四輪驅(qū)動(dòng)汽車構(gòu)造及原理全部.ppt

2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的構(gòu)造及原理 2020 4 13 吉林大學(xué) 內(nèi)容提要 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的概述四輪驅(qū)動(dòng)的主要裝置驅(qū)動(dòng)系的總布置形式四輪驅(qū)動(dòng)的分類及特點(diǎn)四輪驅(qū)動(dòng)汽車的行駛特性驅(qū)動(dòng)型式對(duì)汽車行駛特性的影響 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的概述 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的引入最初 對(duì)四輪驅(qū)動(dòng)汽車僅僅注意其牽引性 即在二輪驅(qū)動(dòng)難以通過(guò)的地方使另外的二輪也參與驅(qū)動(dòng) 或者是將強(qiáng)大的動(dòng)力盡可能的分配給多個(gè)輪胎 從而提高汽車的通過(guò)性 最近 高性能轎車也開始采用四輪驅(qū)動(dòng)了 此類汽車使用四輪驅(qū)動(dòng)不僅僅為了提高汽車的牽引性和通過(guò)性 更重視汽車的行駛性 轉(zhuǎn)向性和制動(dòng)性 為了達(dá)到上述要求 四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用分動(dòng)器 中間差速器 差動(dòng)限制裝置等一系列裝置 自動(dòng)的或按司機(jī)駕駛意圖綜合的控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率及制動(dòng)力 盡可能的降低功率損失 把驅(qū)動(dòng)扭矩合理的分配給前后車輪 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的概述 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的概念四輪驅(qū)動(dòng)汽車是具有將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給四個(gè)車輪 并通過(guò)這些車輪驅(qū)動(dòng) 行駛的汽車 四輪汽車的發(fā)展歷史1 能像馬車一樣行駛的汽車2 戰(zhàn)爭(zhēng)加速了越野四輪驅(qū)動(dòng)汽車的發(fā)展3 四輪驅(qū)動(dòng)賽車在方程式汽車大賽中的使用4 在汽車?yán)愔歇?dú)領(lǐng)風(fēng)騷的四輪驅(qū)動(dòng)汽車5 四輪驅(qū)動(dòng)汽車向?qū)嵱闷嚪较虻陌l(fā)展6 高性能轎車的四輪驅(qū)動(dòng)化 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的概述 四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總布置圖1 將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給變速器 然后利用分動(dòng)器把動(dòng)力分配給前后傳動(dòng)軸 接著通過(guò)傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給前后差速器 與各個(gè)差速器相連接的半軸使四個(gè)輪胎旋轉(zhuǎn) 如方案12 許多時(shí)候不使用分動(dòng)器 而在分動(dòng)器的位置上布置中間差速器 它具有差動(dòng)功能 又稱軸間差速器 如方案23 對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)轎車 四輪驅(qū)動(dòng)化時(shí) 為了解決布置困難的問(wèn)題 常將變速器中間差速器和前差速器布置到一個(gè)殼體中 如方案3 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)的主要裝置 分動(dòng)器差速器差動(dòng)限制裝置粘性聯(lián)軸節(jié)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 2020 4 13 吉林大學(xué) 分動(dòng)器 分動(dòng)器的作用把變速器傳遞來(lái)的動(dòng)力分配給前后驅(qū)動(dòng)輪系分動(dòng)器結(jié)構(gòu)分類1 直接連接式分動(dòng)器一種為圖中的短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)的分動(dòng)器 切換裝置布置在分動(dòng)器內(nèi) 當(dāng)圖中的爪式離合器接通時(shí)即成為前后輪直接連接的四輪驅(qū)動(dòng) 反之即為后輪驅(qū)動(dòng) 另一種為裝有變速裝置的分動(dòng)器 設(shè)有兩檔 在普通路面上使用高速檔 惡劣路面上使用低速檔 通過(guò)爪式離合器進(jìn)行二輪或四輪驅(qū)動(dòng)的切換 2020 4 13 吉林大學(xué) 分動(dòng)器結(jié)構(gòu)分類 2 液壓多片離合器式分動(dòng)器當(dāng)液壓多片離合器分離時(shí) 