四轮驱动车辆粘性联轴器的结构与性能
四轮驱动汽车构造及原理-全部
分动器结构分类
2. 液压多片离合器式分动器
当液压多片离合器分离时，汽 车为后轮驱动；多片离合器强烈 结合在一起时，发动机的动力也 能传递给前轮。
3. 中间差速器锁死式分动器
通过中间差速器，可以把发动机 动力按一定比例分配给前后驱动 轮系。此种形式分动器大多数采 用爪时离合器，司机在座椅上遥 控操作，或该装置自动动作使中 间差速器锁死
被动扭矩分配方式
3.联轴节形式 A.左右扭矩分配式粘性联轴节
汽车正常行驶时，粘性联轴节的壳体 和内板以近似相同的转速作旋转运动， 驱动扭矩没有分配到后轮上，汽车相 当于前置前驱。当前后轮有哪一个车 轮发生打滑空转时，外板和内板间产 生相对滑动，粘性联轴节工作使汽车 变成四轮驱动。
B.液力偶合器
主要利用工作油通过节流孔产生的粘 性阻力来传递扭矩
短时四轮驱动加重了驾驶员的负担
驾驶员需要判断出在哪一种场合该选用哪一种驱动方式，驾驶 员也必须明白车辆的二轮驱动和四轮驱动各有何优缺点，驾驶员 需要有熟练的驾驶技能。
短时四轮驱动汽车的两大特征
1.越野性好 2.难于使用
短时四轮驱动汽车的切换机构
机械离合器
驾驶员拉动选择拉杆来控制机械离合器 从而完成二轮或四轮驱动的选择。
3.轿车的解决方案
轿车的前桥都是独立悬挂的，在发动机下追加布 置前差速器、等速联轴节、半轴较困难，一般把前差 速器和发动机油底壳做成一个总成来解决上述问题。
驱动系的总布置形式——Ⅱ
以前纵置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动
1.布置方案
采用前置发动机后轮驱动汽车的布置方案
2.产生的问题及解决方法
A 容易使发动机过分前移 B 可能使车体尺寸和重量都向前移 为避免上述问题，选用发动机时，直列发动机最多为5缸 六缸发动机需选用V6形式的。
Suv四驱知识
Suv四驱介绍一下翼虎车的四驱系统粘性耦合器式粘液藕合器，又称粘性联轴节，这种结构的是当今全轮驱动汽车上自动分配动力的灵巧的装置。
它通常安装在以前轮驱动为基础的全轮驱动汽车上。
这种汽车平时按前轮驱动方式行驶。
粘性联轴节的最大特点就是不需驾驶员操纵，就可根据需要自动把动力分配给后驱动桥。
粘性联轴节的工作原理，有点类似于多片离合器。
在输人轴上装有许多内板，插在输出轴壳体内的许多外板当中，并充人高粘度的硅油。
输人轴与前置发动机上的变速分动装置相连，输出轴与后驱动桥相连。
在正常行驶时，前后车轮没有转速差，粘性联轴节不起作用，动力不分配给后轮，汽车仍然相当于一辆前轮驱动汽车。
汽车在冰雪路面上行驶时，前轮出现打滑空转，前后车轮出现较大的转速差。
粘性联轴节的内、外板之间的硅油受到搅动开始受热膨胀，产生极大的粘性阻力，阻止内外板间的相对运动，产生了较大的。
这样，就自动地把动力传送给后轮，汽车就转变成全轮驱动汽车。
在汽车转向时，粘性联轴节还可吸收前后车轮由于内轮差而产生的转速差，起到前后的作用。
在汽车制动时，它还可以防止后轮先的现象。
优点：尺寸紧凑、结构简单、生产成本低；缺点：缺点是反应速度慢，分配比例小，结合和分离不可手动控制，高负荷工作时因为过热可能会失效。
编者按：分动箱这个装备是一辆SUV必不可少的部件，它们有单速和高低双速之分。
现在越来越多的SUV都选择安装了单速分动箱，这也使一些喜欢越野的人对之产生了怀疑。
那么单速分动箱的越野能力到底行不行？究竟是选择单速分动箱呢还是应该选择双速分动箱？……那些衣着体面的汽车销售师希望让你相信，拥有一辆坚固的4×4驱动的SUV，可以让你变得年轻，并且拥有时尚积极的生活态度。
这个所谓“活力年轻”的市场概念已经起了作用，因为顾客购买的正是这个概念——渴望越野——尽管他们可能不会真正那样去做。
其实一辆4×4的车子很少被用来去做糟糕的越野行驶。
因此如果你对大多数汽车厂商在越野车上打上“更像一辆轿车”这种做法感到疑惑的话，道理其实很简单——如果他们把车造成4×4越野车的样子，而开起来又像一部轿车的话，顾客自然而然就会掏腰包了。
