四輪驅(qū)動汽車構(gòu)造及原理全部.ppt

2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動汽車的構(gòu)造及原理 2020 4 13 吉林大學(xué) 內(nèi)容提要 四輪驅(qū)動汽車的概述四輪驅(qū)動的主要裝置驅(qū)動系的總布置形式四輪驅(qū)動的分類及特點四輪驅(qū)動汽車的行駛特性驅(qū)動型式對汽車行駛特性的影響 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動汽車的概述 四輪驅(qū)動汽車的引入最初 對四輪驅(qū)動汽車僅僅注意其牽引性 即在二輪驅(qū)動難以通過的地方使另外的二輪也參與驅(qū)動 或者是將強(qiáng)大的動力盡可能的分配給多個輪胎 從而提高汽車的通過性 最近 高性能轎車也開始采用四輪驅(qū)動了 此類汽車使用四輪驅(qū)動不僅僅為了提高汽車的牽引性和通過性 更重視汽車的行駛性 轉(zhuǎn)向性和制動性 為了達(dá)到上述要求 四輪驅(qū)動系統(tǒng)采用分動器 中間差速器 差動限制裝置等一系列裝置 自動的或按司機(jī)駕駛意圖綜合的控制發(fā)動機(jī)功率及制動力 盡可能的降低功率損失 把驅(qū)動扭矩合理的分配給前后車輪 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動汽車的概述 四輪驅(qū)動汽車的概念四輪驅(qū)動汽車是具有將發(fā)動機(jī)的動力傳遞給四個車輪 并通過這些車輪驅(qū)動 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)爭加速了越野四輪驅(qū)動汽車的發(fā)展3 四輪驅(qū)動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)動汽車5 四輪驅(qū)動汽車向?qū)嵱闷嚪较虻陌l(fā)展6 高性能轎車的四輪驅(qū)動化 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動汽車的概述 四輪驅(qū)動系統(tǒng)總布置圖1 將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力傳遞給變速器 然后利用分動器把動力分配給前后傳動軸 接著通過傳動軸將動力傳遞給前后差速器 與各個差速器相連接的半軸使四個輪胎旋轉(zhuǎn) 如方案12 許多時候不使用分動器 而在分動器的位置上布置中間差速器 它具有差動功能 又稱軸間差速器 如方案23 對于前輪驅(qū)動轎車 四輪驅(qū)動化時 為了解決布置困難的問題 常將變速器中間差速器和前差速器布置到一個殼體中 如方案3 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動的主要裝置 分動器差速器差動限制裝置粘性聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié) 2020 4 13 吉林大學(xué) 分動器 分動器的作用把變速器傳遞來的動力分配給前后驅(qū)動輪系分動器結(jié)構(gòu)分類1 直接連接式分動器一種為圖中的短時四輪驅(qū)動的分動器 切換裝置布置在分動器內(nèi) 當(dāng)圖中的爪式離合器接通時即成為前后輪直接連接的四輪驅(qū)動 反之即為后輪驅(qū)動 另一種為裝有變速裝置的分動器 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 通過爪式離合器進(jìn)行二輪或四輪驅(qū)動的切換 2020 4 13 吉林大學(xué) 分動器結(jié)構(gòu)分類 2 液壓多片離合器式分動器當(dāng)液壓多片離合器分離時 汽車為后輪驅(qū)動 多片離合器強(qiáng)烈結(jié)合在一起時 發(fā)動機(jī)的動力也能傳遞給前輪 3 中間差速器鎖死式分動器通過中間差速器 可以把發(fā)動機(jī)動力按一定比例分配給前后驅(qū)動輪系 此種形式分動器大多數(shù)采用爪時離合器 司機(jī)在座椅上遙控操作 或該裝置自動動作使中間差速器鎖死 2020 4 13 吉林大學(xué) 分動器結(jié)構(gòu)分類 4 驅(qū)動力前后分配式分動器這種分動器利用粘性聯(lián)軸節(jié)或液壓裝置驅(qū)動后輪 其功能只是把驅(qū)動扭矩分配給前后輪 5 中間差速器差動限制式分動器主要利用前后驅(qū)動輪系的轉(zhuǎn)速差來限制中間差速器的差動 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)合時粗暴影響汽車行駛狀態(tài)的缺點 右圖為其兩種形式 2020 4 13 吉林大學(xué) 分動器的布置形式 獨(dú)立式分動器這種分動器單獨(dú)使用自己的殼體 