汽車為后輪驅(qū)動(dòng) 多片離合器強(qiáng)烈結(jié)合在一起時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力也能傳遞給前輪 3 中間差速器鎖死式分動(dòng)器通過(guò)中間差速器 可以把發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力按一定比例分配給前后驅(qū)動(dòng)輪系 此種形式分動(dòng)器大多數(shù)采用爪時(shí)離合器 司機(jī)在座椅上遙控操作 或該裝置自動(dòng)動(dòng)作使中間差速器鎖死 2020 4 13 吉林大學(xué) 分動(dòng)器結(jié)構(gòu)分類 4 驅(qū)動(dòng)力前后分配式分動(dòng)器這種分動(dòng)器利用粘性聯(lián)軸節(jié)或液壓裝置驅(qū)動(dòng)后輪 其功能只是把驅(qū)動(dòng)扭矩分配給前后輪 5 中間差速器差動(dòng)限制式分動(dòng)器主要利用前后驅(qū)動(dòng)輪系的轉(zhuǎn)速差來(lái)限制中間差速器的差動(dòng) 如粘性聯(lián)軸器 它可以克服中間差速器鎖死裝置分離和結(jié)合時(shí)粗暴影響汽車行駛狀態(tài)的缺點(diǎn) 右圖為其兩種形式 2020 4 13 吉林大學(xué) 分動(dòng)器的布置形式 獨(dú)立式分動(dòng)器這種分動(dòng)器單獨(dú)使用自己的殼體 是一個(gè)獨(dú)立的總成 如圖 左側(cè)為后輪驅(qū)動(dòng)系的原布置方案 右側(cè)為四輪驅(qū)動(dòng)時(shí)的布置方案 這種布置是吉普車的典型布置 越野車也大都采用這種布置 變速 分動(dòng) 差速器式分動(dòng)器這種形式主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)前橫置的汽車上 可以解決布置上的困難 與變速器一體化的分動(dòng)器主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)前縱置的四輪驅(qū)動(dòng)汽車上 從而使結(jié)構(gòu)緊湊 如圖 在發(fā)動(dòng)機(jī)后端布置了變速 分動(dòng)器 通過(guò)它將動(dòng)力分配給后輪 2020 4 13 吉林大學(xué) 差速器 工作原理如圖 當(dāng)左右車輪轉(zhuǎn)速相同時(shí)小齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng) 差速器的齒輪托架和兩個(gè)側(cè)齒輪以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 當(dāng)左右車輪發(fā)生轉(zhuǎn)速差時(shí) 小齒輪被迫作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)吸收左右車輪的轉(zhuǎn)速差 差速器形式1 錐齒輪式差速器最常見的結(jié)構(gòu)形式 一般小齒輪有2個(gè) 有時(shí)為減輕小齒輪的工作負(fù)荷 也有使用4個(gè)小齒輪的 2020 4 13 吉林大學(xué) 差速器形式 2 雙行星齒輪式差速器如圖 變速器輸出的扭矩傳遞給齒環(huán) 在前后傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速相同時(shí) 小齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng) 整個(gè)機(jī)構(gòu)一同旋轉(zhuǎn) 當(dāng)前后傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不同時(shí) 中心齒輪和行星齒輪托架的轉(zhuǎn)速差使小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng) 并吸收前后傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速差 3 復(fù)合行星齒輪式差速器如圖 該差速器采用了兩個(gè)中心齒輪并列布置 使用行星齒輪托架把兩個(gè)中心齒輪連接起來(lái) 動(dòng)力從左側(cè)的中心齒輪輸入 由行星齒輪托架驅(qū)動(dòng)前輪 右側(cè)的中心齒輪驅(qū)動(dòng)后輪 2020 4 13 吉林大學(xué) 差動(dòng)限制裝置 功能差速器雖然能把相同大小的扭矩分配給兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的軸 但是當(dāng)有一側(cè)車輪空轉(zhuǎn)而不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力時(shí) 另一側(cè)車輪也不能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力 致使汽車拋錨 差動(dòng)限制裝置的出現(xiàn) 克服了差速器的不足 這種裝置允許差速器在正常使用條件下差動(dòng) 而當(dāng)單側(cè)車輪空轉(zhuǎn)時(shí)限制其差動(dòng) 分類1 扭矩感應(yīng)式差動(dòng)限制裝置差動(dòng)限制裝置能感應(yīng)到差速器的差動(dòng)扭矩 