四驱常识060717.docx

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四驱常识060717

四驱常识-详解四驱系统

四驱系统分类

　　四轮驱动顾名思义就是汽车四个车轮都能得到驱动力。

这样一来，发动机的动力被分配给四个车轮，遇到路况不好才不易出现车轮打滑，汽车的通过能力得到相当大地改善。

　　四驱系统主要分成两大类：

半时四驱（PartTime4WD）和全时四驱（FullTime4WD）。

　　现时，我们使用的四驱车大多是半时四驱。

只要车上有专门的两驱、四驱切换拨杆或按钮，那么，这辆就是使用半时四驱的四驱车。

半时四驱是四驱车最常使用的四驱系统，基本型号（一辆四驱车可能有4-6种型号，如Pajero的五种型号的引擎、变速箱和车内饰完全不一样，车价可相差近一倍）的三菱帕杰罗、L300、L400、基本型号的陆地巡洋舰PRADO、LC100、LC70、LC75、　美国JEEP、五十铃TROOPER、RODEO、铃木VITARA、JIMNY等都使用半时四驱。

　　半时四驱的使用可分两种状态：

一种是两驱，汽车只有两个车轮得到动力，与普通汽车没有区别；另一种则是四驱，此时汽车前后轴以50：

50的比例平均分配动力。

半时四驱历史悠久，其优点是结构简单、可*性大，加装自由轮毂（FreeWheelHub）后更加省油。

　　全时四驱是使汽车四个车轮一直保持有驱动力的四驱系统。

若要细分全时四驱系统，可分成固定扭矩分配（前后50：

50比例分配）和变扭矩分配（前后动力分配比例可变）两大类。

全时四驱也有很长的历史，可*性更大，但其耗油量较大。

两种四驱系统比较

　　半时四驱*操作分动器实现两驱与四驱的切换。

由于分动器内没有中央差速器，所以半时四轮驱动的汽车不能在硬地面（铺装路面）上使用四驱，特别是在弯道上不能顺利转弯。

这是因为半时四驱在分动器内没有中央差速器，而无法把前后轴的转速调整所致。

汽车转向时，前轮转弯半径比同侧的后轮要大，路程走得多，因此前轮的转速要比后轮快；以至四个车轮走的路线完全不一样，所以半时四驱只可以在车轮打滑时才挂上四驱。

一回到摩擦力大的铺装路面应马上改回两驱，不然的话，轮胎、差速器、传动轴、分动器都会损坏。

　　不少半时四驱前轮都可以装上自由轮毂（FREEWHEELHUB），这是一个很好的手动离合器，在不用四驱时，它可以断开前轮与传动半轴的连接，从而把车轮和左右传动半轴、差速器、传动轴、分动器的摩擦力都减去，达到省油和延长CVJOIN（万向节，constantvelocityjoint）和分动器齿轮寿命的目的。

又可以降低车内噪声，是一个十分好的设计（WARN和ARB都有这产品给SUZUKI、LANDROVER、HILUX、PRANDO、PAJERO、NISSANCHEROKEE等半时四驱吉普车使用）。

