四轮驱动汽车因其卓越的越野性能和稳定性,在复杂地形中备受青睐。其结构包括离合器、变速器、传动装置等,旨在通过四个轮胎提供牵引力。动力分配比对行驶性能至关重要,理想范围在30∶70到50∶50之间。尽管存在结构复杂和传动效率低的问题,但全时四轮驱动系统通过中央差动齿轮解决了分时系统的局限性。例如,雷克萨斯RX350的四驱系统能自动在两轮和四轮驱动间转换,无需人工操作。合理使用四轮驱动汽车包括根据路面条件选择合适的驱动系统状态,使用全天候轮胎,并定期进行轮胎换位以保持性能。保持四个轮胎品牌、花纹和尺寸一致对四轮驱动汽车尤为重要。四轮驱动汽车因其在复杂地形中的卓越性能而受到欢迎。其结构特点包括复杂的传动系统和动力分配比,后者对行驶性能有直接影响。全时四轮驱动系统通过中央差动齿轮解决了分时系统的局限性。合理使用四轮驱动汽车包括选择合适的驱动系统状态,使用全天候轮胎,并定期进行轮胎换位。保持四个轮胎的一致性对四轮驱动汽车的性能至关重要。
在上个世纪八十年代以前,四轮驱动(4WD)系统主要应用于部队的越野汽车。但目前,民用四轮驱动汽车在山区和丘陵地区很受用户的欢迎,许多汽车发烧友特别钟爱四轮驱动汽车。
1.四轮驱动汽车的结构特点
(1)四轮驱动系统的基本结构
四轮驱动汽车的传动系统由离合器、变速器、传动装置、分动器、前万向传动装置、前驱动桥、后万向传动装置以及后驱动桥等部件组成。众所周知,汽车驱动轮的牵引力受到地面附着性能的影响,并且与车重的大小成正比。为了改善汽车的操纵性能,特别是为了提高在低摩擦系数路面行驶的动力性和稳定性,采用了四轮驱动(4WD)系统,它可以充分利用4个轮胎及车重来产生牵引力。在4WD系统中,前、后车轮之间的动力分配会直接影响汽车的行驶性能,理想的分配比在30∶70到50∶50之间。
四轮驱动汽车不可避免地存在底盘传动系统结构复杂、传动效率偏低等问题。由于全轮驱动(AWD)装置的质量较大,所以整车的装备质量比非全轮驱动汽车要大。
(2)四轮驱动系统的分类
四轮驱动系统分为分时四轮驱动和全时四轮驱动2种形式。
现在采用分时四轮驱动的轿车越来越少了,分时四轮驱动汽车有一个缺点,就是在四轮驱动的状态下进出车库时,汽车会突然停顿,甚至发动机熄火。这是由分时四轮驱动系统前轮和后轮直接连接的结构引起的。在汽车转弯时,前轮和后轮的转动情况存在差异,这种差异成为汽车前行的阻力,因此需要切换到两轮驱动状态,所以产生了汽车突然停止的现象。为了解决这个问题,设计了全时四轮驱动系统,它采用了中央差动齿轮,虽然前轮和后轮有转动差异,仍然能发出动力,所以进库时也可以保持四轮驱动状态。
(3)典型四轮驱动系统简介
以雷克萨斯RX350轿车全时四轮驱动(4WD)为例,在该四驱双泵系统中,后差速器总成上装备了液压离合器和后差速器机构,两轮驱动(2WD)和四轮驱动(4WD)的转换机构内置于后差速器总成中。在正常条件下,汽车由前轮驱动。根据前轮驱动力和路面条件的不同,系统会在瞬间将适当的驱动力传递给后轮,实现两轮(前轮)驱动和四轮驱动之间自动转换,而无需驾驶人在2WD和4WD之间操作。另外,双泵系统在前进挡制动时,会自动撤销后轮的驱动力,这样可以使配备ABS系统的汽车的制动系统能够正常工作。
2.四轮驱动汽车的合理使用
(1)驱动系统状态的选择
在行驶过程中,驾驶人可以根据路面条件,通过操纵分动器的换挡杆选择两轮驱动或者四轮驱动。以湖南长丰汽车厂生产的三菱CFA2031E型越野车为例,该车采用SS4-Ⅱ四轮驱动系统,分动器挡换杆具有2H、4H、4HLC和4LLC等四个位置,在仪表盘上设置了相应的指示灯,通过这些指示灯可以看出越野汽车驱动系统当前的工作状态。近期出厂的轿车大多数采用“按需全轮驱动系统”,无须驾驶人操纵分动器上的操纵杆选择两轮驱动与四轮驱动,例如雪佛兰科帕奇轿车采用“按需全轮驱动系统”,在干燥的路面上通常采用前轮驱动,一旦系统检测到路面有打滑的趋势,如路面有水、雪或泥浆等,车辆的动力自动传递给后轮,实现全轮驱动。该车能够根据不同的路况(如沥青、沙砾、积雪或积水),将后桥的输出扭矩控制在0~2530N·m之间。同时,能够实时调整前桥与后桥的扭矩分配比率在100∶0~50∶50之间。上述功能的转换不需要驾驶人参与,因此能够提供良好的牵引力和越野机动性。
(2)四轮驱动汽车轮胎的使用
四轮驱动汽车大多数装用全天候轮胎,即无论哪个季节、在什么路面上都可以使用的轮胎。全天候轮胎是一种经过改良的常规轮胎,具有钢束带斜线帘布层以及区间式密刀槽胎面花纹,用以提高轮胎的附着性,增大侧滑阻力,因而同时具有普通轮胎和雪地轮胎的特点。但是,全天候轮胎若在平顺路面上使用,高速时的操纵稳定性比普通轮胎稍差一些,噪声也略大一些,驾驶人必须掌握和适应这种轮胎的操纵特性。
全天候轮胎在外观上与普通轮胎相差无几,鉴别的方法是在轮胎侧面有一排英文字母“ALLSEA-SON”,它表示该轮胎适用于各个季节。有的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路面和雪地。
四轮驱动汽车应该适当缩短轮胎换位的里程。在一般情况下,前轮驱动汽车每行驶8000km时进行轮胎换位,但是四轮驱动汽车应当每行驶6000km就进行轮胎换位。
另外,保持四个轮胎的品牌、花纹以及外径尺寸完全相同,对于四轮驱动汽车显得尤其重要。
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