當(dāng)扭矩過(guò)大時(shí)自動(dòng)的限制差速器的差動(dòng) 主要有多片摩擦離合器和扭矩敏感式差速器 2 轉(zhuǎn)速差感應(yīng)式差動(dòng)限制裝置差動(dòng)限制裝置能感知到差速器的差動(dòng)速度 當(dāng)差動(dòng)速度較大時(shí) 自動(dòng)的限制差速器的差動(dòng) 主要指粘性聯(lián)軸節(jié) 2020 4 13 吉林大學(xué) 典型差動(dòng)限制裝置 多片摩擦離合器式1 結(jié)構(gòu)圖 在差速器殼體和側(cè)齒輪之間布置了摩擦片 工作時(shí) 由于差速器扭矩的作用 用凸輪把摩擦片壓緊 2 工作原理 主動(dòng)小齒輪驅(qū)動(dòng)齒環(huán) 差速器小齒輪驅(qū)動(dòng)側(cè)齒輪 使整個(gè)差速器一起旋轉(zhuǎn) 當(dāng)左右輪轉(zhuǎn)速差變大時(shí) 中間部分的左右端面凸輪因傳遞扭矩過(guò)大而分離 把左右兩個(gè)側(cè)齒輪緊壓向差速器殼體 其結(jié)果使轉(zhuǎn)速低的側(cè)齒輪轉(zhuǎn)速升高了 3 特點(diǎn) 這種裝置差動(dòng)限制效果較好并能提高操縱穩(wěn)定性 常用于方程式賽車和拉力賽車 2020 4 13 吉林大學(xué) 粘性聯(lián)軸節(jié) 1 結(jié)構(gòu)原理 粘性聯(lián)軸節(jié)殼體內(nèi)充滿高粘性的液體 一般多數(shù)使用硅油 當(dāng)粘性聯(lián)軸節(jié)的殼體和內(nèi)軸發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí) 外板和內(nèi)板也發(fā)生相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使高粘度的硅油內(nèi)部產(chǎn)生剪切力 該阻力將限制殼體和內(nèi)軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 從而達(dá)到傳遞扭矩的目的 2 特點(diǎn) 粘性聯(lián)軸節(jié)的優(yōu)點(diǎn)在于 如果適當(dāng)?shù)淖兏鼉?nèi)外板形狀 兩板之間的間隔 適當(dāng)?shù)倪x擇硅油的特性 可以使粘性聯(lián)軸節(jié)的扭矩分配特性非常柔和而且連續(xù) 很適合于前差速器的差動(dòng)限制 2020 4 13 吉林大學(xué) 萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 用途連接四輪驅(qū)動(dòng)汽車上的軸類零件 提高汽車性能 分類1 叉式聯(lián)軸節(jié)使用比較廣泛 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 強(qiáng)度高 耐久性好 生產(chǎn)性高 成本低 在輸入軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)叉式聯(lián)軸節(jié)每轉(zhuǎn)一圈發(fā)生兩次加減速運(yùn)動(dòng) 為非等速聯(lián)軸節(jié) 用于連接角度比較小的情況 2020 4 13 吉林大學(xué) 萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 2 等速聯(lián)軸節(jié)主要特點(diǎn)是其傳動(dòng)不因兩軸連接角而出現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速的波動(dòng) 有雙聯(lián)軸節(jié)和球籠式聯(lián)軸節(jié)兩種形式 圖示為球籠式聯(lián)軸節(jié) 該聯(lián)軸節(jié)殼體內(nèi)有六個(gè)滾球 利用滾球傳遞扭矩 3 撓性聯(lián)軸節(jié)在連接部位使用橡膠或纖維材料 連接角度可以很大 較少使用 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)系的總布置形式 因?yàn)槟壳暗乃妮嗱?qū)動(dòng)系大都是從二輪驅(qū)動(dòng)系改造過(guò)來(lái)的 所以在進(jìn)行四輪驅(qū)動(dòng)分類時(shí)必須考慮原二輪驅(qū)動(dòng)的布置特點(diǎn) 四輪驅(qū)動(dòng)的總布置分類以前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)以前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)以前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)以中置發(fā)動(dòng)機(jī)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)后置發(fā)動(dòng)機(jī)的四輪驅(qū)動(dòng) 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)系的總部置形式 以前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)1 布置方案在原型基礎(chǔ)上 在傳動(dòng)軸前面的萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)處布置一個(gè)分動(dòng)器 