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1、四轮驱动汽车的构造及原理四轮驱动汽车的构造及原理6/2/2022吉林大学吉林大学内容提要内容提要四轮驱动汽车的概述四轮驱动的主要装置驱动系的总布置形式四轮驱动的分类及特点四轮驱动汽车的行驶特性驱动型式对汽车行驶特性的影响6/2/2022吉林大学吉林大学四轮驱动汽车的概述四轮驱动汽车的概述四轮驱动汽车的引入四轮驱动汽车的引入 最初，对四轮驱动汽车仅仅注意其牵引性，即在二轮驱动最初，对四轮驱动汽车仅仅注意其牵引性，即在二轮驱动 难以通过的地方使另外的二轮也参与驱动，或者是将强大的难以通过的地方使另外的二轮也参与驱动，或者是将强大的动力尽可能的分配给多个轮胎，从而提高汽车的通过性。动力尽可能的分配给
2、多个轮胎，从而提高汽车的通过性。 最近，高性能轿车也开始采用四轮驱动了。此类汽车使用最近，高性能轿车也开始采用四轮驱动了。此类汽车使用 四轮驱动不仅仅为了提高汽车的牵引性和通过性，更重视汽四轮驱动不仅仅为了提高汽车的牵引性和通过性，更重视汽车的行驶性、转向性和制动性。车的行驶性、转向性和制动性。 为了达到上述要求，四轮驱动系统采用分动器、中间差速为了达到上述要求，四轮驱动系统采用分动器、中间差速器、差动限制装置等一系列装置，自动的或按司机驾驶意图综器、差动限制装置等一系列装置，自动的或按司机驾驶意图综合的控制发动机功率及制动力，尽可能的降低功率损失，把驱合的控制发动机功率及制动力，尽可能的降低
3、功率损失，把驱动扭矩合理的分配给前后车轮。动扭矩合理的分配给前后车轮。6/2/2022吉林大学吉林大学四轮驱动汽车的概述四轮驱动汽车的概述四轮驱动汽车的概念四轮驱动汽车的概念 四轮驱动汽车是具有将发动机的动力传递给四个车轮，并通过这四轮驱动汽车是具有将发动机的动力传递给四个车轮，并通过这些车轮驱动、行驶的汽车。些车轮驱动、行驶的汽车。四轮汽车的发展历史四轮汽车的发展历史 1. 1. 能像马车一样行驶的汽车能像马车一样行驶的汽车 2. 2. 战争加速了越野四轮驱动汽车的发展战争加速了越野四轮驱动汽车的发展 3. 3. 四轮驱动赛车在方程式汽车大赛中的使用四轮驱动赛车在方程式汽车大赛中的使用 4.
4、 4. 在汽车拉力赛中独领风骚的四轮驱动汽车在汽车拉力赛中独领风骚的四轮驱动汽车 5. 5. 四轮驱动汽车向实用汽车方向的发展四轮驱动汽车向实用汽车方向的发展 6. 6. 高性能轿车的四轮驱动化高性能轿车的四轮驱动化 6/2/2022吉林大学吉林大学四轮驱动汽车的概述四轮驱动系统总布置图四轮驱动系统总布置图 1. 将发动机产生的动力传递给变速器，然后利用分动器把动力分将发动机产生的动力传递给变速器，然后利用分动器把动力分 配给前后传动轴，接着通过传动轴将动力传递给前后差速器，配给前后传动轴，接着通过传动轴将动力传递给前后差速器， 与各个差速器相连接的半轴使四个轮胎旋转，如方案与各个差速器相连接
5、的半轴使四个轮胎旋转，如方案1 2.许多时候不使用分动器，而在分动器的位置上布置中间差速器，许多时候不使用分动器，而在分动器的位置上布置中间差速器， 它具有差动功能，又称轴间差速器，如方案它具有差动功能，又称轴间差速器，如方案2 3.对于前轮驱动轿车，四轮驱动化时，为了解决布置困难的问题，对于前轮驱动轿车，四轮驱动化时，为了解决布置困难的问题， 常将变速器中间差速器和前差速器布置到一个壳体中，如方案常将变速器中间差速器和前差速器布置到一个壳体中，如方案36/2/2022吉林大学吉林大学四轮驱动的主要装置四轮驱动的主要装置分动器差速器差动限制装置粘性联轴节万向联轴节6/2/2022吉林大学吉林大
