《汽車四輪驅(qū)動技術(shù)》PPT課件.ppt

第 三 章 四 輪 驅(qū) 動 技 術(shù)4輪 驅(qū) 動 (全 輪 驅(qū) 動 )是 指 汽 車 前 后 輪 都 有 動 力 。 可 按 行駛 路 面 狀 態(tài) 不 同 而 將 發(fā) 動 機(jī) 輸 出 扭 矩 按 不 同 比 例 分 布 在 前后 所 有 的 輪 子 上 ， 以 提 高 汽 車 的 行 駛 能 力 。如 果 你 看 見 一 輛 車 上 標(biāo) 有 4 4或 4WD， 那 就 表 示 該 車 輛擁 有 4輪 驅(qū) 動 的 功 能 。 四 輪 驅(qū) 動 第 一 次 出 現(xiàn) 是 在 第 一 次 世 界 大 戰(zhàn) 中 ,利 用 其 運(yùn)動 可 靠 性 和 通 過 性 好 的 特 點(diǎn) ,隨 著 人 們 對 汽 車 性 能 要 求 的提 高 ,四 輪 驅(qū) 動 更 多 地 被 用 于 賽 車 、 越 野 車 、 運(yùn) 輸 車 上 。如 ： 三 菱 、 豐 田 、 波 爾 舍 等 。一 、 四 輪 驅(qū) 動 的 概 念 及 類 型 在 第 二 次 世 界 大 戰(zhàn) 中 ， 由 于 吉 普 車 具 有 優(yōu) 良 的 越 野 性 能而 名 噪 一 時(shí) 。 艾 森 豪 威 爾 把 吉 普 車 列 為 “ 贏 得 戰(zhàn) 爭 的 三 大 武器 ” 之 首 。 在 兩 次 世 界 大 戰(zhàn) 期 間 ， 交 通 技 術(shù) 得 到 了 飛 速 發(fā) 展 。 在1914-1918年 的 第 一 次 世 界 大 戰(zhàn) 中 ， 為 了 運(yùn) 送 大 量 的 兵員 和 武 器 彈 藥 ， 已 經(jīng) 實(shí) 現(xiàn) 了 四 輪 驅(qū) 動 載 重 車 ， 其 運(yùn) 動 性 和可 靠 性 已 超 出 馬 車 之 上 了 。 在 1939-1945年 的 第 二 次世 界 大 戰(zhàn) 中 ， 四 輪 驅(qū) 動 軍 用 車 輛成 為 了 機(jī) 動 部 隊(duì) 的 交 通 工 具 ， 在戰(zhàn) 爭 中 廣 泛 應(yīng) 用 。 尤 其 是 產(chǎn) 量 高達(dá) 64萬 輛 的 吉 普 車 更 是 名 聲 遠(yuǎn) 揚(yáng) ，甚 至 有 人 認(rèn) 為 是 吉 普 車 使 盟 軍 取得 了 戰(zhàn) 爭 的 勝 利 。 又 稱 被 動 四 輪 驅(qū) 動 ,采 用 機(jī) 械 式 分 動 裝 置 ： 在 變 速 器 后面 裝 有 手 動 分 力 器 ,進(jìn) 行 動 力 分 配 ， 如 過 去 的 越 野 車 。 又 稱 主 動 式 四 輪 驅(qū) 動 ,通 過 中 央 差 速 器 或 粘 性 聯(lián) 軸 器 實(shí) 現(xiàn) ,有 電 腦 控 制 的 多 碟 式 離 合 器 來 介 入 的 ， 車 子 隨 時(shí) 根 據(jù) 路 面 狀態(tài) 的 反 饋 信 息 電 腦 會 不 斷 收 集 輪 胎 的 轉(zhuǎn) 速 與 油 門 的 大 小 等 數(shù)據(jù) ， 在 輪 胎 發(fā) 生 空 轉(zhuǎn) 以 前 合 理 分 配 前 后 輪 子 的 動 力 。1、 短 時(shí) 四 輪 驅(qū) 動 系 統(tǒng)2、 常 時(shí) 四 輪 驅(qū) 動 系 統(tǒng)四 輪 驅(qū) 動 汽 車 分 類 ： 短 時(shí) 四 輪 驅(qū) 動 和 常 時(shí) 四 輪 驅(qū) 動 ， 其 基 本 原理 相 似 ， 既 把 動 力 從 空 轉(zhuǎn) 打 滑 的 輪 子 移 走 ， 然 后 再 重 新 分 配 到抓 地 力 較 大 的 輪 子 上 。 如 車 輪 打 滑 時(shí) ， 用 石 塊 木 板 等 東 西 塞 在打 滑 的 輪 子 下 面 就 能 使 車 子 通 過 。 