并且在分動(dòng)器前端布置一個(gè)傳動(dòng)軸和前差速器 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)系的總部置形式 2 非獨(dú)立懸掛汽車的解決方案此類汽車 如吉普車等越野車 可在發(fā)動(dòng)機(jī)下面布置前驅(qū)動(dòng)橋 前橋懸掛在彈簧上 汽車運(yùn)動(dòng)時(shí) 前橋可隨彈簧上下顛動(dòng) 由于原車發(fā)動(dòng)機(jī)離地面較高且有較大的空間 一般不會(huì)有問(wèn)題 3 轎車的解決方案轎車的前橋都是獨(dú)立懸掛的 在發(fā)動(dòng)機(jī)下追加布置前差速器 等速聯(lián)軸節(jié) 半軸較困難 一般把前差速器和發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼做成一個(gè)總成來(lái)解決上述問(wèn)題 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)系的總布置形式 以前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)1 布置方案采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)汽車的布置方案2 產(chǎn)生的問(wèn)題及解決方法a容易使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)分前移b可能使車體尺寸和重量都向前移為避免上述問(wèn)題 選用發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí) 直列發(fā)動(dòng)機(jī)最多為5缸六缸發(fā)動(dòng)機(jī)需選用v6形式的 3 與原型車的對(duì)比結(jié)果a行駛性能大幅提高b底盤距地面高度略有上升c車廂內(nèi)有效空間變小 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)系的總部置形式 以前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)1 布置方案將分動(dòng)器布置到變速 差速器內(nèi) 形成變速 分動(dòng) 差速器結(jié)構(gòu)2 特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊 發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用直列4缸機(jī) 最多直列5缸或v6機(jī) 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)系的總布置形式 以中置發(fā)動(dòng)機(jī)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)這種布置方案中 發(fā)動(dòng)機(jī)處于底盤的中部 司機(jī)座椅之后 它可以使前后橋載荷近似的達(dá)到50 50 整車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變小 從而提高了汽車的形式性能 后置發(fā)動(dòng)機(jī)的四輪驅(qū)動(dòng)由于發(fā)動(dòng)機(jī)后置 導(dǎo)致后橋后移 后橋殼內(nèi)布置有變速機(jī)構(gòu) 分動(dòng)機(jī)構(gòu)和差速機(jī)構(gòu) 這種四輪驅(qū)動(dòng)汽車很少 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)的分類及特點(diǎn) 2020 4 13 吉林大學(xué) 短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)方案 短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)的概要短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)可以自由的選擇四輪驅(qū)動(dòng)或二輪驅(qū)動(dòng) 比常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)型好 而且不會(huì)拋錨 在四輪驅(qū)動(dòng)且前后差速器全部鎖死狀態(tài)下 即便三個(gè)車輪不著地 只要有一個(gè)車輪著地 也能把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力全部轉(zhuǎn)換為汽車的驅(qū)動(dòng)力 短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)加重了駕駛員的負(fù)擔(dān)駕駛員需要判斷出在哪一種場(chǎng)合該選用哪一種驅(qū)動(dòng)方式 駕駛員也必須明白車輛的二輪驅(qū)動(dòng)和四輪驅(qū)動(dòng)各有何優(yōu)缺點(diǎn) 駕駛員需要有熟練的駕駛技能 短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)汽車的兩大特征1 越野性好2 難于使用 2020 4 13 吉林大學(xué) 