四轮驱动系统的结构特点及故障检修(全文)
四轮驱动系统的结构特点及故障检修众所周知，汽车驱动轮产生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，特别是为了提高车辆在低摩擦系数路面行驶时的动力性和稳定性，许多汽车采纳了四轮驱动（4WD）系统。
四轮驱动系统能够把发动机的动力有效地分配在4个车轮上，配合托森（Torsen）机械式等ZY差速器，确保4个轮胎都能有效抓地，使车辆具有优良的越野性能，并且在高速行驶时也可以保持良好的稳定性和安静性。
一、结构特点1 四轮驱动系统的组成四轮驱动汽车的传动系统由离合器、变速器、传动轴、分动器、前万向传动装置、前驱动桥（前差速器）、后万向传动装置以及后驱动桥（后差速器）等部件组成（图1）。
美规四轮驱动汽车的差速器分为3种结构形式，一种是黏滞耦合器式ZY差速器，一般配6挡手动变速器；一种是扭矩分流传递耦合器装置，一般配CVT无级变速器；还有一种是通过电子操纵的液压离合器传递扭矩调节的行星齿轮ZY差速器，一般配3.6L发动机和5挡自动变速器。
黏性联轴差速器的优点在于，如果适当地变更内外板的形状、两板之间的间隔，适当地选择硅油的特性，可以使其扭矩分配特性非常柔和且连续，很适合前差速器的差动限制，多用于四轮驱动轿车和轻型SUV越野车。
2 四轮驱动装置的分类四轮驱动装置大致分为分时四轮驱动和全时四轮驱动2种形式（图2）。
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，这种差异成为汽车运动的阻力，所以产生了汽车突然停顿的现象，因此转弯时需要切换到两轮驱动状态。
为了解决这个问题，设计了全时四轮驱动系统，它采纳了ZY差动齿轮，虽然前轮和后轮有转动差异，但仍能发出动力，所以进库时也可以保持四轮驱动状态。
3 四轮驱动系统的优缺点优点：在汽车转弯稳定性、直行稳定性、启动和加速性能、爬坡性能以及雪地等恶劣路面行驶时性能优越。
车用粘性偶合器
nianou车用粘性偶合器4轮驱动已经不是一个陌生的名词，它早已超越越野车的范围，在休闲车和轿跑车上大行其道。
现在的4轮驱动小汽车多采用常啮合式四轮驱动，可以自动转换驱动形式。
它有一个起关键作用的部件叫做粘性偶合器，又称为粘性联轴器。
粘性偶合器利用液体的粘性或油膜的剪切作用来传递动力。
根据牛顿内摩擦定律，假设在平行放置的两块平板之间充满粘性液体，当下板固定上板平行移动时，则板间液体受到剪切，如果液体粘度、液体厚度及平板移动速度、结构参数选取合理，就可以设计出能传递很大功率的液体粘性传动装置，例如汽车粘性偶合器。
流体没有固定的形状，如何能传递动力？举一个日常现象为例来说明。
融化的口香糖是黏度很高的流体。
如果把它黏附在两片木版之间，左手向上拉动左侧木版，右手向下拉动右侧木版，你会感到很大的阻力。
两块木版并没有互相接触，它们是靠口香糖的黏度传递动力的。
粘性偶合器是一个密封的多板片偶合器，它是由壳体、外板、内板、内轴等主要零件构成，其中壳体和外板为主动部分，在动力输入一端；内板和内轴为从动部分，在动力输出一端；内、外板间隔排列在一起，它们之间的间隙很小，黏度很高的硅酮油液充入这些间隙中。
当输入端与输出端转速差较少时，硅酮油和内、外板几乎以同一转速旋转，这时油液内部不会产生剪切粘性阻力，偶合器不传递动力。
当输入端与输出端转速差较大时，接近内板的油液与接近外板的油液之间有较大的转速差，这时就会产生剪切粘性阻力，迫使输入端与输出端之间减少转速差，偶合器传递动力。
在4轮驱动汽车差速器上装置了粘性偶合器。
当汽车在正常行驶时，各轮没有转速差，粘性偶合器不工作。
如果汽车前轮（驱动轮）出现打滑空转，前后轮出现很大的转速差，粘性偶合器开始工作并将动力分配给后轮。
这样，根据路面状态，车辆能自动地调节前后轮的动力分配。
（2000.12.23）▲返回。
粘性联轴节与四轮驱动汽车
粘性联轴节 与 圆轮驱动汽车
王 伟 刁增祥 赵云峰 （ 军事交通学院 ）
关键词 粘性联轴 节
四轮驱动汽车
通过性
主动安全性
功率循环
