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差动滑轮 关于四驱系统遗留的两个问题讨论清楚了吗?

更新时间:2024-04-10 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

本周我们的车评将延续上周的话题,明确讨论四驱系统剩下的两个问题:rHP物理好资源网(原物理ok网)

1、如何评价四轮驱动系统的性能?rHP物理好资源网(原物理ok网)

2、市场上的各种四驱系统是什么样的?rHP物理好资源网(原物理ok网)

在上周的内容中,我们了解到,经过多年的发展,四驱系统目前已形成三大流派,分别是分时四驱、全时四驱和适时四驱; 并且与两轮驱动汽车相比,四轮驱动汽车还具有加速性能优异、车辆通过性强、行驶稳定性好的特点。rHP物理好资源网(原物理ok网)

但我们应该如何判断四驱系统的好坏呢? 要了解这个问题,我们得从不同流派的四驱系统的应用场景说起。rHP物理好资源网(原物理ok网)

硬派越野性能rHP物理好资源网(原物理ok网)

差动滑轮rHP物理好资源网(原物理ok网)

在恶劣的越野环境或者穿越无人区的情况下,使用四轮驱动系统的车辆无疑最看重四轮驱动系统强大的通过性。 由于行驶路面为自然形成的未铺砌路面,车辆时常会遇到悬挂或坑坑洼洼的情况。 一旦动力轮出现问题,车辆就会“躺下”。 这时候四轮驱动的车辆就明显比两轮驱动的车辆要好。 车辆更加可靠。rHP物理好资源网(原物理ok网)

不过,如此深度的越野性能仍然需要三个系统的帮助才能实现:rHP物理好资源网(原物理ok网)

1、分动箱:将发动机的动力分配并按一定比例分别输出至前桥和后桥。rHP物理好资源网(原物理ok网)

2、三锁:指中央差速锁、前桥差速锁和后桥差速锁锁定相应结构之间的转速差。rHP物理好资源网(原物理ok网)

3、低速四驱档位:在一档的基础上,进一步增大齿轮减速比,以增加车辆的低速扭矩。rHP物理好资源网(原物理ok网)

我们先来说说大家最熟悉的“三把锁”。 我们都知道,汽车正常转弯时,内外轮、前轴和后轴需要行驶的距离不同,四个车轮的速度也完全不同,所以汽车都有差速器。 该设计(由雷诺汽车创始人雷诺发明)保证了四个轮胎在不同速度下都能正常行驶。 只有这样才能使用高抓地力的汽车轮胎,但差速器的结构也带来了一个极端的大问题:失去动力。rHP物理好资源网(原物理ok网)

差动滑轮rHP物理好资源网(原物理ok网)

差速器之所以能够自动调节轮速,是因为所有系统的自然运行状态都涉及到一个基本的物理原理——“最小能耗原理”。 这也意味着,当系统主动输出动力时,动力会流向最容易转动的轮胎,即会流向打滑或者抓地力最弱的轮胎。rHP物理好资源网(原物理ok网)

因此,一旦使用开式差速器的车辆在越野时被困在动力轮内打滑差动滑轮,发动机的所有动力都会输出到这个轮胎上,以打滑的形式损失掉。 三差速锁的出现就是为了解决开放式差速器带来的问题,使车辆在越野过程中能够保持四个轮胎均匀的动力输出。 不过,我们也提到,由于差速锁的原因,四个轮胎只能始终保持相同的速度。 这样的车辆无法应对正常转弯。 在正常道路上行驶时,必须切换回正常行驶模式。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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分时四轮驱动时,由于分动箱为刚性连接的纯机械结构,当进入四轮驱动模式时,前轴和后轴被锁定,动力以50:50的比例分配分时四驱不能在普通道路上使用四驱模式。rHP物理好资源网(原物理ok网)

低速档是为了在某些车轮打滑或爬越障碍时轮胎能够提供足够的扭矩。 比如霸道的L齿轮,扭矩放大可达33倍,车轮扭矩可达8062N·m。 它通常是硬派越野车的低速齿轮。 两者均可将发动机扭矩放大25倍以上。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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从结构上来看,最适合极限越野的四驱系统无疑是相对原始的分时四驱系统。 自带中央差速锁的分动箱性能可靠,成本和技术门槛较低。 例如铃木吉姆尼,这是最便宜的入门级越野用小型越野车,采用带横梁的底盘和分时四轮驱动系统。 它还配备了4WD-L低速四轮驱动装置。 不过,前后轴没有差速器。 锁定结构,因此当前后轴轮胎同时打滑时,吉姆尼就失去了逃生能力。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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比较出名的Jeep牧马人还采用了分时四驱系统,高性能版本在前后轴上增加了齿形差速锁,这让牧马人拥有了近乎完美的越野能力。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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同样,全时四驱系统也能实现极致的越野能力。 例如著名的奔驰G系列就采用了全时四轮驱动系统。 分动箱配备开放式差速器,配合电子辅助系统,实现日常出色表现。 面对极端情况时,奔驰G63车型可分别锁止分动箱、前桥、后桥的三齿式差速锁,并挂入低速档,实现强大的越野性能。rHP物理好资源网(原物理ok网)

不过,与分时四驱相比,同等性能下,全时四驱系统的成本要高很多。rHP物理好资源网(原物理ok网)

极致驾驶性能rHP物理好资源网(原物理ok网)