短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)汽車的切換機(jī)構(gòu) 機(jī)械離合器駕駛員拉動(dòng)選擇拉桿來(lái)控制機(jī)械離合器從而完成二輪或四輪驅(qū)動(dòng)的選擇 液壓多片離合器該離合器布置在多片式分動(dòng)器內(nèi) 駕駛員在遇到緊急情況采取緊急制動(dòng)或緊急加速時(shí) 可自動(dòng)轉(zhuǎn)換成四輪驅(qū)動(dòng) 液壓油壓力大小可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油門開度和車速大小加以控制 2020 4 13 吉林大學(xué) 短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)汽車的傳動(dòng)效率 效率問(wèn)題短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)汽車在二輪驅(qū)動(dòng)時(shí) 2個(gè)非驅(qū)動(dòng)輪不起驅(qū)動(dòng)作用而在路上空轉(zhuǎn) 并且?guī)?dòng)與之相關(guān)的驅(qū)動(dòng)輪系如半軸 差速器 傳動(dòng)軸等也跟著空轉(zhuǎn) 從而消耗了大量的能量 降低了傳動(dòng)效率 解決方案1 自由輪轂自由輪轂布置在車輪輪轂處 其功能是在四輪驅(qū)動(dòng)時(shí)鎖死連接 在二輪驅(qū)動(dòng)時(shí)分開空轉(zhuǎn) 使車輪不再帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪系轉(zhuǎn)動(dòng)而單獨(dú)空轉(zhuǎn) 從而減少了能量損失 提高了傳動(dòng)效率 2 自由輪離合器自由輪離合器布置在半軸上 位置靠近差速器一側(cè) 通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以控制自由輪機(jī)構(gòu)和車輪自動(dòng)的分離或嚙合 從而使驅(qū)動(dòng)輪系中的大多數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)件停止轉(zhuǎn)動(dòng)以提高傳動(dòng)效率 2020 4 13 吉林大學(xué) 常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)方案 常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)概述常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上布置有中間差速器 其作用是把驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞給前后車輪 同時(shí)吸收前后車輪的轉(zhuǎn)速差 分類1 固定扭矩分配方式 前后扭矩分配比一定 中間差速器鎖死方式 中間差速器差動(dòng)限制方式2 變動(dòng)扭矩分配方式 被動(dòng)扭矩分配方式 利用前后輪轉(zhuǎn)速差分配扭矩 主動(dòng)扭矩分配方式 電子控制分配扭矩 2020 4 13 吉林大學(xué) 常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)固定扭矩分配方式 固定扭矩分配方式的特點(diǎn)固定扭矩分配方式利用布置的中間差速器把扭矩分配到前后車輪 扭矩分配比取決于中間差速器的結(jié)構(gòu) 多數(shù)為50 50 中間差速器鎖死方式汽車正常行駛時(shí) 中間差速器自由差動(dòng) 下圖為當(dāng)一個(gè)車輪陷進(jìn)泥坑 差速器鎖死與不鎖死情況下的示意圖 如左圖 當(dāng)作前輪陷進(jìn)泥坑時(shí) 司機(jī)將中間差速器鎖死 后輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力 使汽車擺脫拋錨的危險(xiǎn) 而右圖中差速器沒(méi)鎖死發(fā)生拋錨現(xiàn)象 2020 4 13 吉林大學(xué) 常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)固定扭矩分配方式 中間差速器差動(dòng)限制方式1 布置方式 并列布置 把粘性聯(lián)軸節(jié)或液壓式多片離合器等差動(dòng)限制裝置和中間差速器并列布置 直列布置 把粘性聯(lián)軸節(jié)布置在前后驅(qū)動(dòng)輪系之間2 采用的差速器形式 行星齒輪式中間差速器 錐齒輪式差速器 粘性聯(lián)軸節(jié)差動(dòng)式中間差速器 液壓多片離合器差動(dòng)限制式中間差速器 2020 4 13 吉林大學(xué) 常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)變動(dòng)扭矩分配方式 變動(dòng)扭矩分配方式的特點(diǎn)汽車在行進(jìn)中能適應(yīng)行駛狀態(tài)和路面情況 把驅(qū)動(dòng)扭矩合理的分配給前后輪 能充分發(fā)揮各輪胎的驅(qū)動(dòng)力 并提高操縱穩(wěn)定性 被動(dòng)扭矩分配方式1 特點(diǎn)a 依靠前后輪轉(zhuǎn)速差分配扭矩 其結(jié)構(gòu)緊湊 成本低b 傳遞的扭矩小 