6、学分动器分动器分动器的作用分动器的作用 把变速器传递来的动力分配给前后驱动轮系把变速器传递来的动力分配给前后驱动轮系分动器结构分类分动器结构分类 1.1. 直接连接式分动器直接连接式分动器 一种为图中的短时四轮驱动一种为图中的短时四轮驱动 的分动器，切换装置布置在的分动器，切换装置布置在 分动器内，当图中的爪式离分动器内，当图中的爪式离 合器接通时即成为前后轮直合器接通时即成为前后轮直 接连接的四轮驱动；反之即接连接的四轮驱动；反之即 为后轮驱动。为后轮驱动。 另一种为装有变速装置的分动器，设有两档，在普通路面另一种为装有变速装置的分动器，设有两档，在普通路面 上使用高速档，恶劣路面上使用低速
7、档。通过爪式离合器上使用高速档，恶劣路面上使用低速档。通过爪式离合器 进行二轮或四进行二轮或四 轮驱动的切换。轮驱动的切换。 6/2/2022吉林大学吉林大学分动器结构分类分动器结构分类2. 2. 液压多片离合器式分动器液压多片离合器式分动器 当液压多片离合器分离时，当液压多片离合器分离时，汽车为后轮驱动；多片离合器强汽车为后轮驱动；多片离合器强烈结合在一起时，发动机的动力烈结合在一起时，发动机的动力也能传递给前轮。也能传递给前轮。3. 3. 中间差速器锁死式分动器中间差速器锁死式分动器 通过中间差速器，可以把发动通过中间差速器，可以把发动机动力按一定比例分配给前后驱机动力按一定比例分配给前后
8、驱动轮系。此种形式分动器大多数动轮系。此种形式分动器大多数采用爪时离合器，司机在座椅上采用爪时离合器，司机在座椅上遥控操作，或该装置自动动作使遥控操作，或该装置自动动作使中间差速器锁死中间差速器锁死 6/2/2022吉林大学吉林大学分动器结构分类分动器结构分类4.4.驱动力前后分配式分动器驱动力前后分配式分动器 这种分动器利用粘性联轴节或液压这种分动器利用粘性联轴节或液压装置驱动后轮，其功能只是把驱动扭装置驱动后轮，其功能只是把驱动扭矩分配给前后轮。矩分配给前后轮。5.5.中间差速器差动限制式分动器中间差速器差动限制式分动器 主要利用前后驱动轮系的转速差来主要利用前后驱动轮系的转速差来限制中间
9、差速器的差动，如粘性联轴限制中间差速器的差动，如粘性联轴器。它可以克服中间差速器锁死装置器。它可以克服中间差速器锁死装置分离和结合时粗暴影响汽车行驶状态分离和结合时粗暴影响汽车行驶状态的缺点。右图为其两种形式的缺点。右图为其两种形式6/2/2022吉林大学吉林大学分动器的布置形式分动器的布置形式独立式分动器独立式分动器 这种分动器单独使用自己的壳体，是这种分动器单独使用自己的壳体，是一个独立的总成。如图：左侧为后轮一个独立的总成。如图：左侧为后轮驱动系的原布置方案，右侧为四轮驱驱动系的原布置方案，右侧为四轮驱动时的布置方案。这种布置是吉普车动时的布置方案。这种布置是吉普车的典型布置，越野车也大
10、都采用这种的典型布置，越野车也大都采用这种布置。布置。变速变速- -分动分动- -差速器式分动器差速器式分动器 这种形式主要用于发动机前横置的汽这种形式主要用于发动机前横置的汽车上，可以解决布置上的困难。车上，可以解决布置上的困难。与变速器一体化的分动器与变速器一体化的分动器 主要用于发动机前纵置的四轮驱动汽主要用于发动机前纵置的四轮驱动汽车上，从而使结构紧凑。如图：在发车上，从而使结构紧凑。如图：在发动机后端布置了变速动机后端布置了变速- -分动器，通过它分动器，通过它将动力分配给后轮。将动力分配给后轮。 6/2/2022吉林大学吉林大学差速器差速器工作原理工作原理 如图：当左右车轮转速相同
11、时小如图：当左右车轮转速相同时小齿轮不转动，差速器的齿轮托架和齿轮不转动，差速器的齿轮托架和两个侧齿轮以相同的转速旋转；当两个侧齿轮以相同的转速旋转；当左右车轮发生转速差时，小齿轮被左右车轮发生转速差时，小齿轮被迫作旋转运动吸收左右车轮的转速迫作旋转运动吸收左右车轮的转速差。差。差速器形式差速器形式 1. 锥齿轮式差速器锥齿轮式差速器 最常见的结构形式，一般小齿轮最常见的结构形式，一般小齿轮 有有2个，有时为减轻小齿轮的工个，有时为减轻小齿轮的工 作负荷，也有使用作负荷，也有使用4个小齿轮的。个小齿轮的。6/2/2022吉林大学吉林大学差速器形式差速器形式2.2.双行星齿轮式差速器双行星齿轮式