在会轮， 》 滑，刚轮 ｝ 到行使打 ； 得需汽受 ＝０ 妻进车涉量 弋＜ 情发的 ＼Ｉ ＞ 影，性 誓 汽驶汽 ．ｉ ￡ 一限车 苫 ｍ 况；运 墨 响滑联 ｎ’ 车导车 ｌｌ 行装在 下致通 不生接 曩 ，其动 驶置的 这四车 能前过 仍三干 时后性 能来车 前轮轮 是
在粘性联轴节技术成熟 以前， 一般是采用机械 限滑差速 装置来解决 四轮驱动汽车的通过 性问题 ． 但这些机械装置大 多不能解决功率循环问题和主动
一
动 力 出端 ； ２一外板； ３一 力 入端 ； 输 动 输
４一 内板； ５一 油； ６一隔环 ； ７一内板； 硅 ８一外壳 ； ９一轴 承； ｌ ０一心轴 ；Ｉ Ｊ一外 板
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田 ３ 轱性联轴 节的输 出特性
维普资讯
后桥 ， 则可防止一轮打滑时汽车抛锚（ ） 若再在 图４ 。 后差速器并联一个粘性联轴节 ， 组成双粘性联轴节 系统 ， 则可防止汽车同时有前后两轮打滑的抛锚（ 图 ５。若再在前差速器并联一 个粘 性联轴节 ， ） 组成三
同时， 在汽车驱 动系内部 ， 管前轮 想要提高 尽
前传动轴 的转速 ， 但被后传动轴拉动 ， 转速 不能提
高 。反之 ， 尽管后轮想要 降低后传 动轴的旋 转 ， 但 由于被前 传动轴 拉动 ， 转速不能 降低 。 这样汽车 将 在前轮的推进 力和后 轮的阻力之差下前进。 上述 干
在转弯 时外轮 的转速 总要比内轮高 。 在短 时四轮 但 驱动汽车 中， 由于分动 器只 能将前后传 动轴 直接硬
北京理工大学科技成果——四轮驱动车辆用液体粘性联轴器
北京理工大学科技成果——四轮驱动车辆用液体粘
性联轴器
成果简介带液体粘性传动的四轮驱动车辆，是当前车辆传动发展的一种新潮流。
传统的四轮驱动车辆主要存在以下四个问题：急转弯制动现象、前后轮互相干涉、传动效率低、传动系的振动和噪声大。
粘性联轴器则不会产生轴间和轮间的转速干涉，消除了轴间的功率循环现象。
同时，由于其本身的特点，也衰减了传动系统中的很大一部分振动和噪声。
当然，由于存在转速差的原因，会有功率损失。
但是综合所有因素，装备液粘联轴器的车辆仍比不装备液粘联轴器的四轮驱动车辆传动效率高，燃油经济性好。
所研制的液粘联轴器传递功率100kW、50rpm转速差范围内不会出现“驼峰”现象，转速差大于200rpm时出现“驼峰”现象，且出现的时间不会超过60秒。
项目来源自行开发技术领域先进制造
应用范围适合车辆或机械生产企业。
现状特点国外在上个世纪70年代就有液粘联轴器在四轮驱动车辆上应用的先例。
90年代已形成了规模。
我国目前为止还没有应用的先例。
所在阶段小规模生产
成果知识产权独立知识产权
成果转让方式合作开发
市场状况及效益分析
在一些特种车辆及专用车辆上应用前景广阔。
液体粘性联轴器在四轮驱动车上的应用
（） １
油膜 的切应力 ｒ Ｐ ） ： （ａ 为
ｒ 一 。 … … … … … … … … … … … … … … （ … ２ ｚ ）
粘性 联轴器传 动机 理是 基于 牛顿 内摩擦 定律 。如 图 ２所示 ，在两块 平行 放置 的平板 之间充满 粘性 的流
其 中 ：／为流体 的动力 粘度 ，Ｐ ｓ 为两 平板 的相 １ ａ・ ；
体， 两平板 间距 即油层 厚度 为 。当下板保 持静 止 ， 上 板 以速度 平 行于 下板运 动时 ， 板间 流体受 到剪切 。 当 速 度不太 高时 ，流体相 邻层 间的流 动状态 可看做是 相
互平 行移 动 的层 流 ，粘附在 下板表 面上 的流体分子 的 速 度为零 ， 粘附在 上板 表面上 的流体 分子 的速度 为 。
四轮 驱 动 汽 车 （ＷＤ） 用 Ｌ Ｃ 必 要 性 的 基础 上 ，详 细 讨 论 了 Ｌ ４ 使 Ｖ ＶＣ在 四轮 驱 动 车 上 的 重 要 应用 。
关 键 词 ：液 体 粘 性传 动 ；粘 性 联 轴 器 ；４ Ｄ 汽 车 Ｗ 中图 分 类 号 ：Ｔ ３ ． Ｕ４ ９ Ｈ１ ３ ４： ６ 文献 标 识 码 ：Ａ
