教材四轮驱动系统开发Word格式文档下载.docx
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（二）城市SUV的四驱系统典型布置………………………………………………………4
（三）关键零部件工作原理…………………………………………………………………5
四、各种产品的开发应用成果…………………………………………………4
（一）代表性产品的应用案例………………………………………………………………4
（二）不同形式适时四驱系统的应用效果…………………………………………………5
四轮驱动系统开发的重要性
本节从市场、技术等方面阐述开发四轮驱动汽车的可行性和重要性，通过市场分析、技术分析，了解四轮驱动汽车的市场机遇和技术优势，为分析以后产品开发和技术发展的方向提供参考。
一、客户对四轮驱动SUV汽车的需求
在汽车诞生之初，人们就意识到四轮驱动汽车在克服坏路方面的优势，开发出各种四轮驱动车型。
如载重汽车、拉力赛车和军用车辆，比如典型的吉普车。
由于技术、成本、油耗等方面的限制，四驱驱动汽车只在小部分车型上应用，在很长时间以来并没有得到大规模的应用，主要基于以下几点原因：
（一）传统四轮驱动汽车操作复杂，对驾驶员的要求高，不能方便的被普通用户接受；
（二）零部件增加，产量低，导致制造成本高；
（三）传动效率低，损失大，油耗高，与日益高涨的环保要求冲突；
（四）四驱系统带来良好性能的同时，还有一系列弊端，这些技术上的难题很长时间没有得到很好的解决。
但人们并没有放弃追求冒险、越野、以及车辆的运动性能，越野SUV的优良性能始终是许多用户追求的目标。
二、四轮驱动汽车的运动特性
（一）坏路通过性
通过接近轮胎半径的障碍物时，前轮驱动轿车因缺少方向的驱动力而无法通过障碍物，后来驱动汽车因缺少方向的驱动力而无法通过障碍物，只有四轮驱动汽车才能顺利的通过障碍物。
（二）动力性
1.轮胎获得的驱动力与载荷成正比，加速时重心转移
2.四轮直接联动的汽车，加速时前后轮产生的滑动量相同，但驱动力却不相同，通过调整前后轴驱动力，获得良好的加速性
3.用伞式齿轮中间差速器的汽车，前后轮驱动扭矩相同，如果不采用差动限制装置的话，不能充分利用路面的摩擦系数
4.采用行星齿轮中间差速器，可以调整前后轴扭矩分配
5.采用柔性（粘性）连接的汽车，可以根据需要调整扭矩分配
（三）转向性
1.前轮驱动汽车扭矩增加时，会增加汽车不足转向趋势
2.后轮驱动汽车驱动扭矩增加时，会增加汽车过度转向趋势
3.四轮直接连接的汽车，转向时会出现转弯制动现象
4.
驱动力合理分配的汽车，能获得最佳的转向性能（随着电子技术的发展，电子控制成为较好的方式）
（四）制动性
1.两轮驱动的汽车，前后轮制动独立。
四轮驱动的汽车，前后轮以某种方式连接，所以制动时相互影响。
2.四轮直接连接的汽车，制动时出现前后轮同时抱死的现象。
同时抱死的情况，比后轮先抱死的危险性小
3.但一般二轮驱动轿车，都设计成前轮先抱死，所以跟前轮先抱死的情况比，危险性增加
4.为避免上述问题，要在制动时使前后轴的联系变弱或切断。
城市SUV的适时四驱系统，通过电控标定能很好的解决这个问题
5.二轮驱动汽车的防抱死系统，不能直接用在四轮驱动汽车上
三、运用新技术提升产品竞争力
随着汽车技术的进步、电子控制技术的发展，成本更低、经济性更好的四轮驱动系统诞生，这些利用新技术的产品近年来激发了城市中生活的人群拥有SUV车型的梦想。
今年来，具备越野SUV形象，但成本和燃油消耗增加很少的城市SUV车型，成为市场增长的热点。
各主机厂都看中这样的市场空间，都在积极开发城市SUV车型。
应用新技术的四驱车型明显提高了两大方面的性能：
（一）基本的越野需求
在两轮驱动难以通过的地方，使另外两轮也参与驱动，或者将驱动力尽可能分配给多个轮胎，从而提高汽车的通过性。
（二）更高的安全和驾驶性能
提高汽车的行驶、转向、制动性能。
利用一些结构，按司机的驾驶意图，综合的控制发动机功率、横向加速度、制动力等，把扭矩合理的分配给前后轮。
从而提升驾驶乐趣和安全。
传统四轮驱动系统的问题解析
传统的四轮驱动系统，会有诸多方面的问题，降低了四驱车型的性能，产品开发中需要围绕这些问题制定合理的解决方案。
一、
转弯制动问题
车辆在转弯时，各个车轮的转速不同，但是动力的传输只有一个，即动力输出轴只有一个，如果直接用传动轴连接各个车轮，将会导致若干问题：
（一）转弯制动
（二）轮胎磨损
（三）制动时同时抱死
为解决上述问题，需要制定解决方案，即在传动轴上安装差速器，其工作原理如下：
差速器的形式：
（一）伞齿轮差速器
（二）行星齿轮差速器等
根据以上理论分析，为保证四轮驱动的汽车顺利行驶，应该装备个差速器，应分别布置在、、的位置。
二、
坏路驱动力问题