適用于微型車和輕型車2 結(jié)構(gòu)在前置前驅(qū)汽車上追加一個(gè)分動(dòng)器 把傳動(dòng)軸延長(zhǎng)使之能驅(qū)動(dòng)后輪 再適當(dāng)?shù)牟贾靡粋€(gè)粘性聯(lián)軸節(jié) 就實(shí)現(xiàn)了四輪驅(qū)動(dòng)方案 如圖 2020 4 13 吉林大學(xué) 被動(dòng)扭矩分配方式 3 聯(lián)軸節(jié)形式a 左右扭矩分配式粘性聯(lián)軸節(jié)汽車正常行駛時(shí) 粘性聯(lián)軸節(jié)的殼體和內(nèi)板以近似相同的轉(zhuǎn)速作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)扭矩沒(méi)有分配到后輪上 汽車相當(dāng)于前置前驅(qū) 當(dāng)前后輪有哪一個(gè)車輪發(fā)生打滑空轉(zhuǎn)時(shí) 外板和內(nèi)板間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng) 粘性聯(lián)軸節(jié)工作使汽車變成四輪驅(qū)動(dòng) b 液力偶合器主要利用工作油通過(guò)節(jié)流孔產(chǎn)生的粘性阻力來(lái)傳遞扭矩 2020 4 13 吉林大學(xué) 被動(dòng)扭矩分配方式 聯(lián)軸節(jié)形式 c 軸向柱塞泵聯(lián)軸節(jié)其工作原理與液力偶合器完全相同d 轉(zhuǎn)翼式聯(lián)軸節(jié)前后輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差時(shí) 三翼板攪動(dòng)硅油使硅油變成壓力油推動(dòng)活塞滑動(dòng) 使?jié)袷蕉嗥x合器動(dòng)作開始傳遞扭矩 如圖 2020 4 13 吉林大學(xué) 主動(dòng)扭矩分配方式 主動(dòng)扭矩分配方式的特點(diǎn)利用電腦和各種傳感器不斷地判斷輪胎對(duì)地面的動(dòng)態(tài)附著力和司機(jī)的駕駛意圖 積極的控制汽車差速器的差動(dòng)狀態(tài) 平衡各輪的驅(qū)動(dòng)力 優(yōu)化汽車的各項(xiàng)性能 示例 奔馳4瑪奇克該車的車載電腦對(duì)車輪轉(zhuǎn)速 汽車車速 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度 制動(dòng)力進(jìn)行判斷 控制油壓并驅(qū)動(dòng)相關(guān)離合器動(dòng)作 自動(dòng)的將中間差速器和后差速器鎖死 自動(dòng)的切換成后二輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng) 并可從四種運(yùn)行模式中自選一種最佳的運(yùn)動(dòng)模式 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪汽車的行駛特性 壞路的通過(guò)性1 階梯路面的攀升后輪驅(qū)動(dòng)汽車 前輪頂住時(shí) 后輪驅(qū)動(dòng)力再大也沒(méi)用 前輪驅(qū)動(dòng)汽車 前輪雖然能抬起 但抬起瞬間車輪失去對(duì)階梯壁面的壓力 汽車退回 恢復(fù)原狀 四輪驅(qū)動(dòng)汽車 后輪驅(qū)動(dòng)力使前輪壓在階梯壁面 前輪驅(qū)動(dòng)力使前車輪抬起 從而使汽車攀升到階梯之上 2 單輪被支起或落到深坑中對(duì)于不裝用差動(dòng)限制裝置的二輪驅(qū)動(dòng)汽車完全不能行駛 即使四輪驅(qū)動(dòng) 如果在差速器上沒(méi)有差動(dòng)限制裝置或沒(méi)有裝用差動(dòng)鎖死裝置的話也不能行駛 這種情況下 汽車必須使用粘性聯(lián)軸節(jié)或差速器鎖死裝置 才能解決問(wèn)題 2020 4 13 吉林大學(xué) 壞路的通過(guò)性 3 雙摩擦系數(shù)路面此類路況如汽車單側(cè)前后輪碰到冰面或水濕路面 會(huì)使得路面摩擦系數(shù)十分小 如果踏動(dòng)制動(dòng)踏板 汽車可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重側(cè)滑或圍繞自身重心旋轉(zhuǎn) 在汽車上裝用差速器差動(dòng)限制裝置后 不僅能抑制車輪打滑 還能使另一側(cè)的車輪產(chǎn)生數(shù)倍大的驅(qū)動(dòng)力 使汽車擺脫困境 這種裝置同時(shí)適用于二輪與四輪驅(qū)動(dòng)汽車 但在四輪驅(qū)動(dòng)汽車上會(huì)更有效 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向性 轉(zhuǎn)向性分析圖示為汽車轉(zhuǎn)彎中單側(cè)前后輪的模型 如果轉(zhuǎn)彎過(guò)程中無(wú)加減速 勻速行駛 此時(shí)的汽車轉(zhuǎn)向性取決于作用在前后輪上的轉(zhuǎn)向力大小 如果前輪轉(zhuǎn)向力大于后輪轉(zhuǎn)向 汽車將發(fā)生過(guò)轉(zhuǎn)向現(xiàn)象 如果前輪轉(zhuǎn)向力較小時(shí)汽車將發(fā)生轉(zhuǎn)向不足問(wèn)題 2020 4 13 吉林大學(xué) 各種形式四輪驅(qū)動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向 