　　所以驾驶半时四驱车必须小心，其四驱不可以在硬路面（铺装路面）上使用；下雨天也不可以用；有冰或雪地则可以用，而一旦离开冰雪路面应马上改回两驱。

　　全时四驱系统内有三个差速器：

除了前后轴各有一个差速器外，在前后驱动轴之间还有一个中央差速器。

这使全时四驱避免了半时四驱的固有问题（在硬路面不能用四驱的问题）：

汽车在转向时，前后轮的转速差会被中央差速器吸收。

所以，全时四驱在硬路面（铺装路面）、下雨时有更可*的四轮抓着力，比半时四驱优越。

但到了冰雪，沼泽地就必须把中央差速器锁上（否则可能无法前进）；回到不滑的硬路（铺装路），马上要把中央差速器锁解开。

　　有些全时四驱的中央差速器比较先进，一般情况下它可以把汽车动力平分给前后轴。

当车轮出现打滑时，它会自动把中央差速器锁上。

在第一代RangeRover自动变速车型中就可以找到这种设备，它是大众汽车发明的粘性防滑差速器。

此系统同时也常被Audi的四驱车所使用。

这种系统在小车上表现很好（类似的限滑差速器在现代的四驱轿车上被广泛使用，可有效提高行驶的安全性等），但在大四驱车上，它就没有差速器手动锁来得可*。

所以，新一代RangeRover已不再使用这一系统了。

　　另外，有一些四驱车使用看起来像全时四驱的智能四驱系统。

这些系统平时是以前驱为主，当前轮打滑时，动力会部分转移后轮，帮助前轮使汽车行驶（可理解为智能的半时四驱），如本田CRV、HRV等就是使用这种系统（不少平价SUV包括CRV，HRV，凌志RX300丰田RAV4等都可能省去四驱系统而只是前轮驱动，购买时请注意）。