采 用 四 輪 驅(qū) 動 主 要 改 善 汽 車 的 通 過 性 和 運(yùn) 動 性 ， 增加 其 越 野 能 力 ， 但 同 時(shí) 也 出 現(xiàn) 一 些 新 的 問 題 。急 轉(zhuǎn) 彎 制 動 現(xiàn) 象前 后 輪 互 相 干 涉動 力 傳 動 效 率 低驅(qū) 動 系 的 振 動 和 噪 聲 大采 用 四 輪 驅(qū) 動 主 要 改 善 汽 車 的 通 過 性 和 運(yùn) 動 性 ， 增加 其 越 野 能 力 ， 但 同 時(shí) 也 出 現(xiàn) 一 些 新 的 問 題 。二 、 四 輪 驅(qū) 動 的 存 在 問 題 干 涉 現(xiàn) 象 導(dǎo) 致 急 轉(zhuǎn) 彎 制 動 現(xiàn) 象 1、 急 轉(zhuǎn) 彎 制 動 現(xiàn) 象 2、 前 后 輪 互 相 干 涉 3、 動 力 傳 動 效 率 低 4、 驅(qū) 動 系 的 振 動 和 噪 聲 大在 傳 動 軸 與 半 軸 兩 端 都 有 聯(lián) 軸 節(jié) ， 汽 車 行 駛 中 易 引 起 振 動 和 噪 聲 三 、 四 輪 驅(qū) 動 的 總 體 布 置以前縱置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動為原型的四輪驅(qū)動以前縱置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動為原型的四輪驅(qū)動以前橫置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動為原型的四輪驅(qū)動以中置發(fā)動機(jī)為原型的四輪驅(qū)動后置發(fā)動機(jī)的四輪驅(qū)動 1、 以 前 縱 置 發(fā) 動 機(jī) 后 輪 驅(qū) 動 為 原 型 的 四 輪 驅(qū) 動輸 入 軸中 間 軸 中 橋 輸 出 軸前 橋 輸 出 軸 后 橋 輸 出 軸 在 傳 動 軸 前 面 的 萬向 聯(lián) 軸 節(jié) 處 布 置 一 個(gè)分 動 器 ， 再 在 分 動 器前 端 布 置 一 個(gè) 傳 動 軸和 前 差 速 器 即 可 。 多 用 于 越 野 車 上 。 2、 以 前 縱 置 發(fā) 動 機(jī) 前 輪 驅(qū) 動 為 原 型 的 四 輪 驅(qū) 動 前 差 速 器 與 變 速 器后 端 連 接 ， 再 在 變 速器 和 驅(qū) 動 后 橋 間 布 置一 個(gè) 傳 動 軸 即 可 。 如 列 奧 奈 、 奧 迪 、夸 特 羅 等 汽 車 。 3、 以 前 橫 置 發(fā) 動 機(jī) 前 輪 驅(qū) 動 為 原 型 的 四 輪 驅(qū) 動 將 分 動 器 與 變 速 器和 前 差 速 器 布 置 在 一起 ， 使 三 者 一 體 化 ，稱 為 變 速 -分 動 -差 速器 。 如 奧 斯 汀 .迷 尼 汽 車 。 4、 以 中 置 發(fā) 動 機(jī) 為 原 型 的 四 輪 驅(qū) 動 采 用 中 部 橫 置 發(fā) 動 機(jī) ，發(fā) 動 機(jī) 后 串 接 變 速 器 ，通 過 傘 齒 輪 傳 動 把 軸 的旋 轉(zhuǎn) 方 向 改 變 900驅(qū) 動 前后 差 速 器 ， 通 過 差 速 器再 改 變 90 0驅(qū) 動 前 后 車 輪 。 如 標(biāo) 致 205增 壓 汽 車 。 5、 后 置 發(fā) 動 機(jī) 的 四 輪 驅(qū) 動 將 變 速 器 、 分 動 器 和差 速 器 布 置 在 后 橋 內(nèi) ，后 橋 直 接 驅(qū) 動 后 輪 ； 后橋 前 部 輸 出 軸 直 接 驅(qū) 動傳 動 軸 ， 通 過 傳 動 軸 驅(qū)動 前 差 速 器 。 