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标题: [转贴] 常见轿车四驱系统大全。。。 [打印本页]

作者: younggun 时间: 2011-1-7 08:16
标题: [转贴] 常见轿车四驱系统大全。。。
.1) Torsen 差速器(Torsen Differential) - Audi 的Quattro system 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 Quattro 4WD system 用的是纯机械的限滑差速器LSD, 英文叫Torsen differential. Torsen, 的意思是 "torque-sensing"(扭矩感应), 是一家叫Gleason Corporation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. Torsen 4WD 的特点除了早期 Quattro Coupe上第一代Quattro system，以后历代Quattro systems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Torsen LSD, 主要是成本太高. Toyota的RALLY王, Celica GT4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Audi quattro(比如奥迪TT,它装备的是4-motion四驱系统而不是Quarttro),Toyota Celica GT4, Hummer，丰田的陆巡系列等.

2)黏性耦合式差速器(Viscous Coupling Differential) 黏性耦合式中央限滑差速器Viscous Coupling center LSD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-time 4WD. 由於是分时四驱, 它不能达到全时四驱那样的转向中性neutral steering. 对象Porsche 911 Carrera 4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VW Golf Syncro 和Volvo AWD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final drive ratio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 Torsen LSD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 VW Syncro, Lamborghini Diablo VT, Porsche 993/996 Carrera 4 and Turbo,，volvo 850 awd系列等

3) 黏性耦合式差速器锁止(Viscous Coupling Differential Lock) Torsen 4WD太贵, 耦合式限滑差速器是分时四驱, 许多四驱车, 包括rally 王Celica GT4, Subaru Impreza, Mitsubishi Lancer 和Ford Focus RS Cosworth 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? Lancia Delta Integrale (Torsen后轴) Ford Focus RS Cosworth (黏性耦合式限滑差速器后轴) Mitsubishi Lancer GSR, 3000 GT VR4. (黏性耦合式限滑差速器后轴) Subaru Impreza and Legacy manual versions (黏性耦合式限滑差速器后轴) Toyota Celica GT4 (Torsen后轴) Bugatti EB110 (70%扭矩在后轴)

4) Active differential主动式差速器后面的Haldex(大众4-motion),本田Sh-Awd,日产Attesa E-ts PRo ,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Porsche 959上首先使用的, 以下谈谈各个变种. Porsche 959's PSK 系统- （综合性最好的系统）直到今天, Porsche 959's PSK (Porsche-Steuer Kupplung) 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 Porsche PSK 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Porsche 959 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时, 电脑会控制离合器逐渐锁住这样一部分扭矩就传到前轴上了. 这个东西很不理性. 比Torsen还贵, 却是分时四驱. 然而, 和Porsche的 PSK不同, 在正常情况下没有动力损失和离合器磨损, 这样离合器就可以体积小并且便宜一点. 优点：不多缺点：非但昂贵，而且还是分时四驱哪些汽车上有：奔驰 4-Matic

5) 大众-Haldex system 自1998年以来, 大众用"4motion"取代了原来的耦合式限滑差速器. 首先在Audi TT 和Golf 4motion上采用了Haldex系统, 新系统采用了多片离合器中央差速器，它是由瑞典 Haldex公司开发的, 软件则是由奥地利四驱专家Steyr-Daimler-Puch写的. 目前仅用在大众品牌的横置引擎的车型，但是在技术上将4-motion和奥迪品牌的纵置引擎结合起来没有什么障碍。 Haldex 中央差速器和Porsche 959的 PSK 系统相似它比较小巧，简单而且便宜，这样就适合大规模生产。中央差速器离后轴很近在后差速器前面, 离合器里有6片圆片。为了减少摩擦它们是泡在油里的. 由液压驱动. 正常情况下输入输出轴有速度差 (可以通过最终传动比来实现). 没有液压的话, 离合器分离扭矩不会传到后轴. 增加压力的话, 后者就会部分地联接起来了, 扭矩就传到后轴上去了. 离合器联结越多, 传到后轴的扭矩就越多. 电脑来觉得传到后轴的扭矩大小. 正常时是50:50, 如果转急弯任何一根轴是的轮胎打滑, 驾驶员能够感觉到扭矩从一根轴传到另一根轴。大众声称100% 的扭矩可以送到任何一根轴上. 和959比较, Haldex's 少了7 片碟. 这样Haldex 体积小而且成本更低。缺点是不能像保时捷一样传动很大的扭矩(959 有369 lbft, Audi TT 才206 lbft). 此外, 959的碟是分成 6 对独立的离合器, 每个都有独立的液压控制. Haldex 用一套液压来控制所有6片碟, 当然, 这也省下了不少成本和重量. 当然后果就是无法像保时捷的系统那样精确地分配扭矩。根据一些媒体记者的评论，奥迪TT和高尔夫4-motion似乎还要好于托森Quarttro.... 优点: 便宜小巧. 缺点：扭矩传导能力未知哪些汽车上：奥迪TT,高尔夫4-motion.....实际上是所有基于四代高尔夫的四驱车