这种系统并不可*，但有新意（一般由前置前驱的轿车系统改进而来）。

　　从大四驱越野车的驱动系统来看，我个人喜欢半时四驱和有手动中央差速锁的全时四驱车，其它的智能四驱系统都是没有必要的。

因为，时间证明了半时四驱和全时四驱带中央差速锁是最可*的四驱系统。

无可否认，智能四驱系统十分适合小汽车用。

因为一般市民开车并不需要了解驱动结构，只要汽车会走就可以了。

全自动是最简单的选择。

　　现在，有的四驱车标榜可以实现半时四驱和全时四驱的切换，我认为这是画蛇添足，只是车商为了增加新意的做法。

如美国JEEP中顶级Cherokee、GrandCherokeeEvolution、日本顶级Pajero3.5GDI等。

它们还都有一个共同的缺点，就是不能装上自由轮毂（FreeWheelHub），在用两驱时不能真正起到的省油作用。

差速器简单说

　　前面已多次谈到差速器，可能有人连差速是什么也不太了解。

要知道差速器对汽车来说是相当重要的。

你必须对它有个认识，否则很难继续深入探讨。

　　差速器是把两个传动半轴（传动半轴直接连着左右车轮）连起来，通过齿轮组的特殊设计，两半轴（左右车轮）可以实现不同速度旋转，而不会出问题。

差速器是1825年由法国人发明的。

它是汽车工业发展中十分重要的一环，要是没有差速器，汽车就无法实现顺利地转弯。

　　由于车子在转弯时左右轮转速不一样，内侧车轮转得慢、外侧车轮转得快，驱动轴如何能传递动力而不干扰车轮的正常转速呢？

*的就是差速器，如果没有差速器，汽车在路面上就不能实现转弯（差速器种类及原理，解释起来需要较大篇幅，在此不冗述）。

　　在汽车发明的初期，道路条件很差。

所以早在1902年，第一辆四驱车就已经诞生，但由于成本问题，加上CVJOJN万向节还没有达到成熟的地步，所以，四驱车并没有被大量生产。

到了第一次世界大战，四驱车的可*性得到认同，促使军队投入大量资金去制造全轮驱动的汽车。

今日，全时四驱已十分流行三差速器的设计，它们可以在硬路（铺装路面）使用四驱系统而不会互相干涉。

解决差速器的缺陷

　　差速器的结构精巧，可巧妙地抵消不同车轮间的转速差，但它又有致命的弱点。

就是碰到恶劣路面如沙、泥地时，只要一个车轮陷入打滑状态，差速器另一端的车轮会完全丧失动力而一动不动。

为解决这个问题，你必须为你的差速器装上LSD防滑差速器或AIRLOCK气动差速锁，把差速器的齿轮组部分完全锁止，使差速作用临时失效。

　　现代不少四驱车都装有差速器锁。

在越野时可自动或手动地锁上差速器；如果你的四驱车没有差速器锁，那么，只要自己装上前后差速锁，在越野时可以发挥出真正的四驱本色。

　　如今，有不少车装有ATRC（ACTIVETRC）、TT4（TORQUETRACK4）等牵引力控制系统。

当前或后轴轮胎发生空转打滑时，汽车会对空转轮施以制动力。

由于差速器的结构使得其驱动力自动转往另外一边的车轮。

这看起来很方便，在理论上十分好，但在攀爬高山和沼泽地时这套系统容易出现故障。

这个连HUMMER身上的TT4也不例外，有时甚至连刹车系统也同时出现故障。

所以我自己的HUMMER也再加上了前后两组ARBAIRLOCK（ARB品牌的手动控制气动差速器锁，这是一种改装用的限滑差速器锁），手动的差速锁是最可*的。

　　L.S.D（LimitedSlipDifferential）限（防）滑差速器有许多种，但适合越野的不多。

只有50%，75%和100%的限滑率才适合真正的越野。

5%，25%的防滑差速器并不适合真正的越野，最起码应有50%。

但50%和75%LSD在硬路U形转弯时会发出一点"滴、滴"声，因为它是用离合器的原理。

而100%锁止的Airlock则是所有LSD中最好的一组，它是唯一可完全锁止差速器的装置（回到硬路面又可恢复一般差速器功能），是通过压缩空气来推动的。

奔驰G系原装有三个用油压推动的差速器锁，而LC100、LC90、日产等四驱车也可以加装这种配件，Airlock在四驱车专门店都可以找到。

如果你还不能理解为什么要装差速器锁的话，希望我平时玩四驱车曾出现各种车轮离地打滑的状况能帮助你理解这一原理。

　　2H是半时四驱车在硬路面时使用的

　　4H是半时四驱车在沙、泥、雪地时使用的

　　4L是半时四驱车攀爬1：

4以上的大斜坡或是更大的拖力和驱动扭力在野地时使用

　　N是被拖时用的或都使用本地的PTO（Powertakeoff，除车轮外其它的动力输出），如绞盘时才可以用，因为当挂上了N，四个轮都没有动力，但如装有PTO，动力会转向PTO那里

