现代汽车的四轮驱动是指20世纪末出现的以在硬路面上行驶为主的常接合式四轮驱动。 由于这种驱动系统在各种路况下,尤其是潮湿路面和冬季路面均有较好的驱动能力,低挡加速性好,驱动力不受汽车轴荷分配改变的影响,在泥泞和雪地上的行驶稳定性较好,对侧风的敏感性小,各轮胎的磨损较均匀,尤其适于牵引等,它已成为四轮驱动系统发展的方向。轿车采用四轮驱动,虽使其结构复杂,质量增大(约6%~10%),造价提高,油耗增加(约5%~10%),通常最高车速也有所降低,但可大大地提高汽车对各种路面及地面的适应性,提高汽车的行驶安全性及通过性。
典型的常接合式四轮驱动系统如图8-3所示,由发动机、变速器、轴间差速器、传动轴及前后驱动桥组成。
在常接合式四轮驱动系统中,驾驶员不能在两轮驱动或四轮驱动之间选择。这种系统始终是四个驱动车轮。常接合式四轮驱动车型不适用于越野行驶,而是设计成在不良附着力情况下(如在有冰或雪的道路上)来增加汽车的性能。常接合式四轮驱动系统通过把大部分发动机动力传递到有最大附着力的驱动桥上,从而产生最大的控制。
大多数常接合式四轮驱动设计采用一个轴间差速器来分流前、后桥之间的动力。在某些设计上,轴间差速器可自动锁定,或者由驾驶员用开关手动锁定。常接合式四轮驱动系统也可使用粘性离合器来使驱动桥的速度产生变化。
轴间差速器可以使前、后驱动桥之间产生速度差,防止因前后轮速度不同而使轮胎产生跳跃或拖曳。对于四轮驱动的汽车,装有轴间差速器还可以防止分动器的损坏。
粘性离合器上是由一个内装若干紧配合的薄圆钢盘、充满粘稠液体的圆筒而组成(见图8-4)。典型的粘性离合器如图8-5所示,一组圆盘连于前车轮,另一组与后车轮连接。当一个桥明显要求更大转矩时,液体变热并立刻改变粘度。这种粘性变化在圆盘上发生反应,转矩根据驱动桥的实际需要被分流。
粘性离合器也可以在前桥和(或)后桥差速器中用作防滑装置。当两轴在力作用下旋转时,它们在两轴之间提供一个持久的力。与防滑差速器一样,当另一个车轮有较小驱动力时,粘性离合器把转矩传递到具有更大驱动力的主动车轮。常用粘性离合器来代替轴间差速器旦需要改进车轮驱动力时,粘性离合器便自动运行。
高性能的常接合式四轮驱动汽车在轴间和后差速器中使用一粘性离合器来改进处于高速转弯时的操纵性能。轴间差速器粘性离合器与开式前、后差速器的组合可改进汽车制动力的分配,并与反锁定制动系统相一致。
在典型的粘性离合器中,两轴中具有外花键的一根轴与粘性离合器壳的内花键接合,同时也与粘性离合器接合。另一轴在壳上旋转。内装的紧配合的薄圆盘为钢制,上面开有专门的槽。内盘有从外径边缘开的槽,外盘有从其内径边缘开的槽。盘的数目和尺寸依据设计取决于粘性离合器的转矩传送能力。
许多自动常接合式四轮驱动系统是由电子控制的,并以前轮驱动传动系为基础。后传动轴从变速驱动桥延伸至后驱动桥。为把动力传递到后部,使用了多盘离合器。这种离合器用作轴间差速器,并使得前、后驱动桥之间产生速度差。传感器监视前后驱动桥的速度、发动机速度以及发动机和动力传动系统上的负载。电子控制装置接收来自传感器的信号,并控制在负载循环(也称跳动循环)上运行的螺线管,从而控制接合分动器离合器的液流(见图8-6)。负载螺线管的脉动非常迅速地循环开、关,这种循环产生一种受控制的分离状况。结果,分动器离合器的运行有如一个轴间差速器,使得动力从95%前轮驱动和5%后轮驱动分流至50%前轮驱动和50%后轮驱动。这种动力分流发生得相当迅速,以致驾驶员意识不到驱动力的问题按需求启动的四轮驱动系统仅在第一驱动桥开始分离之后才向第二驱动桥供给动力。常接合式四轮驱动系统电子控制装置也称为变速器控制装置或TCU。