6) 本田的SH-4WD 系统本田的SH-AWD 是个很独特的系统. 它没有中央差速器和限滑差速器. 所有的机械部件都是装在后轴上的. 推进轴的输出到一个加速器上. 后者用一个行星齿轮来控制转速, 产生输出输入轴的速度差. 通过电磁离合器, 这个速度差可以将扭矩送到后轴上. 电磁离合器是装在加速器后面的。一共有两个离合器, 每个控制一个后轮. 右离合器联上了, 更多的扭矩就会通过一个普通的差速器被送到左轮. 或者反之, 左离合联上将扭矩送到右轮. 两个离合都联上, 就会有更多的扭矩送向后轴. I这样, SH-AWD 在前后轴和左右后轮间改变扭矩比例。本田阿库拉RL 的SH-AWD, 通常70% 扭矩是送到前轮的. 加速和煞车时, 最多70% 的扭矩可以送到后轴来增加抓地. 转弯时, 为了克服转向不足, 更多的扭矩可以输送到外侧的后轮. 极端情况下, 外侧的后轮可以得到 70% 的引擎输出, 内侧的后轮0% 其余30%分配给前轮. 在弯道中煞车时, 为了克服转向过渡, 更多的扭矩会送到内侧的后轮, 利用引擎煞车来克服转向过渡. 优点: 可以在后轮间改变扭矩分配来克服转向不足和转向过渡. 缺点：昂贵哪些汽车上有 Acura RL,Acura RDX

7) 来自nissan的attesa e-ts pro四轮驱动模式，它应该被划入active differential范畴,应用车型包括Nissan GTR,Infiniti FX35/FX45 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－自从R33开始，GT-R也开始使用多碟离合器(multi-plate clutch)以代替原先的旧式中央差速器(conventional centre differential),同时也用它作为后差速锁。在正常情况下，它是后轮驱动的，前轮只在必要的时候才会介入工作。令GTR的系统抓住我心的是它在真实世界中的行为表现，如果你既不驾驶它又不看它的试驾报告，你可能就无法发现它的成熟。就像我早先曾经提过的那样，在气节门可被控制的情况下，真实世界中的驾驶员更渴望转向过度而不是彻底的中立转向。然而，很遗憾，大多数的四轮驱动系统没有能力传递出可以导致转向过度的动力。保时捷959是一个例外，这是因为它60％的重量分布在车身后部，但是对于GTR这样的前置引擎车来说，最好的解决方法就是在平时让它保持后轮驱动。智能的电子控制系统可以侦察到和保时捷959一样的信息，包括重力，增压压力，油门踏板位置等。另外，ABS轮速侦测系统可以单独测量每个轮胎的转速。通过这些信息，计算机就可以知道汽车是不是正在超出过弯极限，如果没有的话多碟离合器是不会干预的，那么汽车就可以平稳的滑过弯道。如果汽车有超出过弯极限的趋势，多碟离合器就会接合上，并向前轮输送扭矩，增加抓地力。这使得GTR成为很罕见的具有转向过度能力的四轮驱动车。

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