四輪直接連接的四輪驅(qū)動(dòng)汽車急轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)現(xiàn)象 轉(zhuǎn)向盤變得沉重 輪胎出現(xiàn)前后方向打滑 這將使汽車失去側(cè)向力 此類汽車只能在轉(zhuǎn)彎半徑比較大的道路上使用 轉(zhuǎn)彎制動(dòng)性解決途徑單向超越離合器是一種只能單方面?zhèn)鬟f扭矩的機(jī)構(gòu) 如圖外環(huán)動(dòng)力來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)環(huán)接前驅(qū)動(dòng)軸 汽車直線行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳遞給前后輪 此時(shí)為四輪驅(qū)動(dòng) 轉(zhuǎn)彎時(shí) 前輪比后輪轉(zhuǎn)動(dòng)快 單向超越離合器空轉(zhuǎn) 前輪和發(fā)動(dòng)機(jī)間的傳動(dòng)被切斷而成為后輪驅(qū)動(dòng) 從而解決了轉(zhuǎn)向制動(dòng)問(wèn)題 2020 4 13 吉林大學(xué) 各種形式四輪驅(qū)動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向 中間差速器無(wú)差動(dòng)限制方式的四輪驅(qū)動(dòng)此類汽車前后輪的驅(qū)動(dòng)扭矩分配比固定不變 在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中如果突然緊急加速的話 其前后車輪所獲得的驅(qū)動(dòng)扭矩急劇增加 結(jié)果使前輪側(cè)向力變得十分小 有時(shí)甚至為零 使汽車沖出彎道 可變扭矩分配方式的常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)由于差動(dòng)限制裝置的作用 即便前輪有較大滑動(dòng) 但是驅(qū)動(dòng)扭矩開始向后輪轉(zhuǎn)移 從而抑制了前輪的滑動(dòng) 使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性 驅(qū)動(dòng)力分配控制方式的四輪驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的分配問(wèn)題極大的影響著汽車的轉(zhuǎn)向性 此類方式能根據(jù)行駛狀態(tài)合理分配前后輪驅(qū)動(dòng)力 所以比較理想 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的制動(dòng) 概述在二輪驅(qū)動(dòng)汽車上 前后輪完全獨(dú)立 制動(dòng)時(shí) 前后輪制動(dòng)力互不相關(guān) 而四輪驅(qū)動(dòng)汽車其前后驅(qū)動(dòng)輪總是以某種形式互相連接在一起 制動(dòng)時(shí) 前后制動(dòng)器互相影響 使汽車的制動(dòng)性發(fā)生很大的變化 輪胎抱死時(shí)汽車的運(yùn)動(dòng)1 前輪抱死前輪失去轉(zhuǎn)向性 后輪沒(méi)抱死 仍產(chǎn)生充分的側(cè)向力 致使汽車沿彎道切線方向沖出道路 2 后輪抱死后輪失去側(cè)向力并且產(chǎn)生橫向打滑 使汽車?yán)@自身重心旋轉(zhuǎn)直至停車 3 前后輪同時(shí)抱死前后輪全都失去側(cè)向力 汽車仍按輪胎抱死前的運(yùn)動(dòng)路線繼續(xù)向前行駛 直至停車 2020 4 13 吉林大學(xué) 制動(dòng)防抱死系統(tǒng) 功能通過(guò)控制車輪的制動(dòng)扭矩 使輪胎的滑動(dòng)率處于最佳范圍 在車輪不抱死的情況下使輪胎產(chǎn)生最大的制動(dòng)力 同時(shí)在保持較高方向穩(wěn)定性的前提下在最短距離內(nèi)達(dá)到制動(dòng)效果 從而提高整車的制動(dòng)力和轉(zhuǎn)彎力 原理滑動(dòng)率 s v vt 100 v其中 v 汽車速度vt 輪胎速度s 15 20 時(shí) 制動(dòng)力系數(shù)達(dá)到最大值 通過(guò)控制滑動(dòng)率大小從而達(dá)到控制制動(dòng)力大小的目的 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的制動(dòng)防抱死系統(tǒng) 不足在二輪驅(qū)動(dòng)汽車上發(fā)展起來(lái)的制動(dòng)防抱死系統(tǒng)并不能直接用到四輪驅(qū)動(dòng)汽車上 原因有 a 四輪汽車車速檢測(cè)困難 檢測(cè)出的最高車速容易使控制系統(tǒng)造成誤判 b 制動(dòng)系的振動(dòng)過(guò)大 防抱死系統(tǒng)的工作原理是加大制動(dòng)力使車輪即將抱四時(shí)再減少制動(dòng)力 這樣反復(fù)自動(dòng)控制 由于四驅(qū)動(dòng)系慣性相對(duì)較大 就導(dǎo)致了更大的振動(dòng) 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動(dòng)汽車的制動(dòng)防抱死系統(tǒng) 問(wèn)題的解決方案1 在制動(dòng)防抱死系統(tǒng)起作用時(shí) 使差動(dòng)限制裝置的作用減弱 