我 国开展粘 性联 轴器 的理 论研 究奠定 了基 础 。 外 ， 此 近 些 年北 京工 业大 学 、 合肥 工业 大学 等多所 高校 对 Ｉ ＶＣ 做 了进 一 步深入 研究 。
４ 液 体粘 性联 轴器在 ４ Ｄ车上 的应 用 Ｗ
第５ 期 （ 第 １ ２期 ） 总 ６
２１ ０ ０年 １ Ｏ月
机 械 工 程 与 自 动 化
ＭＥ ＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴＩ ＯＮ
汽车四轮驱动技术课件
三、四轮驱动的总体布置
以前纵置发动机后轮驱动为原型的四轮驱动 以前纵置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动 以前横置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动 以中置发动机为原型的四轮驱动 后置发动机的四轮驱动
汽车四轮驱动技术
1、以前纵置发动机后轮驱动为原型的四轮驱动
在传动轴前面的万 向联轴节处布置一个 分动器，再在分动器 前端布置一个传动轴 和前差速器即可。
点：没有可以预先100%锁止的限
滑装置，扭矩感应自锁式差速器和
制动干预系统的极限辅助能力有限，
缺乏可以将扭矩成倍放大的越野低
速挡。
汽车四轮驱动技术
奥迪Q7
5、中央扭矩感应自锁式差速器加越野低速挡
路虎揽胜
保证车辆平稳下坡，攀爬能 力更强。缺点：不具备可以 100%锁止的限滑装置，扭矩感 应自锁式差速器的极限辅助能力 有汽车限四轮。驱动技术
2、常时四轮驱动系统
又称主动式四轮驱动,通过中央差速器或粘性联轴器实现, 有电脑控制的多碟式离合器来介入的，车子随时根据路面状 态的反馈信息电脑会不断收集轮胎的转速与油门的大小等数 据，在轮胎发生空转以前汽合车四理轮分驱动配技术前后轮子的动力。
汽车四轮驱动技术
二、四轮驱动的存在问题
采用四轮驱动主要改善汽车的通过性和运动性，增 加其越野能力，但同时也出现一些新的问题。
前差速器内有一由电 控装置控制的多片摩擦 离合器，从而控制分配 给前差速器的驱动力。
如波尔舍959汽车。
汽车四轮驱动技术
五、四轮驱动各装置的作用
1、短时四轮驱动防止轮胎打滑方法
对短时四轮驱动汽车，由驾驶员选择判断，平时 使用二轮驱动，只在需要时，将汽车4轮直接连接进 行四轮驱动。
2、用单向超越离合器避免急转弯制动现象
联轴器的结构特点及应用
联轴器的结构特点及应用联轴器是一种用于传递旋转或振动运动的机械装置，它通常用来连接两个轴，使它们可以在一定的角度范围内旋转或振动，并传递动力。
联轴器具有如下的结构特点和应用：结构特点：1. 联轴器的主要部分是由内套、外套、活套和润滑体组成的。
内套和外套分别连接两个轴，中间由活套连接，并通过润滑体起到减震和保护作用。
2. 联轴器通常采用金属材料制成，如钢、铸铁等，以保证其在承受高速、高负载等极端工况下的稳定性和可靠性。
3. 联轴器的内外径尺寸有一定的公差范围，可以容许轴的一定的偏心和偏斜，使得传递功率更加平稳。
4. 联轴器通常通过螺栓或销钉等连接件固定，以确保传动的可靠性和安全性。
5. 联轴器的润滑体通常为润滑油或润滑脂，以减少摩擦和磨损，并保持轴承的良好工作状态。
应用：1. 机械传动：联轴器广泛应用于各种机械传动中，如电机传动、泵传动、风扇传动等。
它可以连接电动机和传动装置，将电机的旋转运动传递给其他设备。
2. 航空航天：联轴器也被广泛应用于航空航天领域，用于连接飞行器的各个部件，如飞机的发动机及飞轮、旋翼及传动装置等。
联轴器在这里发挥着重要的传动和减振作用。
3. 汽车工业：在汽车中，联轴器被用于连接发动机和传动系统，将发动机的动力传递到车轮。
另外，还有一些专门用于消除发动机和车轮之间的震动和冲击的联轴器，提高驾乘的舒适性。
4. 工程机械：工程机械中的液压传动系统通常使用联轴器来连接液压泵和发动机，将发动机的旋转运动转化为液压能，并传递给液压缸等执行元件。