12、差速器 如图，变速器输出的扭矩传递如图，变速器输出的扭矩传递给齿环，在前后传动轴的转速相给齿环，在前后传动轴的转速相同时，小齿轮不转动，整个机构同时，小齿轮不转动，整个机构一同旋转；当前后传动轴转速不一同旋转；当前后传动轴转速不同时，中心齿轮和行星齿轮托架同时，中心齿轮和行星齿轮托架的转速差使小齿轮转动，并吸收的转速差使小齿轮转动，并吸收前后传动轴的转速差。前后传动轴的转速差。3.3.复合行星齿轮式差速器复合行星齿轮式差速器 如图，该差速器采用了两个中心如图，该差速器采用了两个中心齿轮并列布置，使用行星齿轮托齿轮并列布置，使用行星齿轮托架把两个中心齿轮连接起来。动架把两个中心齿轮连接起来。动力
13、从左侧的中心齿轮输入，由行力从左侧的中心齿轮输入，由行星齿轮托架驱动前轮，右侧的中星齿轮托架驱动前轮，右侧的中心齿轮驱动后轮。心齿轮驱动后轮。6/2/2022吉林大学吉林大学差动限制装置差动限制装置功能功能 差速器虽然能把相同大小的扭矩分配给两个转速不同的轴，但差速器虽然能把相同大小的扭矩分配给两个转速不同的轴，但是当有一侧车轮空转而不产生驱动力时，另一侧车轮也不能产是当有一侧车轮空转而不产生驱动力时，另一侧车轮也不能产生驱动力，致使汽车抛锚。差动限制装置的出现，克服了差速生驱动力，致使汽车抛锚。差动限制装置的出现，克服了差速器的不足。这种装置允许差速器在正常使用条件下差动，而当器的不足。这种
14、装置允许差速器在正常使用条件下差动，而当单侧车轮空转时限制其差动。单侧车轮空转时限制其差动。分类分类 1.1.扭矩感应式差动限制装置扭矩感应式差动限制装置 差动限制装置能感应到差速器的差动扭矩，当扭矩过大时自差动限制装置能感应到差速器的差动扭矩，当扭矩过大时自动的限制差速器的差动。主要有多片摩擦离合器和扭矩敏感式动的限制差速器的差动。主要有多片摩擦离合器和扭矩敏感式差速器。差速器。 2.2.转速差感应式差动限制装置转速差感应式差动限制装置 差动限制装置能感知到差速器的差动速度，当差动速度较大差动限制装置能感知到差速器的差动速度，当差动速度较大时，自动的限制差速器的差动。主要指粘性联轴节。时，自
15、动的限制差速器的差动。主要指粘性联轴节。 6/2/2022吉林大学吉林大学典型差动限制装置典型差动限制装置多片摩擦离合器式多片摩擦离合器式 1. 结构图。结构图。在差速器壳体和侧齿轮在差速器壳体和侧齿轮之间布置了摩擦片，工作时，由于差之间布置了摩擦片，工作时，由于差速器扭矩的作用，用凸轮把摩擦片压速器扭矩的作用，用凸轮把摩擦片压紧。紧。 2. 工作原理。工作原理。主动小齿轮驱动齿环，主动小齿轮驱动齿环，差速器小齿轮驱动侧齿轮，使整个差差速器小齿轮驱动侧齿轮，使整个差速器一起旋转。当左右轮转速差变大速器一起旋转。当左右轮转速差变大时，中间部分的左右端面凸轮因传递时，中间部分的左右端面凸轮因传递扭
16、矩过大而分离，把左右两个侧齿轮扭矩过大而分离，把左右两个侧齿轮紧压向差速器壳体，其结果使转速低紧压向差速器壳体，其结果使转速低的侧齿轮转速升高了。的侧齿轮转速升高了。 3.特点特点。这种装置差动限制效果较好。这种装置差动限制效果较好并能提高操纵稳定性，常用于方程式并能提高操纵稳定性，常用于方程式赛车和拉力赛车。赛车和拉力赛车。6/2/2022吉林大学吉林大学粘性联轴节粘性联轴节1.结构原理。结构原理。 粘性联轴节壳体内充满高粘性的粘性联轴节壳体内充满高粘性的液体，一般多数使用硅油。当粘液体，一般多数使用硅油。当粘性联轴节的壳体和内轴发生相对性联轴节的壳体和内轴发生相对旋转时，外板和内板也发生相对旋转时，外板和内板也发生相对的旋转运动使高粘度的硅油内部的旋转运动使高粘度的硅油内部产生剪切力，该阻力将限制壳体产生剪切力，该阻力将限制壳体和内轴的相对旋转运动，从而达和内轴的相对旋转运动，从而达到传递扭矩的目的。到传递扭矩的目的。2.特点。特点。 粘性联轴节的优点在于，如果粘性联轴节的优点在于，如果适当的变更内外板形状、两板之适当的变更内外板形状、两板之间的间隔，适当的选择硅油的特间的间隔，适