　　4H是全时四驱在马路上用的

　　4HLC是全时四驱碰到有车轮打滑时使用，在沙、泥和雪地一定要把中央差速器锁上

　　4LLC是全时四驱攀爬1：

4以上的大坡或需要更大的拖力（拖动3-5吨以上卡车用）和驱动扭矩的情况下使用

　　N和以上一样，全车没有驱动力，引擎离合器、波箱不能把动力传给分动器

　　1、这辆LANDROVER1106×6前悬挂行程用尽了，左轮离地，差速器会把所有动力传去左轮。

如果这车没有装上防滑差速器锁，只有用绞盘拖回平地。

　　2、一般前置引擎的越野皮卡在陷入大坑时，用尽悬挂行程后轮会离地。

所以，一般LSD和AIRLOCK首先一定是装在后轴。

　　3、一般前置引擎的五门吉普车陷入大坑用尽悬挂行程后也是后轮首先离地。

　　4、这辆PRADO后面装了近150斤的物品，所以可以做到前轮离地。

一套好的升高件可以把悬挂行程加大，大大提高越野能力。

　　5、丰田LC80VX采用前后硬轴，升高改装后会有更出色的悬挂行程，但地面差距过大也同样会造成后轮离地。

需要装差速器锁。

　　6、PAJERO的悬挂行程很有限，因为前轮采用独立悬挂设计。

　　7、越轻的吉普，悬挂必须越软，因为车身无法把悬挂押下，所以，没有LSD的四驱车其实只是两驱车。

　　9、奔驰G系吉普虽然采用前后硬轴设计，但也会有用尽悬挂行程的时候。

如果把防倾杆拆下可以增加30%的行程，但在高速公路上行驶十分危险，但G的设计师已在G身上加上了前、中、后差速锁。

　　10、这辆美军M38A1小吉普在大碎石破路行驶时前左轮出现明显打滑，如果有了LSD或差速器锁问题马上就解决了。

　　11、大型4×4，6×6卡车也不例外，吨位并不能防止打滑，反而在沼泽地会沉下去，LSD和差速器锁（DIFFLOCK）对大卡车是很重要的。

　　12、这辆PRADO虽然有绞盘帮助爬泥坡，但右前轮用不上力，前LSD或差速器锁同样重要。

　　13、这辆奔驰G系虽然有前、中、后差速器锁，但其街道用的轮胎和原装的悬挂并不十分适合越野。

　　14、这辆牧马人虽然有4.2L引擎，但陷入沙坑内没有差速器锁只有*绞盘才可以拖出。

如果这车装有差速器锁，在下去之前应把后差速器锁锁上。

　　15、在这种小河内驾驶吉普，除了要锁上前、后差速器锁外，还必须有防水装置才可以下去，另外所有无线电设备必须举高。

　　18、这辆LC60在驶入沼泽地前已把前后差速器锁锁上，然后用加力挡（低速挡），再用一挡冲过去。

　　19、PAJERO加上了后Airlock，越野性能还可以，由于车身比较轻，加上V6引擎，马力还不错。

　　20、除有防撞器、车底保护板、差速锁等装备还是不够的，举升悬挂绞盘，防水装置都是不可少的装备，下次再为大家介绍。

　　21、ARB100%差速锁，比一般LSD更适应丰田所有的吉普及皮卡，三菱PAJERO、L300、L200、五十铃、日产的大小四驱车、JEEP的牧马人、切诺基系、越野陆虎的DISCOVERY、RANGEROVER还有HUMMER、道奇、GMC、福特、铃木等。

　　22、不要小看这辆手工制1：

10DAF6×6卡车模型，整个底盘设计和真车一样，有长冲程的悬挂行程，这辆模型成交价达到HK$80000！

在香港，这个价钱可以买到一辆使用不到四个月的起亚四驱车！

1）Torsen差速器（TorsenDifferential）-Audi的Quattrosystem

作为四驱的大师,Audi一贯强调不计成本一定要用最有效的四驱系统。

她的Quattro4WDsystem用的是纯机械的限滑差速器LSD,英文叫Torsendifferential.

Torsen,的意思是"torque-sensing"（扭矩感应）,是一家叫GleasonCorporation的美国公司发明的.它通过巧妙的运用一对蜗杆传动部件和蜗轮来来达到限滑slip-limiting的.它的特点就是:

驱动扭矩是从蜗轮传送到蜗杆传动件,不能反向传递.反向的话就会锁止.正是通过这个特性来达到限滑目的.

正常转弯,也就是,所有轮胎都没打滑,Torsen差速器的工况和普通差速器一样.那对附加的蜗杆传动和蜗轮没有在输出轴之间影响到速度差。

举例来说,如果汽车左转，右轮的驱动轴转速比差速器外壳要快,而左轮的驱动轴转速比差速器外壳要慢.左右蜗轮的速度差可以在同步齿轮传动里完全吻合.注意到蜗轮和蜗杆传动没有锁止因为扭矩是从蜗轮传向蜗杆传动的。

假设如果右轮失去抓地能力打滑,那对蜗轮和蜗杆传动就产生作用了.在没有产生作用的一瞬间,要知道普通的差速器原理是扭矩不会送到有抓地能力的左轮所有的扭矩都会送到打滑空转的右轮.这样快速旋转的右面的蜗轮会带动它的蜗杆传动件,通过同步齿轮来驱动左面的蜗杆传动.还记得前面提到的蜗杆/蜗杆传动的特点吗?

当蜗杆传动驱动蜗轮时,它们会锁止.结果就是,左边的蜗杆传动和右边的蜗杆传动锁止在一起,这样左右轮以同样速度旋转使汽车恢复抓地能力.