5. 石油、化工等工业：在石油、化工等行业中，联轴器也广泛应用于各种设备和机械装置中，如泵、压缩机、搅拌器等。
通过联轴器的连接，实现设备的高效运转和传动。
总之，联轴器作为一种用于传递旋转或振动运动的机械装置，具有结构简单、可靠性高、耐用性强等特点，并在各个领域中得到广泛应用。
无论是在机械制造、航空航天、汽车工业、工程机械还是石油化工等行业，联轴器都发挥着重要的作用，促进了相关设备和机械装置的正常运转和高效工作。
4.差速器设计
第四节差速器设计汽车在行驶过程中，左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，如转弯时内侧车轮行程比外侧车轮短；左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。
这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行驶或直线行驶，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。
为此，在驱动桥的左、右车轮间都装有轮间差速器。
在多桥驱动的汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。
差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。
差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。
一、差速器结构形式选择(一)齿轮式差速器汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。
他又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等1．普通锥齿轮式差速器由于普通锥齿轮式差速器结构简单、工作平稳可靠，所以广泛应用于一般使用条件的汽车驱动桥中。
图5—19为其示意图，图中ω0为差速器壳的角速度；ω1、ω2分别为左、右两半轴的角速度；为差速器的内摩擦力矩；T1、T2分别为左、右两半轴To为差速器壳接受的转矩；Tr对差速器的反转矩。
根据运动分析可得ω1+ω2＝2ω0(5—23)显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。
根据力矩平衡可得T0T2T1T0T1-T2{=+= (5 - 24)差速器性能常以锁紧系数k 是来表征，定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比，由下式确定结合式(5—24)可得k )-0.5T0(1T1k )0.5T0(1T2{=+= (5 - 26)定义快慢转半轴的转矩比k b =T2/T1,则kb 与k 之间有kk -+=11kb kbk +-=11kb (5 - 27)普通锥齿轮差速器的锁紧系数是一般为0．05～0．15，两半轴转矩比k b=1．11～1．35，这说明左、右半轴的转矩差别不大，故可以认为分配给两半轴的转矩大致相等，这样的分配比例对于在良好路面上行驶的汽车来说是合适的。
四轮驱动汽车构造及原理全部概要
新能源车辆与未来技术展望
新能源车辆
随着新能源汽车的发展，四轮驱动技术也在不断进步 。例如，电动四轮驱动技术可以提高车辆的续航里程 和加速性能，是未来新能源汽车的一个重要方向。
未来技术展望
随着科技的进步，四轮驱动技术也在不断发展。未来 ，可能会看到更多的新能源四轮驱动车辆，以及更先 进的四轮驱动技术。例如，全轮独立悬挂技术、全轮 转向技术等，都将进一步提高车辆的性能和稳定性。
四轮驱动汽车构造及原理全
部概要
汇报人： 日期:
contents
目录
• 四轮驱动汽车概述 • 四轮驱动汽车构造 • 四轮驱动工作原理 • 四轮驱动汽车技术 • 四轮驱动汽车应用场景与案例
01
四轮驱动汽车概述
定义与特点
定义
四轮驱动汽车（4WD）是一种将发动机的驱动力均匀地分配给四个车轮的汽车 ，从而在各种行驶条件下提供更好的牵引力。