前 差 速 器 內(nèi) 有 一 由 電控 裝 置 控 制 的 多 片 摩 擦離 合 器 ， 從 而 控 制 分 配給 前 差 速 器 的 驅(qū) 動 力 。 如 波 爾 舍 959汽 車 。 五 、 四 輪 驅(qū) 動 各 裝 置 的 作 用1、 短 時(shí) 四 輪 驅(qū) 動 防 止 輪 胎 打 滑 方 法 對 短 時(shí) 四 輪 驅(qū) 動 汽 車 ， 由 駕 駛 員 選 擇 判 斷 ， 平 時(shí)使 用 二 輪 驅(qū) 動 ， 只 在 需 要 時(shí) ， 將 汽 車 4輪 直 接 連 接 進(jìn)行 四 輪 驅(qū) 動 。2、 用 單 向 超 越 離 合 器 避 免 急 轉(zhuǎn) 彎 制 動 現(xiàn) 象 利 用 單 向 超 越 離 合 器 單 向 傳 遞 動 力 的 特 性 ， 在 前 輪 與發(fā) 動 機(jī) 之 間 布 置 單 向 超 越 離 合 器 ， 后 輪 直 接 從 發(fā) 動 機(jī) 獲 得動 力 ， 前 輪 通 過 單 向 超 越 離 合 器 從 發(fā) 動 機(jī) 獲 得 動 力 。 直 線 行 駛 時(shí) ， 發(fā) 動 機(jī) 動 力 同 時(shí) 傳 給 后 輪 和 前 輪 ， 單 向 超越 離 合 器 不 起 作 用 ； 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) ， 前 輪 比 后 輪 轉(zhuǎn) 動 快 ， 使 單 向 超 越 離 合 器 空 轉(zhuǎn) ， 前 輪 動 力 中 斷 ， 后 輪 正 常 行 駛 ， 克 服 急 轉(zhuǎn) 彎 制 動 的 現(xiàn) 象 。 3、 用 濕 式 多 片 離 合 器 控 制 驅(qū) 動 扭 矩 在 前 后 驅(qū) 動 輪 前 布 置 濕 式 多 片 離 合 器 ， 濕 式 多 片 離 合器 可 電 腦 控 制 液 壓 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 了 動 作 ， 靠 摩 擦 力 傳 遞 扭 矩 的 。 由 各 種 傳 感 器 檢 測 發(fā) 動 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 、 車 輛 速 度 、 油 門 踏 板角 度 、 轉(zhuǎn) 向 盤 轉(zhuǎn) 向 角 、 前 后 左 右 輪 加 速 度 等 參 數(shù) ， 電 腦 根據(jù) 這 些 參 數(shù) ， 結(jié) 合 汽 車 的 行 駛 狀 態(tài) 和 路 面 條 件 ， 按 預(yù) 先 設(shè)定 程 序 確 定 濕 式 多 片 離 合 器 傳 遞 的 扭 矩 。 另 外 ， 可 解 決 四 輪 驅(qū) 動 汽 車 輪 胎 打 滑 問 題 ， 當(dāng) 橫 向 加速 度 傳 感 器 檢 測 到 汽 車 在 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) ， 將 濕 式 多 片 離 合 器 傳 遞的 扭 矩 降 下 來 ， 使 汽 車 變 成 后 輪 驅(qū) 動 ； 當(dāng) 檢 測 到 汽 車 直 線行 駛 時(shí) ， 加 大 濕 式 多 片 離 合 器 傳 遞 的 扭 矩 。 4、 使 用 差 動 限 制 裝 置 補(bǔ) 償 差 速 器 的 缺 點(diǎn) 由 于 差 速 器 的 差 速 不 差 力 的 特 性 ， 對 常 時(shí) 四 輪 驅(qū) 動 的汽 車 ， 裝 上 差 速 器 后 ， 一 旦 一 個(gè) 車 輪 打 滑 空 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 其 他 各輪 的 驅(qū) 動 力 也 喪 失 ， 為 克 服 這 一 缺 限 ， 可 加 裝 差 動 限 制 裝置 。 