是一個獨(dú)立的總成 如圖 左側(cè)為后輪驅(qū)動系的原布置方案 右側(cè)為四輪驅(qū)動時的布置方案 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 差速器式分動器這種形式主要用于發(fā)動機(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器主要用于發(fā)動機(jī)前縱置的四輪驅(qū)動汽車上 從而使結(jié)構(gòu)緊湊 如圖 在發(fā)動機(jī)后端布置了變速 分動器 通過它將動力分配給后輪 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)速相同時小齒輪不轉(zhuǎn)動 差速器的齒輪托架和兩個側(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 小齒輪被迫作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動吸收左右車輪的轉(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 有時為減輕小齒輪的工作負(fù)荷 也有使用4個小齒輪的 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) 在前后傳動軸的轉(zhuǎn)速相同時 小齒輪不轉(zhuǎn)動 整個機(jī)構(gòu)一同旋轉(zhuǎn) 當(dāng)前后傳動軸轉(zhuǎn)速不同時 中心齒輪和行星齒輪托架的轉(zhuǎn)速差使小齒輪轉(zhuǎn)動 并吸收前后傳動軸的轉(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中心齒輪并列布置 使用行星齒輪托架把兩個中心齒輪連接起來 動力從左側(cè)的中心齒輪輸入 由行星齒輪托架驅(qū)動前輪 右側(cè)的中心齒輪驅(qū)動后輪 2020 4 13 吉林大學(xué) 差動限制裝置 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)動力時 另一側(cè)車輪也不能產(chǎn)生驅(qū)動力 致使汽車拋錨 差動限制裝置的出現(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 而當(dāng)單側(cè)車輪空轉(zhuǎn)時限制其差動 分類1 扭矩感應(yīng)式差動限制裝置差動限制裝置能感應(yīng)到差速器的差動扭矩 當(dāng)扭矩過大時自動的限制差速器的差動 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)式差動限制裝置差動限制裝置能感知到差速器的差動速度 當(dāng)差動速度較大時 自動的限制差速器的差動 主要指粘性聯(lián)軸節(jié) 2020 4 13 吉林大學(xué) 典型差動限制裝置 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 由于差速器扭矩的作用 用凸輪把摩擦片壓緊 2 工作原理 主動小齒輪驅(qū)動齒環(huán) 差速器小齒輪驅(qū)動側(cè)齒輪 使整個差速器一起旋轉(zhuǎn) 當(dāng)左右輪轉(zhuǎn)速差變大時 中間部分的左右端面凸輪因傳遞扭矩過大而分離 把左右兩個側(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 這種裝置差動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)生相對旋轉(zhuǎn)時 外板和內(nèi)板也發(fā)生相對的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動使高粘度的硅油內(nèi)部產(chǎn)生剪切力 該阻力將限制殼體和內(nèi)軸的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 從而達(dá)到傳遞扭矩的目的 2 特點 粘性聯(lián)軸節(jié)的優(yōu)點在于 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限制 2020 4 13 吉林大學(xué) 萬向聯(lián)軸節(jié) 用途連接四輪驅(qū)動汽車上的軸類零件 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)速一定時叉式聯(lián)軸節(jié)每轉(zhuǎn)一圈發(fā)生兩次加減速運(yùn)動 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) 萬向聯(lián)軸節(jié) 2 