在上述问题中，差速器很好的解决了车辆行驶时车轮需要以不同转速运动的问题，但从力学角度分析，差速器传递给两个输出轴的力矩始终相等，这样会带来什么样的问题呢？
试想普通的前轮驱动汽车，如果一侧前轮悬空或者打滑，会出现什么样的情况呢？
为解决上述问题，可行的措施有：
（一）
（二）
三、传动效率问题
相对两驱车型，四驱车型在传动方面有以下问题：
（一）相对两驱车型零部件增多，整车重量增大
（二）传动系复杂，摩擦副多
（三）润滑系统复杂，密封圈多，摩擦力矩大
可行的解决方案：
（一）根据不同路面需要，进行两驱和四驱的自动选择，即适时四驱系统
（二）设计轻量化，减少扭矩储备
四、
振动和噪声问题
相对于两驱车型，四驱车型需要把动力传输到四个车轮，所以;
（一）四轮驱动使用大量的联轴节
（二）零部件数量多，传动间隙点多
以上结构会导致传动系共振点增多，振动较大。
解决方案：
（一）采用等速万向节
（二）使用橡胶件吸收振动，改变系统固有频率；
（三）控制传动系零部件配合间隙
城市SUV的四轮驱动系统方案
一、城市SUV的四轮驱动系统设计基础
（一）客户期望的性能
1.主要适用于城市行驶，兼顾小部分越野性能
2.低油耗
3.低成本
（二）产品设计的基础
1.基于普通轿车的技术基础；
2.以前横置发动机前驱为主
传统的SUV车型基本分为两种驱动形式：
即和，城市SUV为充分平衡上述两种驱动形式的优缺点，开发出新的驱动形式，即。
这种四驱系统具有如下特点：
1.只在需要的时候使用四驱系统，降低油耗
倾向于城市路况，不考虑过于苛刻的道路条件，降低设计余量和成本
2.利用电子技术实现自动化，方便操作
二、城市SUV的四驱系统典型布置
城市SUV基本上都是由普通轿车更改设计演变而来，出于开发成本和客户需要的考虑，基本上都采用如下布置方式：
基于普通轿车的设计基础，讨论设计时应注意的问题。
三、
关键零部件工作原理
（一）分动器/取力器
基本功能是将变速箱传出的力矩，通过齿轮或链传动等方式，传递到前后轴。
典型的SUV车型都有这种部件。
由于结构布置，四驱能力的不同，同时分动器在应用时一般集合其它功能（如差动、锁止、电控），所以形式多样、结构复杂，此处不再详述。
（二）差速器
车辆在转弯时，四个车轮的速度各不相同，为了使车辆能够顺利转弯，必须使各段传动轴具有不同的转速。
两个前轮速度差——前差速器
两个后轮速度差——后差速器
前、后轴速度差——中间差速器
对于全时四驱车型，必须有以上三个差速器。
而对于分时四驱和适时四驱车型，因为在转弯行驶时，基本上都切换到了两轮驱动，同时有些联轴节也吸收一部分差速，所以不必单独安装中间差速器。
（三）联轴节
1.联轴节的功能
i.差速——在弯道时，前后轴转速不同
ii.锁止（限动）——在需要时将前后轴连接起来，向后者传输动力
iii.扭矩分配（调节）——根据需要调整向后轮输出的动力大小
联轴节决定了四轮驱动的工作方式、传递的扭矩、反应速度、越野能力和行驶性能，当然不同的装置对油耗、成本也有影响。
实现以上功能的联轴节可以分成机械控制和电子控制两大类。
下面介绍几种联轴节。
2.不同结构的联轴节
i.
粘性联轴节（粘液耦合器）
结构是一个装有粘稠硅油的密闭容器，两端各有一个钢片连接前后轴。
当前轮打滑后，前轮钢片搅动硅油同向流动，带动后轮钢片旋转使后轮获得一部分发动机扭矩。
特点：
结构简单。
只有在前后轮速度差很大时才向后轮输出动力。
反应时间长，传动的动力低。
ii.液压耦合器/电控液压耦合器
当前后轮出现速度差时，转速差作为动力，向一侧泵油，油压使离合器片结合，将动力输出到后轮。
但只有在前后轮出现速度差时才向后轮输出动力。
反应时间长。
电控液压耦合器与液压耦合器原理类似，增加的电控功能，需标定可以缩短四驱反应时间。
比前两种反应速度有所提高。
可以进行四驱预设。
iii.电控多片离合器
一组离合器片连接前轮，另一组连接后轮，平时离合器不接合，车辆处于前驱状态，当前轮打滑时电子系统会根据打滑程度对离合器施加大小不等的压力，使离合片不同程度接合，将前轮扭矩分配给后轮。
反映速度快，离合器的刚性连接要比油液传递效率更高。
iv.
（四）传动轴
相对两驱车型，增加中间传动轴和后传动轴。
核心在于连接点选择及与NVH相关的设计。
各种产品的开发应用成果
一、代表性产品的应用案例
通过四驱的开关可以了解一些四驱车型的工作方式。
所以下面介绍一下四驱车型上可能存在的几种开关：
途胜奇骏、逍客
二、不同类型的适时四驱系统应用效果
参照视频分析各种不同的适时四驱系统的应用效果。
（一）
粘性耦合器
（二）
液压耦合器
（三）
多片离合器
为什么以上观察到的不同的四驱系统克服障碍物的能力会有差异？
从回顾前面学习的内容，从原理上进行分析。
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