常 用 的 方 法 是 在 傳 動 線 路 上 加 裝 ：直 接 連 接 前 后 驅(qū) 動 輪與 中 間 差 速 器 并 聯(lián) 布 置分 別 布 置 在 前 后 差 速 器 上粘 性 聯(lián)軸 節(jié) 連接 位 置 5、 降 低 驅(qū) 動 系 振 動 和 噪 聲 的 等 速 聯(lián) 軸 節(jié) 對 四 輪 驅(qū) 動 汽 車 的 驅(qū) 動 系 統(tǒng) ， 產(chǎn) 生 振 動 和 噪 聲 的主 要 根 源 在 聯(lián) 軸 節(jié) ， 尤 其 是 叉 式 聯(lián) 軸 節(jié) 的 不 等 速 原因 。 目 前 ， 為 減 小 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 振 動 和 噪 聲 ， 主 要 采 用 等速 聯(lián) 軸 節(jié) 。 而 對 等 速 聯(lián) 軸 節(jié) 本 身 存 在 的 問 題 還 沒 有 很好 的 辦 法 。 六 、 四 輪 驅(qū) 動 車 采 取 的 措 施 1、 采 用 中 央 、 前 、 后 機(jī) 械 式 差 速 鎖 。 它 是 目 前 尚 處 于 量 產(chǎn) 階 段 的世 界 上 唯 一 一 款 裝 有 前 、 中 、 后三 個(gè) 機(jī) 械 式 差 速 鎖 的 四 輪 驅(qū) 動 車 。在 與 越 野 低 速 擋 的 配 合 下 ， 擁 有目 前 最 強(qiáng) 的 極 限 通 過 性 能 。 并 且由 于 制 動 干 預(yù) 系 統(tǒng) 的 輔 助 ， 使 得其 鋪 裝 路 面 性 能 與 混 合 路 況 性 能也 具 備 很 高 的 水 準(zhǔn) ， 缺 點(diǎn) ： 常 規(guī)差 速 器 本 身 不 具 備 限 滑 功 能 ， 在連 續(xù) 變 化 路 面 表 現(xiàn) 不 是 很 好 ， 制動 干 預(yù) 系 統(tǒng) 的 極 限 控 制 能 力 有 限 。 梅 塞 德 斯 奔 馳 G級梅 塞 德 斯 奔 馳 級 2、 手 動 牙 嵌 式 前 、 后 機(jī) 械 式 差 速 鎖 。 采 用 越 野 低 速 擋 以 及 前后 橋 的 機(jī) 械 式 差 速 鎖 ， 保 證了 極 限 越 野 能 力 。 缺 點(diǎn) ： 純粹 手 動 操 縱 的 可 接 通 式 四 驅(qū)系 統(tǒng) 雖 保 證 了 強(qiáng) 大 的 可 靠 性 ，但 由 于 缺 少 自 動 化 限 滑 輔 助設(shè) 備 ， 導(dǎo) 致 這 套 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 對于 混 合 路 況 以 及 鋪 裝 路 面 的行 駛 毫 無 優(yōu) 勢 可 言 。 JEEP牧 馬 人 RUBICON牧 馬 人牧 馬 人 3、 中 央 、 后 液 壓 多 摩 擦 片 鎖 止 機(jī) 構(gòu) 。 中 央 、 后 液 壓 多 摩 擦 片 都可 以 預(yù) 先 手 動 100%鎖 止 ， 并有 越 野 低 速 擋 的 支 持 ， 可 以 達(dá)到 極 高 的 極 限 通 過 性 能 。 對 于鋪 裝 路 面 性 能 和 混 合 路 況 性 能 ，這 套 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 更 顯 優(yōu) 勢 。 正 常行 駛 狀 態(tài) 時(shí) 前 后 動 力 分 配 達(dá) 到理 論 最 佳 值 38： 62（ 途 銳 為 50：50） ， 并 在 保 時(shí) 捷 穩(wěn) 定 管 理 系統(tǒng) 的 輔 助 下 ， 成 為 了 當(dāng) 今 擁 有最 強(qiáng) 公 路 行 駛 性 能 的 SUV。 