Torsen4WD的特点

除了早期QuattroCoupe上第一代Quattrosystem，以后历代Quattrosystems在中央和后轴上都用Torsen差速器.这样从成本很高.但是,用Torsen的4WD有很多优点.首先,它的纯机械差速器几乎是在轮胎打滑的一瞬间就介入.其次,它的锁止是线性的.再就是,它是严格意义上的全时四驱.在正常情况下,前后轮的扭矩分配是50:

50（其他分配比也是可能的，这取决于蜗杆传动的齿轮）。

除了Audi,其他汽车厂家很少用TorsenLSD,主要是成本太高.Toyota的RALLY王,CelicaGT4后轴也用Torsen.这也是她比其他同类车价钱贵的一个原因吧.

优点:

反应快,永久恒时的四驱

缺点:

成本高,扭矩分配不能改变

哪些汽车上有,所有非高尔夫平台的Audiquattro（比如奥迪TT,它装备的是4-motion四驱系统而不是Quarttro）,ToyotaCelicaGT4,Hummer，丰田的陆巡系列等.

[本帖最后由六扇窗于2006-7-411:

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2）黏性耦合式差速器（ViscousCouplingDifferential）

黏性耦合式中央限滑差速器ViscousCouplingcenterLSD广泛运用于许多简单的4WD系统.大众最早的Syncro就是一例.

图所示,左右两根轴分别联结着相同数量的圆片一片夹一片的排列在一起.在密封的差速器里有很多粘性的液体,能把园片黏在一起.

在正常情况下,前后轴的转速差不多一样这样那些园片和液体是相当静止的.当某一根轴上的轮胎打滑时,不同轴是的园片就有了相对速度,那些黏性液体就会想法把它们黏起来.结果,扭矩就从转的快的轴传到转的慢的轴上了.速度差越大,传送的扭矩就越大.从而达到限滑的目的。

黏性耦合式差速器的特点

注意到耦合式限滑差速器其实是一个速度侦查系统:

没有打滑的话,扭矩不会从一跟轴传到另一跟轴.当打滑时,原理上根据前后轴上各自的抓地能力，100%的扭矩都可以传到另一边.所以我们叫它是分时四驱part-time4WD.

由於是分时四驱,它不能达到全时四驱那样的转向中性neutralsteering.对象Porsche911Carrera4那样的后驱车发展来的四驱车,那不是个问题-因为正常情况下车是后驱的这样能通过控制油门来达到想要的转向过度.然而,对像VWGolfSyncro和VolvoAWD等前驱车发展来的四驱,分时四驱没法来纠正转向不足的倾向.这是一个不足的地方.

第二个是四驱介入的慢.因为黏液不是固体（如齿轮）,它要有时间和速度差来引发它产生作用。

就是说刚打滑时扭矩还不能从一端传到另一端.

为了解决这个问题,许多厂家通过改变最终传动比finaldriveratio让正常情况下园片见也有微小的速度差.这样前后轴的扭矩分配可达95:

5.这样做缩短了四驱介入的时间.当然,这还不能跟纯机械的TorsenLSD比美.

它没有Torsen系统那么高效率,但是它是最便宜的,因此有很多4WD汽车都用黏性耦合式中央限滑差速器.

优点:

成本低，体积小

缺点：

是分时四驱，平时和两驱一样

哪些汽车上有VWSyncro,LamborghiniDiabloVT,Porsche993/996Carrera4andTurbo,，volvo850awd系列等

[本帖最后由六扇窗于2006-7-411:

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3）黏性耦合式差速器锁止（ViscousCouplingDifferentialLock）

Torsen4WD太贵,耦合式限滑差速器是分时四驱,许多四驱车,包括rally王CelicaGT4,SubaruImpreza,MitsubishiLancer和FordFocusRSCosworth引入了另外一种中央差速器-基本上讲就是一个普通的中央差速器在正常情况下把扭矩分配到前后轴,加上一个耦合式限滑差速器在需要的时候来达到防滑的作用。

这个系统的特点

耦合式限滑差速器锁止其实和上面提到的一样,因此也存在二驱转换到四驱有滞后和非线性的问题.但是实际上问题没有我们想象的那么严重,要不然那些顶尖的RALLY车也不会用它了.重要的是,耦合式限滑差速器锁止比Torsen要轻而且便宜很多,同时又比分时的耦合式限滑差速器要有效的多.