等速聯(lián)軸節(jié)主要特點是其傳動不因兩軸連接角而出現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速的波動 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)動系的總布置形式 因為目前的四輪驅(qū)動系大都是從二輪驅(qū)動系改造過來的 所以在進(jìn)行四輪驅(qū)動分類時必須考慮原二輪驅(qū)動的布置特點 四輪驅(qū)動的總布置分類以前縱置發(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 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動系的總部置形式 以前縱置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動為原型的四輪驅(qū)動1 布置方案在原型基礎(chǔ)上 在傳動軸前面的萬向聯(lián)軸節(jié)處布置一個分動器 并且在分動器前端布置一個傳動軸和前差速器 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動系的總部置形式 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)動機(jī)下面布置前驅(qū)動橋 前橋懸掛在彈簧上 汽車運(yùn)動時 前橋可隨彈簧上下顛動 由于原車發(fā)動機(jī)離地面較高且有較大的空間 一般不會有問題 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)動機(jī)油底殼做成一個總成來解決上述問題 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動系的總布置形式 以前縱置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動為原型的四輪驅(qū)動1 布置方案采用前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動汽車的布置方案2 產(chǎn)生的問題及解決方法a容易使發(fā)動機(jī)過分前移b可能使車體尺寸和重量都向前移為避免上述問題 選用發(fā)動機(jī)時 直列發(fā)動機(jī)最多為5缸六缸發(fā)動機(jī)需選用v6形式的 3 與原型車的對比結(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)動系的總部置形式 以前橫置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動為原型的四輪驅(qū)動1 布置方案將分動器布置到變速 差速器內(nèi) 形成變速 分動 差速器結(jié)構(gòu)2 特點結(jié)構(gòu)緊湊 發(fā)動機(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)動系的總布置形式 以中置發(fā)動機(jī)為原型的四輪驅(qū)動這種布置方案中 發(fā)動機(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)動慣量變小 從而提高了汽車的形式性能 后置發(fā)動機(jī)的四輪驅(qū)動由于發(fā)動機(jī)后置 導(dǎo)致后橋后移 后橋殼內(nèi)布置有變速機(jī)構(gòu) 分動機(jī)構(gòu)和差速機(jī)構(gòu) 這種四輪驅(qū)動汽車很少 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動的分類及特點 2020 4 13 吉林大學(xué) 短時四輪驅(qū)動方案 短時四輪驅(qū)動的概要短時四輪驅(qū)動可以自由的選擇四輪驅(qū)動或二輪驅(qū)動 比常時四輪驅(qū)動經(jīng)濟(jì)型好 而且不會拋錨 在四輪驅(qū)動且前后差速器全部鎖死狀態(tài)下 即便三個車輪不著地 只要有一個車輪著地 也能把發(fā)動機(jī)輸出的動力全部轉(zhuǎn)換為汽車的驅(qū)動力 短時四輪驅(qū)動加重了駕駛員的負(fù)擔(dān)駕駛員需要判斷出在哪一種場合該選用哪一種驅(qū)動方式 駕駛員也必須明白車輛的二輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動各有何優(yōu)缺點 駕駛員需要有熟練的駕駛技能 短時四輪驅(qū)動汽車的兩大特征1 越野性好2 難于使用 2020 4 13 吉林大學(xué) 短時四輪驅(qū)動汽車的切換機(jī)構(gòu) 機(jī)械離合器駕駛員拉動選擇拉桿來控制機(jī)械離合器從而完成二輪或四輪驅(qū)動的選擇 