionMotion与途锐的与途锐的4XMotion4XMotion相比，没有采用复杂的机械结构和托森中央差速相比，没有采用复杂的机械结构和托森中央差速 器，而是以差动限滑的方式传递动力。具体来说，就是在前差速器后方，配备了由瑞典器，而是以差动限滑的方式传递动力。具体来说，就是在前差速器后方，配备了由瑞典 HaldexHaldex公司提供耦合器，耦合器内部结构相当于一个多片式离合器，力矩分配过程就是由公司提供耦合器，耦合器内部结构相当于一个多片式离合器，力矩分配过程就是由 这个电子控制液压多片离合器来实现的。一般情况下，发动机这个电子控制液压多片离合器来实现的。一般情况下，发动机90%90%的动力传递给前轮。前的动力传递给前轮。前 轮打滑时，失去了摩擦力前轮的转速肯定会比有摩擦力的后轮的转速快。系统会检测到前后轮打滑时，失去了摩擦力前轮的转速肯定会比有摩擦力的后轮的转速快。系统会检测到前后 轴之间转速的差异。电控单元将自行判断并且根据前后车轴的需要，通过轴之间转速的差异。电控单元将自行判断并且根据前后车轴的需要，通过HaldexHaldex耦合器向耦合器向 后轮传递动力，后轮的驱动力最大可以达到全部动力的后轮传递动力，后轮的驱动力最大可以达到全部动力的100%100%，此时，此时途观途观就完全由后轮驱动就完全由后轮驱动 了。如果没有打滑的现象发生，当前轴与后轴的转速没有差异时，动力就不再被传递到后桥了。如果没有打滑的现象发生，当前轴与后轴的转速没有差异时，动力就不再被传递到后桥 上，而是几乎完全（上，而是几乎完全（90%90%）由前轴输出。因此，）由前轴输出。因此，途观途观的的44--MotionMotion系统有些类似由电脑控制系统有些类似由电脑控制 的智能适时四驱系统。的智能适时四驱系统。途观途观的的44--MotionMotion也由于重量轻、易于装配等原因而被广泛应用于也由于重量轻、易于装配等原因而被广泛应用于大大 众众品牌的紧凑级和中级轿车上。品牌的紧凑级和中级轿车上。 此外，此外，44--MotionMotion并不仅仅由并不仅仅由HaldexHaldex耦合器一个部件组成，耦合器一个部件组成，ESPESP、转向机构和悬挂都在、转向机构和悬挂都在 这个系统中起到重要的作用，装备了这个系统中起到重要的作用，装备了44--MotionMotion的的途观途观应付一般山路、河滩、碎石路等恶劣应付一般山路、河滩、碎石路等恶劣 路面都戳戳有余。路面都戳戳有余。 谢谢！谢谢！ 请各位点评指正请各位点评指正 四轮驱动汽车的构造及原理 内容概要 四轮驱动汽车的概述 四轮驱动系统总布置图 四驱驱动的主要装置 分动器功用 差速器功用 差速器分类 差速原理 差动限制装置 主动控制式限滑差速器 短时四轮驱动的概要� 短时四轮驱动可以自由的选择四轮驱动或二轮驱动。比常时四轮驱动经济型好，而且不会抛锚。在四轮驱动且前后差速器全部锁死状态下，即便三个车轮不着地，只要有一个车轮着地，也能把发动机输出的动力全部转换为汽车的驱动力。 中间差速器锁死方式� 汽车正常行驶时，中间差速器自由差动。下图为当一个车轮陷进泥坑，差速器锁死与不锁死情况下的示意图： 四轮汽车的行驶特性 上海大众途观四驱介绍：