保 時(shí) 捷 卡 宴 /大 眾 途 銳 保 時(shí) 捷 卡 宴 大 眾 途 銳 是 從 賽 車 場 延 伸 至 民 用 領(lǐng) 域 的產(chǎn) 物 。 扭 矩 感 應(yīng) 自 鎖 式 差 速 器 的 反應(yīng) 迅 捷 ， 在 混 合 路 況 的 表 現(xiàn) 較 好 ；可 以 根 據(jù) 行 駛 狀 態(tài) 使 動 力 輸 出 在 前后 橋 間 以 25:7575:25連 續(xù) 變 化 ，反 應(yīng) 十 分 迅 速 ， 幾 乎 不 存 在 滯 后 ，而 且 有 電 子 穩(wěn) 定 程 序 的 支 持 ， 更 進(jìn)一 步 提 高 了 動 力 分 配 的 主 動 性 。 缺點(diǎn) ： 沒 有 可 以 預(yù) 先 100%鎖 止 的 限滑 裝 置 ， 扭 矩 感 應(yīng) 自 鎖 式 差 速 器 和制 動 干 預(yù) 系 統(tǒng) 的 極 限 輔 助 能 力 有 限 ，缺 乏 可 以 將 扭 矩 成 倍 放 大 的 越 野 低速 擋 。4、 中 央 扭 矩 感 應(yīng) 自 鎖 式 差 速 器 奧 迪 Q7奧 迪 5、 中 央 扭 矩 感 應(yīng) 自 鎖 式 差 速 器 加 越 野 低 速 擋 保 證 車 輛 平 穩(wěn) 下 坡 ， 攀 爬 能力 更 強(qiáng) 。 缺 點(diǎn) ： 不 具 備 可 以100%鎖 止 的 限 滑 裝 置 ， 扭 矩 感應(yīng) 自 鎖 式 差 速 器 的 極 限 輔 助 能 力有 限 。 路 虎 攬 勝 路 虎 攬 勝 6、 全 時(shí) 四 驅(qū) ， 中 央 機(jī) 械 式 差 速 鎖 、 越 野 低 速 擋 、 制 動 干 預(yù) 系 統(tǒng) 配 備 一 套 可 接 通 式 四 輪 驅(qū) 動 ， 以中 央 機(jī) 械 差 速 器 配 裝 有 機(jī) 械 式 差 速 鎖 ，有 更 強(qiáng) 的 極 限 通 過 性 能 以 及 可 靠 性 。缺 點(diǎn) ： 動 力 分 配 的 自 動 連 貫 性 降 低 ，鋪 裝 路 面 性 能 以 及 混 合 路 況 性 能 要 比攬 勝 稍 遜 。 豐 田 陸 地 巡 洋 艦 100 7、 液 壓 多 摩 擦 片 式 可 接 通 四 驅(qū) ， 制 動 干 預(yù) 系 統(tǒng) 在 前 橋 發(fā) 生 打 滑 的 一 瞬間 ， 多 摩 擦 片 系 統(tǒng) 鎖 止 ， 將動 力 傳 遞 至 后 橋 ， 并 以 制 動干 預(yù) 系 統(tǒng) 輔 助 。 這 套 系 統(tǒng) 由于 自 動 化 程 度 很 高 ， 在 混 合路 況 的 表 現(xiàn) 比 較 出 色 ， 能 夠提 供 更 強(qiáng) 的 主 動 安 全 性 ， 但對 于 越 野 行 駛 來 說 ， 顯 然 連貫 性 不 足 ， 而 且 簡 單 的 系 統(tǒng)也 無 法 提 供 足 夠 的 可 靠 性 。 寶 馬 X3 8、 全 時(shí) 四 驅(qū) ， 中 央 、 前 、 后 液 壓 多 摩 擦 片 機(jī) 構(gòu) ， 越 野 低 速 擋 ，制 動 干 預(yù) 系 統(tǒng) 由 前 、 中 、 后 三 套 液 壓 多摩 擦 片 機(jī) 構(gòu) 外 加 越 野 低 速 擋組 合 而 成 。 它 的 三 套 液 壓 多摩 擦 片 機(jī) 構(gòu) 都 是 由 電 腦 根 據(jù)附 著 力 狀 況 自 動 控 制 的 ， 幾乎 可 以 做 到 將 動 力 靈 活 地 分配 于 每 個(gè) 車 輪 ， 同 時(shí) 也 具 備了 很 高 的 自 動 性 ， 這 在 混 合路 況 能 夠 十 分 明 顯 地 得 到 體現(xiàn) 。 缺 點(diǎn) ： 不 能 手 動 預(yù) 先100%鎖 止 ， 所 以 其 極 限 性 能必 會 受 到 影 響 。 新 一 代 JEEP大 切 諾 基