液壓多片離合器該離合器布置在多片式分動器內(nèi) 駕駛員在遇到緊急情況采取緊急制動或緊急加速時 可自動轉(zhuǎn)換成四輪驅(qū)動 液壓油壓力大小可根據(jù)發(fā)動機(jī)油門開度和車速大小加以控制 2020 4 13 吉林大學(xué) 短時四輪驅(qū)動汽車的傳動效率 效率問題短時四輪驅(qū)動汽車在二輪驅(qū)動時 2個非驅(qū)動輪不起驅(qū)動作用而在路上空轉(zhuǎn) 并且?guī)优c之相關(guān)的驅(qū)動輪系如半軸 差速器 傳動軸等也跟著空轉(zhuǎn) 從而消耗了大量的能量 降低了傳動效率 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)動時鎖死連接 在二輪驅(qū)動時分開空轉(zhuǎn) 使車輪不再帶動驅(qū)動輪系轉(zhuǎn)動而單獨(dú)空轉(zhuǎn) 從而減少了能量損失 提高了傳動效率 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) 通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以控制自由輪機(jī)構(gòu)和車輪自動的分離或嚙合 從而使驅(qū)動輪系中的大多數(shù)轉(zhuǎn)動件停止轉(zhuǎn)動以提高傳動效率 2020 4 13 吉林大學(xué) 常時四輪驅(qū)動方案 常時四輪驅(qū)動概述常時四輪驅(qū)動系統(tǒng)上布置有中間差速器 其作用是把驅(qū)動扭矩傳遞給前后車輪 同時吸收前后車輪的轉(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 中間差速器差動限制方式2 變動扭矩分配方式 被動扭矩分配方式 利用前后輪轉(zhuǎn)速差分配扭矩 主動扭矩分配方式 電子控制分配扭矩 2020 4 13 吉林大學(xué) 常時四輪驅(qū)動固定扭矩分配方式 固定扭矩分配方式的特點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 中間差速器自由差動 下圖為當(dāng)一個車輪陷進(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 司機(jī)將中間差速器鎖死 后輪產(chǎn)生驅(qū)動力 使汽車擺脫拋錨的危險 而右圖中差速器沒鎖死發(fā)生拋錨現(xiàn)象 2020 4 13 吉林大學(xué) 常時四輪驅(qū)動固定扭矩分配方式 中間差速器差動限制方式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)差動式中間差速器 液壓多片離合器差動限制式中間差速器 2020 4 13 吉林大學(xué) 常時四輪驅(qū)動變動扭矩分配方式 變動扭矩分配方式的特點汽車在行進(jìn)中能適應(yīng)行駛狀態(tài)和路面情況 把驅(qū)動扭矩合理的分配給前后輪 能充分發(fā)揮各輪胎的驅(qū)動力 并提高操縱穩(wěn)定性 被動扭矩分配方式1 特點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)汽車上追加一個分動器 把傳動軸延長使之能驅(qū)動后輪 再適當(dāng)?shù)牟贾靡粋€粘性聯(lián)軸節(jié) 就實現(xiàn)了四輪驅(qū)動方案 如圖 2020 4 13 吉林大學(xué) 被動扭矩分配方式 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 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 驅(qū)動扭矩沒有分配到后輪上 汽車相當(dāng)于前置前驅(qū) 當(dāng)前后輪有哪一個車輪發(fā)生打滑空轉(zhuǎn)時 外板和內(nèi)板間產(chǎn)生相對滑動 粘性聯(lián)軸節(jié)工作使汽車變成四輪驅(qū)動 b 液力偶合器主要利用工作油通過節(jié)流孔產(chǎn)生的粘性阻力來傳遞扭矩 2020 4 13 吉林大學(xué) 被動扭矩分配方式 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 三翼板攪動硅油使硅油變成壓力油推動活塞滑動 使?jié)袷蕉嗥x合器動作開始傳遞扭矩 如圖 2020 4 13 吉林大學(xué) 主動扭矩分配方式 主動扭矩分配方式的特點利用電腦和各種傳感器不斷地判斷輪胎對地面的動態(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狀態(tài) 平衡各輪的驅(qū)動力 優(yōu)化汽車的各項性能 示例 奔馳4瑪奇克該車的車載電腦對車輪轉(zhuǎn)速 汽車車速 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度 