优点:

性价比高

缺点：

没有明显的缺陷

哪些汽车上有?

LanciaDeltaIntegrale（Torsen后轴）

FordFocusRSCosworth（黏性耦合式限滑差速器后轴）

MitsubishiLancerGSR,3000GTVR4.（黏性耦合式限滑差速器后轴）

SubaruImprezaandLegacymanualversions（黏性耦合式限滑差速器后轴）

ToyotaCelicaGT4（Torsen后轴）

BugattiEB110（70%扭矩在后轴）

[本帖最后由六扇窗于2006-7-407:

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4）Activedifferential主动式差速器

后面的Haldex（大众4-motion）,本田Sh-Awd,日产AttesaE-tsPRo,保时捷959等都属于这个分类

主动式差速器的4WD是当今最成熟的四驱技术了.基本上讲,主动式限滑差速器是一个多片multi-plate式的离合器通过电脑侦测到的轮胎打滑/抓地情况来将扭矩分配到前后轴上的.根据不同的设计和软件,有些系统注重过弯操控的精确性，有些是为了达到产生希望的转弯不足/转弯过渡,有些是为了在常态驾驶下更好的加速和煞车.主动式差速器有不少变种，它是Porsche959上首先使用的,以下谈谈各个变种.

Porsche959'sPSK系统-（综合性最好的系统）

直到今天,Porsche959'sPSK（Porsche-SteuerKupplung）系统还是唯一的一个能在正常驾驶状况下利用可调节的前后扭矩分配来达到最大的抓地能力.大部分时间里,前后扭矩的分配是40:

60,就是说根汽车本身的前后配重相吻合.急加速时,重心后移增加了后轮的抓地，减少了前轮的抓地.PSK可以将高达80%扭矩传到后轴上来帮助加速.在很滑的路面（甚至轮胎还没有开始打滑）,扭矩是前后50:

50.在任何时间里,电脑通过分析各个参数如油门开启度，转向角度，过载g-force甚至是涡轮增压来觉得扭矩的前后分配比例.这样PSK能在所有情况下都能保证最佳的抓地,而不像其他四驱，只是在轮胎打滑时才会改变前后轴的扭矩分配.

机械原理

PorschePSK用主动式限滑差速器是一个多片multi-plate式的离合器来代替中央差速器.这个多片离合器有6对摩擦片,每对都独立有电脑通过液压控制.相当于有6个独立的离合器.

这个系统要正常工作,在正常情况下前后驱动轴的转速要不同.（所以959的前轮比后轮直径大1%）由於前后轴有速度差，每个独立离合器的两个摩擦片都相对转动。

当第一个离合器上有了液压时,有小部分的扭矩就传到了前轮.注意到除非6个离合器同时锁住，两根传动轴是不能完全锁住的.

这样锁2个离合器，3个...传到前轴的扭矩就慢慢增加了,最终可以达到50:

50如果所有离合器都完全锁止的话.当然，上面所说的都是通过电脑来控制的.

这是"正常"情况.和其他4WD系统一样,当轮胎打滑时,大部分扭矩可以送到另外任何一根轴.

由於相对转速很小,Porsche声称动力损失小於0.4%.离合器磨损也是很小的.

优点:

1。

在正常情况下也能改变扭矩最大限度利用了抓地能力

2。

由於是所有东西都是由电脑监控,理论上来说可以很好的处理正常和非常情况下的所有情况而不是受机械部件设计的局限.结果是反映非常的快，而且适用面广.

缺点：

当然是重而且昂贵

哪些汽车上有只有Porsche959

奔驰4-Matic-仅用于紧急状况

奔驰4-Matic和Porsche'PSK相似,但是是分时4WD.正常情况下,离合器是分离的，所以汽车和普通的后驱车没有区别.当轮胎失去抓地打滑