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四驱车型比两驱车型具有更强的加速能力,尤其是在泥、沙、冰雪等抓地力较差的路面上; 但相比于嚣张的硬派越野,想要四驱车型走得快,还需要解决来自结构本身的冲突:当传动系统采用锁止结构时,会导致车辆无法平稳转弯,影响过弯性能; 当采用开式差速器结构时,车辆在高速转弯时会损失动力。 在内测过程中,车轮打滑丢失,导致车辆在退出时无法平稳加速。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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为了应对这一矛盾,两轮驱动车型会在驱动轮中间设置LSD(限滑差速器)结构,让驱动轴两侧的轮胎有一定的转速差差动滑轮,同时保证动力的平稳传输。rHP物理好资源网(原物理ok网)

然而,仅仅在前桥、后桥和分动箱上使用三套LSD(限滑差速器)是不可靠的。 如果没有电子控制技术的介入,这样的四驱系统内部损耗太大。 不仅不可靠,车辆也无法平稳加速。 于是在1980年,奥迪创造的四轮驱动系统轰动了全球。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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四轮驱动系统的核心是安装在分动箱内的托森差速器( )。 利用蜗轮传动的不可逆原理和齿面的高摩擦设计,托森差速器可以在差动扭矩较小时运行。 当差动扭矩过大时,可以自锁。 加速时,前后轴都能获得充足的动力,从而实现入弯时灵敏的转向和出弯时更快的加速。 强大的。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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随后在1981年,这位车手驾驶着搭载Ur-四轮驱动系统的赛车轻松夺得了当年的WRC(世界拉力锦标赛)冠军,并成为第一位女性WRC年度冠军。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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随后到了电子控制技术突飞猛进的20世纪90年代,一款名为GTR的日本产跑车掀起了一场革命。 虽然GTR-R32可以轻松实现全时四轮驱动,但这款面向赛道的跑车在日常驾驶中可以完全等同于汽车。 后轮驱动车辆。 当你踩下油门,传感器检测到后轮打滑时,E-TS四驱系统会迅速将部分扭矩分配给前轮。 如有必要,它可以锁定前后轴,实现50:50的动力分配。 。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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经过20年的发展,R33、R34和GTR35车型仅使用了响应时间更快的电子传感器和液压差速器组件。 这样一来,以电控为主的四轮驱动的结构和形式并没有改变。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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后来出现的注重车辆性能开发的四驱系统,如宝马的四驱系统、奔驰的四驱系统,其思路和原理与GTR的E-TS四驱大致相同系统,甚至宝马更是极端。 更重要的是,取消了中央差速器结构,前桥的动力分配完全由电控多片离合器结构控制。 如今,奥迪最新的超四驱系统不再采用托森差速器( )结构,而是采用电控多片离合器结构。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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基于全时四驱结构,再加上电子控制系统,已经成为性能四驱的主流(虽然E-TS四驱的工作原理听起来像是实时四驱)轮驱动),很多车型还设计了左右轮之间的扭矩分配。 系统实现对四个轮胎动力的及时调节,让整个四驱系统始终能够发挥出最佳性能,顺便也彻底解决了动力与转向之间的矛盾。rHP物理好资源网(原物理ok网)

日常安全功能rHP物理好资源网(原物理ok网)

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最后说一下四驱对于日常驾驶的安全性。 与两轮驱动车型相比,在相同的动力需求下,四轮驱动车型每个轮胎分担的动力更少,因此失控的风险更小。 在雨雪天气下,车辆在电控系统的帮助下可以拥有更好的行驶稳定性和加速稳定性。rHP物理好资源网(原物理ok网)

由于结构的原因,分时四驱并不能提高日常驾驶的安全性。 但由于系统的复杂性,全时四驱不仅会提升性能和安全性,还会带来夸张的油耗。 显然,对于一款日常代步车来说,这两种四驱形式并不适合。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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为此,通过电子控制技术来控制四轮驱动的介入和断开就变得很有必要。 而且,得益于电子控制技术的进步,在分动箱设置极其困难的横置发动机平台上可以实现四轮驱动(EVO)。 是横置发动机平台加分动箱的四驱),市面上大部分城市SUV的四驱确实是这样实现的。 我们以使用最广泛的()实时四驱系统为例来了解一下这类常见的四驱系统。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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目前的四轮驱动系统是第五代。 其主要结构由多片离合器、电动液压泵、活塞、控制模块等组成。 通过电子控制模块和电动液压泵来控制多片离合器的压力。 压力越大,后轮接收到的动力就越大。 理论上,前后轴动力可以在100:0到50:50之间调节。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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不过,这类适时四驱系统的缺点也非常明显。 由于没有机械可靠的分动箱,独立多片离合器结构无法承受过大的扭矩,其可靠性和最终性能远低于分时系统。 四驱和全时四驱无论对于性能还是越野都没有太大帮助。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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通过了解这些常见的四驱系统,我们可以发现,由于需求的不同,不同的四驱系统有着本质的区别。 回到最初的问题:我应该买四驱版吗? 车?rHP物理好资源网(原物理ok网)

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那么在购买四驱车型之前,一定要明确自己的用车需求,因为四驱这个词并不代表一切:重度越野请选择兼职四驱或者低速四驱。三锁速四轮驱动。 全时四轮驱动; 追求驾驶乐趣时,需要专门关注车辆四个车轮的扭矩分配表现; 对于雨雪天气,可以选择普通适时四驱; 当然,大多数时候,两驱车型就足以满足你的日常需求。rHP物理好资源网(原物理ok网)

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