制動力進(jìn)行判斷 控制油壓并驅(qū)動相關(guān)離合器動作 自動的將中間差速器和后差速器鎖死 自動的切換成后二輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動 并可從四種運(yùn)行模式中自選一種最佳的運(yùn)動模式 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪汽車的行駛特性 壞路的通過性1 階梯路面的攀升后輪驅(qū)動汽車 前輪頂住時 后輪驅(qū)動力再大也沒用 前輪驅(qū)動汽車 前輪雖然能抬起 但抬起瞬間車輪失去對階梯壁面的壓力 汽車退回 恢復(fù)原狀 四輪驅(qū)動汽車 后輪驅(qū)動力使前輪壓在階梯壁面 前輪驅(qū)動力使前車輪抬起 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于不裝用差動限制裝置的二輪驅(qū)動汽車完全不能行駛 即使四輪驅(qū)動 如果在差速器上沒有差動限制裝置或沒有裝用差動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 才能解決問題 2020 4 13 吉林大學(xué) 壞路的通過性 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 會使得路面摩擦系數(shù)十分小 如果踏動制動踏板 汽車可能會發(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)動力 使汽車擺脫困境 這種裝置同時適用于二輪與四輪驅(qū)動汽車 但在四輪驅(qū)動汽車上會更有效 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動汽車的轉(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)彎過程中無加減速 勻速行駛 此時的汽車轉(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)生過轉(zhuǎn)向現(xiàn)象 如果前輪轉(zhuǎn)向力較小時汽車將發(fā)生轉(zhuǎn)向不足問題 2020 4 13 吉林大學(xué) 各種形式四輪驅(qū)動汽車的轉(zhuǎn)向 四輪直接連接的四輪驅(qū)動汽車急轉(zhuǎn)彎時會出現(xiàn)制動現(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)動力來自發(fā)動機(jī) 內(nèi)環(huán)接前驅(qū)動軸 汽車直線行駛時發(fā)動機(jī)扭矩傳遞給前后輪 此時為四輪驅(qū)動 轉(zhuǎn)彎時 前輪比后輪轉(zhuǎn)動快 單向超越離合器空轉(zhuǎn) 前輪和發(fā)動機(jī)間的傳動被切斷而成為后輪驅(qū)動 從而解決了轉(zhuǎn)向制動問題 2020 4 13 吉林大學(xué) 各種形式四輪驅(qū)動汽車的轉(zhuǎn)向 中間差速器無差動限制方式的四輪驅(qū)動此類汽車前后輪的驅(qū)動扭矩分配比固定不變 在轉(zhuǎn)彎過程中如果突然緊急加速的話 其前后車輪所獲得的驅(qū)動扭矩急劇增加 結(jié)果使前輪側(cè)向力變得十分小 有時甚至為零 使汽車沖出彎道 可變扭矩分配方式的常時四輪驅(qū)動由于差動限制裝置的作用 即便前輪有較大滑動 但是驅(qū)動扭矩開始向后輪轉(zhuǎn)移 從而抑制了前輪的滑動 使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性 驅(qū)動力分配控制方式的四輪驅(qū)動驅(qū)動力的分配問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)動力 所以比較理想 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動汽車的制動 概述在二輪驅(qū)動汽車上 前后輪完全獨(dú)立 制動時 前后輪制動力互不相關(guān) 而四輪驅(qū)動汽車其前后驅(qū)動輪總是以某種形式互相連接在一起 制動時 前后制動器互相影響 使汽車的制動性發(fā)生很大的變化 輪胎抱死時汽車的運(yùn)動1 前輪抱死前輪失去轉(zhuǎn)向性 后輪沒抱死 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)動路線繼續(xù)向前行駛 直至停車 2020 4 13 吉林大學(xué) 制動防抱死系統(tǒng) 功能通過控制車輪的制動扭矩 使輪胎的滑動率處于最佳范圍 在車輪不抱死的情況下使輪胎產(chǎn)生最大的制動力 同時在保持較高方向穩(wěn)定性的前提下在最短距離內(nèi)達(dá)到制動效果 