四輪驅動系統(tǒng)的原理分析、結構分類及應用介紹

汽車驅動輪產(chǎn)生的牽引力受地面附著性能的影響，與汽車質量成正比。為了提高汽車的操縱性能，特別是提高在低摩擦系數(shù)路面上行駛的動力性和穩(wěn)定性，許多汽車采用了四輪驅動(4WD)系統(tǒng)。比如奧迪A6轎車采用的全時四驅系統(tǒng)，可以有效地將發(fā)動機的動力分配在四個車輪上，配合Torsen機械中央差速器，保證四個輪胎都能有效地抓地，因此越野性能極佳，在高速公路上行駛時能保持良好的穩(wěn)定性和安靜性。

1.四輪驅動系統(tǒng)的結構和特點

(1)四驅系統(tǒng)的結構。

四輪驅動汽車的傳動系統(tǒng)由離合器、變速器、傳動軸、分動箱、前萬向傳動裝置、前驅動橋、后萬向傳動裝置和后驅動橋組成。

(2)四驅系統(tǒng)的分類。

四驅系統(tǒng)大致可以分為臨時(分時)四驅和全時四驅。

臨時四驅汽車有一個缺陷，就是在四驅狀態(tài)下進出車庫時，汽車會突然停車甚至發(fā)動機熄火。這是由臨時四驅系統(tǒng)的前輪和后輪直接連接造成的。汽車轉彎時，前輪和后輪的轉動不同，成為汽車運動的阻力，所以汽車突然停下來，轉彎時需要切換到兩驅狀態(tài)。為了解決這個問題，設計了全時四驅系統(tǒng)，采用中央差速齒輪。雖然前輪和后輪有轉動差，但還是能發(fā)電，所以入庫時也能保持四驅狀態(tài)。

新四驅系統(tǒng)的差速器分為三種結構形式：

一種是粘性耦合器式中央差速器，一般配備6速手動變速箱；

另一種是扭矩分流傳遞耦合器裝置，一般配備CVT無級變速器；

還有行星齒輪中央差速器，通過電控液壓離合器進行扭矩調節(jié)，一般配備3.6L發(fā)動機和5速自動變速箱。

(3)四驅系統(tǒng)的優(yōu)缺點

1優(yōu)點。

該車具有更好的轉彎穩(wěn)定性、直線穩(wěn)定性、起步加速性能、爬坡性能和雪地等惡劣路面行駛性能。比如奧迪四驅車采用可鎖冠齒輪差速器，屬于可鎖中間差速器，具有非對稱動態(tài)扭矩分配功能。其優(yōu)點是牽引力更大，集成度更高，體積小，無需維護，無需司機操作。

2缺點。

四驅車外觀比較高大，輪胎花紋比較粗短。四驅汽車不可避免地存在傳動系統(tǒng)結構復雜、車輛裝備質量大、傳動效率低等問題。另外成本、震動、噪音也比較大。當轉彎半徑較小時，車輛采用臨時四驅行駛，會出現(xiàn)轉彎“剎車”的現(xiàn)象。

(4)典型四驅系統(tǒng)簡介。

以雷克薩斯RX（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）350全時四驅系統(tǒng)為例。在這種四驅雙泵系統(tǒng)中，后差速器總成裝有液壓離合器和后差速器機構，兩驅(2WD)和四驅(4WD)的轉換機構內置在后差速器總成中。正常情況下，汽車由前輪驅動。系統(tǒng)會根據(jù)前輪驅動力和路況的不同，瞬間將合適的驅動力傳遞給后輪，實現(xiàn)兩驅和四驅的自動轉換，駕駛者無需在2WD和4WD之間進行操作。另外，雙泵系統(tǒng)在前進檔制動時會自動抵消后輪的驅動力，有利于ABS系統(tǒng)的正常工作。

在雷克薩斯LS（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）600hl(5.0LV8發(fā)動機，混合動力系統(tǒng))及其內置中央差速器的傳動系統(tǒng)中，采用了“扭矩感應LSD”，可以根據(jù)行駛狀況自動將最佳驅動力分配給前后輪。在一般道路行駛時，后輪驅動力分配比為40: 60，可根據(jù)情況切換至50: 50或30: 70，實現(xiàn)與6.0L發(fā)動機相當?shù)膭恿π阅芎突谒妮喸偕苿拥牡陀秃摹?p>2.四輪驅動車輛的合理使用

(1)四驅汽車輪胎的應用。

四輪驅動汽車應該配備全天候輪胎，也就是可以在任何季節(jié)的任何道路上使用的輪胎。全天候輪胎是一種改進型輪胎，具有鋼帶斜交簾布層和間隔密集花紋溝胎面花紋，以提高輪胎附著力，增加抗側滑性，因此兼具普通輪胎和雪地輪胎的特點。但如果在光滑路面上使用全天候輪胎，高速時的操控穩(wěn)定性比普通輪胎略差，噪音也略高。

從外觀上看，全天候輪胎與普通輪胎幾乎沒有區(qū)別，只是輪胎側面有一排英文字母“ALLSEASON”，表示該輪胎適用于所有季節(jié)。有些全天候輪胎在輪胎側面標有英文字母“M S”，表示該輪胎適用于泥濘道路和雪地。四驅車輛應適當縮短輪胎換位里程。對于前輪驅動的車輛，通常每8000km進行一次輪胎換位，但四輪驅動的車輛應每6000km進行一次輪胎換位。另外，對于四驅車輛來說，保持四個輪胎的品牌、花紋、外徑完全一致尤為重要。大眾途銳（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）4.2L四驅汽車車速在5km/h以下時，右后輪發(fā)出有節(jié)奏的“吱吱、吱吱”異響，并伴有車身振動，但轉彎時沒有這種異響。檢查所有傳動部件(包括球頭)和橡膠墊，沒有問題，控制單元沒有存儲故障代碼。拔下傳送電機電線側的連接器，故障消失。最后發(fā)現(xiàn)前后輪胎外徑不一致，導致前后軸產(chǎn)生不同的輪速。在全時四驅裝置中，驅動扭矩平均分配到前后軸，軸間不打滑。如果車軸差速鎖傳感器檢測到車軸之間存在速度差，則由分動器控制單元計算出扭矩差，由步進電機調節(jié)膜片離合器施加所需的制動壓力，使前后軸不打滑。但由于前后輪胎外徑不同，前后軸之間始終存在速度差，因此后輪處會出現(xiàn)有節(jié)奏的“掛接”異響。如果這種情況持續(xù)下去，可能會導致傳送步進電機因工作溫度過高而損壞。

(2)前橋和后輪軸之間應避免長時間高速補償或高負荷運轉，否則會損壞可鎖定的鼓形齒輪差速器。

(3)牽引全時四驅汽車時，不要讓兩個車輪轉動，另兩個車輪固定。換句話說，類似奧迪A7（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）的四驅汽車，在車頭或后輪軸抬起的情況下，是不允許被拖車牽引的。具體牽引方法應遵循車輛維修手冊的規(guī)定。