四轮驱动系统的原理分析、结构分类及应用介绍

汽车驱动轮产生的牵引力受地面附着性能的影响，与汽车质量成正比。为了提高汽车的操纵性能，特别是提高在低摩擦系数路面上行驶的动力性和稳定性，许多汽车采用了四轮驱动(4WD)系统。比如奥迪A6轿车采用的全时四驱系统，可以有效地将发动机的动力分配在四个车轮上，配合Torsen机械中央差速器，保证四个轮胎都能有效地抓地，因此越野性能极佳，在高速公路上行驶时能保持良好的稳定性和安静性。

1.四轮驱动系统的结构和特点

(1)四驱系统的结构。

四轮驱动汽车的传动系统由离合器、变速器、传动轴、分动箱、前万向传动装置、前驱动桥、后万向传动装置和后驱动桥组成。

(2)四驱系统的分类。

四驱系统大致可以分为临时(分时)四驱和全时四驱。

临时四驱汽车有一个缺陷，就是在四驱状态下进出车库时，汽车会突然停车甚至发动机熄火。这是由临时四驱系统的前轮和后轮直接连接造成的。汽车转弯时，前轮和后轮的转动不同，成为汽车运动的阻力，所以汽车突然停下来，转弯时需要切换到两驱状态。为了解决这个问题，设计了全时四驱系统，采用中央差速齿轮。虽然前轮和后轮有转动差，但还是能发电，所以入库时也能保持四驱状态。

新四驱系统的差速器分为三种结构形式：

一种是粘性耦合器式中央差速器，一般配备6速手动变速箱；

另一种是扭矩分流传递耦合器装置，一般配备CVT无级变速器；

还有行星齿轮中央差速器，通过电控液压离合器进行扭矩调节，一般配备3.6L发动机和5速自动变速箱。

(3)四驱系统的优缺点

1优点。

该车具有更好的转弯稳定性、直线稳定性、起步加速性能、爬坡性能和雪地等恶劣路面行驶性能。比如奥迪四驱车采用可锁冠齿轮差速器，属于可锁中间差速器，具有非对称动态扭矩分配功能。其优点是牵引力更大，集成度更高，体积小，无需维护，无需司机操作。

2缺点。

四驱车外观比较高大，轮胎花纹比较粗短。四驱汽车不可避免地存在传动系统结构复杂、车辆装备质量大、传动效率低等问题。另外成本、震动、噪音也比较大。当转弯半径较小时，车辆采用临时四驱行驶，会出现转弯“刹车”的现象。

(4)典型四驱系统简介。

以雷克萨斯RX（查成交价|参配|优惠政策）350全时四驱系统为例。在这种四驱双泵系统中，后差速器总成装有液压离合器和后差速器机构，两驱(2WD)和四驱(4WD)的转换机构内置在后差速器总成中。正常情况下，汽车由前轮驱动。系统会根据前轮驱动力和路况的不同，瞬间将合适的驱动力传递给后轮，实现两驱和四驱的自动转换，驾驶者无需在2WD和4WD之间进行操作。另外，双泵系统在前进档制动时会自动抵消后轮的驱动力，有利于ABS系统的正常工作。

在雷克萨斯LS（查成交价|参配|优惠政策）600hl(5.0LV8发动机，混合动力系统)及其内置中央差速器的传动系统中，采用了“扭矩感应LSD”，可以根据行驶状况自动将最佳驱动力分配给前后轮。在一般道路行驶时，后轮驱动力分配比为40: 60，可根据情况切换至50: 50或30: 70，实现与6.0L发动机相当的动力性能和基于四轮再生制动的低油耗。

2.四轮驱动车辆的合理使用

(1)四驱汽车轮胎的应用。

四轮驱动汽车应该配备全天候轮胎，也就是可以在任何季节的任何道路上使用的轮胎。全天候轮胎是一种改进型轮胎，具有钢带斜交帘布层和间隔密集花纹沟胎面花纹，以提高轮胎附着力，增加抗侧滑性，因此兼具普通轮胎和雪地轮胎的特点。但如果在光滑路面上使用全天候轮胎，高速时的操控稳定性比普通轮胎略差，噪音也略高。

从外观上看，全天候轮胎与普通轮胎几乎没有区别，只是轮胎侧面有一排英文字母“ALLSEASON”，表示该轮胎适用于所有季节。有些全天候轮胎在轮胎侧面标有英文字母“M S”，表示该轮胎适用于泥泞道路和雪地。四驱车辆应适当缩短轮胎换位里程。对于前轮驱动的车辆，通常每8000km进行一次轮胎换位，但四轮驱动的车辆应每6000km进行一次轮胎换位。另外，对于四驱车辆来说，保持四个轮胎的品牌、花纹、外径完全一致尤为重要。大众途锐（查成交价|参配|优惠政策）4.2L四驱汽车车速在5km/h以下时，右后轮发出有节奏的“吱吱、吱吱”异响，并伴有车身振动，但转弯时没有这种异响。检查所有传动部件(包括球头)和橡胶垫，没有问题，控制单元没有存储故障代码。拔下传送电机电线侧的连接器，故障消失。最后发现前后轮胎外径不一致，导致前后轴产生不同的轮速。在全时四驱装置中，驱动扭矩平均分配到前后轴，轴间不打滑。如果车轴差速锁传感器检测到车轴之间存在速度差，则由分动器控制单元计算出扭矩差，由步进电机调节膜片离合器施加所需的制动压力，使前后轴不打滑。但由于前后轮胎外径不同，前后轴之间始终存在速度差，因此后轮处会出现有节奏的“挂接”异响。如果这种情况持续下去，可能会导致传送步进电机因工作温度过高而损坏。

(2)前桥和后轮轴之间应避免长时间高速补偿或高负荷运转，否则会损坏可锁定的鼓形齿轮差速器。

(3)牵引全时四驱汽车时，不要让两个车轮转动，另两个车轮固定。换句话说，类似奥迪A7（查成交价|参配|优惠政策）的四驱汽车，在车头或后轮轴抬起的情况下，是不允许被拖车牵引的。具体牵引方法应遵循车辆维修手册的规定。