從而提高整車的制動力和轉(zhuǎn)彎力 原理滑動率 s v vt 100 v其中 v 汽車速度vt 輪胎速度s 15 20 時 制動力系數(shù)達(dá)到最大值 通過控制滑動率大小從而達(dá)到控制制動力大小的目的 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動汽車的制動防抱死系統(tǒng) 不足在二輪驅(qū)動汽車上發(fā)展起來的制動防抱死系統(tǒng)并不能直接用到四輪驅(qū)動汽車上 原因有 a 四輪汽車車速檢測困難 檢測出的最高車速容易使控制系統(tǒng)造成誤判 b 制動系的振動過大 防抱死系統(tǒng)的工作原理是加大制動力使車輪即將抱四時再減少制動力 這樣反復(fù)自動控制 由于四驅(qū)動系慣性相對較大 就導(dǎo)致了更大的振動 2020 4 13 吉林大學(xué) 四輪驅(qū)動汽車的制動防抱死系統(tǒng) 問題的解決方案1 在制動防抱死系統(tǒng)起作用時 使差動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 在制動防抱死系統(tǒng)起作用時 把前后驅(qū)動輪系分離開來 使汽車自動的變?yōu)槎嗱?qū)動汽車 3 采用加速度傳感器 判斷路面摩擦系數(shù)大小 進(jìn)而利用制動控制程序進(jìn)行制動控制 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動型式對汽車行駛性能的影響 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動型式對縱向動力學(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)動與后輪驅(qū)動對附著系數(shù)的利用率不同 而全輪驅(qū)動的牽引性能則受轉(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)動與后軸驅(qū)動車的牽引性能 前軸 后軸驅(qū)動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)動汽車力矩分配 如果是平衡式全輪驅(qū)動 有中央差速器 則要按一定比例分配前后軸間的驅(qū)動力矩 后軸的力矩分配系數(shù)為 對前軸驅(qū)動 0 后輪驅(qū)動 1 一些全輪驅(qū)動汽車對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 等效爬坡度為 后軸車輪先打滑時 等效爬坡度為 2020 4 13 吉林大學(xué) 各種驅(qū)動型式汽車牽引性能的比較 2020 4 13 吉林大學(xué) 驅(qū)動型式對橫向動力學(xué)的影響 由于庫侖摩擦圓的作用 驅(qū)動方式對橫向動力學(xué)的影響使驅(qū)動輪所能傳遞的側(cè)向力小于非驅(qū)動輪的 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不到這種差異的 在前輪驅(qū)動時 僅是驅(qū)動力對轉(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)動影響才明顯表露出來 前輪驅(qū)動時 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)動汽車通過調(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)動輪超過牽此檢限 打滑并喪失后軸的側(cè)向?qū)蚰芰?則當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩較大或在平滑道路上行駛時 固有轉(zhuǎn)向特性將可能變?yōu)閲?yán)重的過多轉(zhuǎn)向 2020 4 13 吉林大學(xué) 全輪驅(qū)動汽車優(yōu)缺點 全輪驅(qū)動汽車的優(yōu)點在附著系數(shù)小的道路上特別明顯 因為推進(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 因為沒有一個車輪單獨(dú)超過附著極限 不過全輪驅(qū)動也存在根本性的困難問題 駕駛員總是很晚才察覺到汽車已逼近行駛動態(tài)的極限 因為它不象單軸驅(qū)動那樣通過不足轉(zhuǎn)向或過多轉(zhuǎn)向的增大明顯告知駕駛員 因為四輪均傳遞驅(qū)動力 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 只有很少的側(cè)向力儲備使汽車保持穩(wěn)定 2020 4 13 吉林大學(xué) 全輪驅(qū)動汽車改善穩(wěn)定性的措施 基于這一原因 benz特別選擇了自動轉(zhuǎn)換的4輪驅(qū)動案 4matic 一般情況下 4mat