例如 使粘性聯(lián)軸節(jié)傳遞的扭矩變小 或使其正反向所傳遞的扭矩不同等 2 在制動(dòng)防抱死系統(tǒng)起作用時(shí) 把前后驅(qū)動(dòng)輪系分離開來(lái) 使汽車自動(dòng)的變?yōu)槎嗱?qū)動(dòng)汽車 3 采用加速度傳感器 判斷路面摩擦系數(shù)大小 進(jìn)而利用制動(dòng)控制程序進(jìn)行制動(dòng)控制 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)型式對(duì)汽車行駛性能的影響 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)型式對(duì)縱向動(dòng)力學(xué)的影響 由于前軸與后軸載荷不同及汽車質(zhì)心位置變化的影響 前輪驅(qū)動(dòng)與后輪驅(qū)動(dòng)對(duì)附著系數(shù)的利用率不同 而全輪驅(qū)動(dòng)的牽引性能則受轉(zhuǎn)矩分配率的影響 2020 4 13 吉林大學(xué) 牽引性能的表征 等效爬坡度可用于表征汽車牽引性能 汽車在坡道上必須首先克服坡度阻力 如果汽車再加速 便有加速阻力 忽略風(fēng)阻與旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的等效慣性力 驅(qū)動(dòng)輪傳遞的縱向力有 傳遞此縱向力所必須的摩擦系數(shù)為 若各輪附著系數(shù)相同 則等效爬坡度與相同 2020 4 13 吉林大學(xué) 前軸驅(qū)動(dòng)與后軸驅(qū)動(dòng)車的牽引性能 前軸 后軸驅(qū)動(dòng)車克服等效爬坡度所需摩擦系數(shù)為 給出輪胎與路面之間附著系數(shù) 則等效爬坡度為 2020 4 13 吉林大學(xué) 全輪驅(qū)動(dòng)汽車力矩分配 如果是平衡式全輪驅(qū)動(dòng) 有中央差速器 則要按一定比例分配前后軸間的驅(qū)動(dòng)力矩 后軸的力矩分配系數(shù)為 對(duì)前軸驅(qū)動(dòng) 0 后輪驅(qū)動(dòng) 1 一些全輪驅(qū)動(dòng)汽車對(duì)力矩分配的選擇情況如下 audi 0 5bmw325ix 0 63benz4matic 0 65 2020 4 13 吉林大學(xué) 全輪驅(qū)動(dòng)汽車等效爬坡度 如果傳遞前軸力矩所需的摩擦系數(shù)大于后軸的 則前軸車輪先打滑 相反則后軸車輪先打滑 前軸車輪先打滑時(shí) 等效爬坡度為 后軸車輪先打滑時(shí) 等效爬坡度為 2020 4 13 吉林大學(xué) 各種驅(qū)動(dòng)型式汽車牽引性能的比較 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動(dòng)型式對(duì)橫向動(dòng)力學(xué)的影響 由于庫(kù)侖摩擦圓的作用 驅(qū)動(dòng)方式對(duì)橫向動(dòng)力學(xué)的影響使驅(qū)動(dòng)輪所能傳遞的側(cè)向力小于非驅(qū)動(dòng)輪的 在一般路面的行駛范圍內(nèi) 現(xiàn)代轎車中的駕駛員是感覺(jué)不到這種差異的 在前輪驅(qū)動(dòng)時(shí) 僅是驅(qū)動(dòng)力對(duì)轉(zhuǎn)向舒適性有些不良影響 在物理極限范圍中或在摩擦系數(shù)小的路面上 這種驅(qū)動(dòng)影響才明顯表露出來(lái) 前輪驅(qū)動(dòng)時(shí) 前軸首先達(dá)到附著檢限 汽車向前駛出彎道 表現(xiàn)為不足轉(zhuǎn)向 后輪驅(qū)動(dòng)汽車通過(guò)調(diào)整行駛機(jī)構(gòu)也可使汽車在極限區(qū)域內(nèi)為不足轉(zhuǎn)向 如果驅(qū)動(dòng)輪超過(guò)牽此檢限 打滑并喪失后軸的側(cè)向?qū)蚰芰?則當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩較大或在平滑道路上行駛時(shí) 固有轉(zhuǎn)向特性將可能變?yōu)閲?yán)重的過(guò)多轉(zhuǎn)向 2020 4 13 吉林大學(xué) 全輪驅(qū)動(dòng)汽車優(yōu)缺點(diǎn) 全輪驅(qū)動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)在附著系數(shù)小的道路上特別明顯 因?yàn)橥七M(jìn)力分配在兩軸上 在總的推進(jìn)力相同情況下 車輪可傳遞較大的側(cè)向力 因?yàn)闆](méi)有一個(gè)車輪單獨(dú)超過(guò)附著極限 不過(guò)全輪驅(qū)動(dòng)也存在根本性的困難問(wèn)題 駕駛員總是很晚才察覺(jué)到汽車已逼近行駛動(dòng)態(tài)的極限 因?yàn)樗幌髥屋S驅(qū)動(dòng)那樣通過(guò)不足轉(zhuǎn)向或過(guò)多轉(zhuǎn)向的增大明顯告知駕駛員 因?yàn)樗妮喚鶄鬟f驅(qū)動(dòng)力 當(dāng)在平坦的彎道上達(dá)到很高的速度以及后軸分配力矩較多時(shí) 只有很少的側(cè)向力儲(chǔ)備使汽車保持穩(wěn)定 2020 4 13 吉林大學(xué) 全輪驅(qū)動(dòng)汽車改善穩(wěn)定性的措施 基于這一原因 benz特別選擇了自動(dòng)轉(zhuǎn)換的4輪驅(qū)動(dòng)案 4matic 一般情況下 4mat