可选驾驶模式
提供多种驾驶模式选择， 如运动、舒适和经济等， 满足不同驾驶需求和路况 要求。
牵引力控制系统
通过控制发动机动力输出 和制动系统制动力，实现 车辆牵引力的控制，防止 车轮打滑和车辆失控。
05
四轮驱动汽车应用场 景与案例
越野车与SUV
越野车
四轮驱动的越野车主要应用于野外行驶，由于其强大的 越野性能和稳定性，常被用于军事、救援、工程等领域 。在民用车辆中，越野车也因其通过性和稳定性备受青 睐。
分动器与传动轴
分动器
分动器是用来将发动机的动力分配到四个车轮上的装置。它 可以将发动机的动力传递到前轴和后轴上，使四个车轮都可 以获得动力。
传动轴
传动轴是用来将变速器的输出动力传递到车轮上的装置。它 由一根轴和几个齿轮组成，可以将变速器输出的旋转运动传 递到车轮上，使车轮获得动力。
项目五(1) 汽车电控四轮驱动系统检修
2．全时四轮驱动系统
全时四轮驱动（Full-Time 4WD）又称全 轮驱动（AWD，All Wheel Drive），即全部 时间都保持四轮驱动模式，不能选择退出四轮 驱动状态，是常啮合式四轮驱动系统。应用全 时四轮驱动系统的车型并不是为了越野行驶， 而是在不良附着力的情况下（冰雪滑溜路面） 提高汽车的行驶性。
图5-6 应用于VOLVO的液压多摩擦片接通系统 1—活塞 2—出油单向阀 3—控制阀 4—DEM差速器电控模块 5—CAN通信及供电 6—输入轴 7—超载保护阀 8—机油泵 9—机油滤清器 10—蓄能器 11—进油单向阀 12—滚子 13—湿式多片离合器 14—平衡弹簧 15—输出轴 16—滚柱轴承
四轮驱动的车辆尤其是全时四轮驱动车辆 具有优越的行驶性能，具体优点如下。 ① 提高通过性。由于四轮驱动车辆的4个 车轮都传递动力，所以车辆所获得的驱动力是 两轮驱动的2倍。且前后轮相互支持，大大提 高了在湿滑冰雪路面和凹凸不平路面的通过性。 ② 提高爬坡性。同理，四轮驱动的车辆 可以爬上两轮驱动车辆爬不上去的陡坡。
图5-4 典型黏液耦合器
图5-5 粘液耦合器的分解图 1—输入 2—内盘 3—外盘 4—输出
内盘有从外径边缘开的槽，外盘有从其 内径边缘开的槽。盘的数目和尺寸取决于黏 液耦合器的转矩传送能力。在正常行驶的时 候，前后车轮保持相同的速度运转，黏液耦 合器的两个轴之间不存在转速差。当前轮出 现打滑时转速会超过后轮，从而导致耦合器 里的两组刚盘之间出现转速差，这种转速差 会搅动硅油，导致硅油温度升高、粘度迅速 上升，产生极大的粘性阻力，从而将动力传 递给后轮。
项目五 汽车电控四轮驱动系统检修
二、相关知识 三、项目实施
汽车的四轮驱动是指汽车的 4 个车轮都作 为驱动轮来驱动汽车，发动机的动力经传动 系分配到前后车轮上，通过4个车轮驱动汽车 行驶，以提高汽车的牵引力和改善汽车的通 过能力。四轮驱动汽车通常标有 4X4 、 4WD 或 AWD字样，表示其具有四轮驱动功能。
汽车四驱知识讲座
当之无愧的越野之王，四驱系统对于其他路况的行驶也具有优势。
车型二：JEEP牧马人RUBICON
40~60 万
四轮驱动系统：手动牙嵌式的可接通四驱，前、后机械 式差速锁，4.11：1越野低速挡
牧马人RUBICON同样代表了当今的最 高级越野水准，高达4.11：1的越野低速挡以 及前后桥的机械式差速锁，保证了它的极限 越野能力甚至可与G级并驾齐驱。但其劣势同 样明显：纯粹手动操纵的可接通式四驱系统 虽保证了强大的可靠性，但由于缺少自动化 限滑辅助设备，导致这套驱动系统对于混合 路况以及铺装路面的行驶毫无优势可言。正 是这两条软肋抵消了它在极限通过性能上的 优势，所以虽然特点鲜明，但综合性能并不 值得称道。当然，这款车的追求者们显然可 以对前两项指标熟视无睹，因为纯正的越野 血统才是它真正的精髓所在。驱动系统与它 类似的车型还有日产途乐和丰田陆地巡洋舰7 系。只是前者缺少了一个前差速锁，极限通 过性能会打一些折扣。
配备QUADRA-DRIVE 2系统的 新一代JEEP大切诺基
四驱系统：全时四驱，中央、前、后液压多摩擦片机构，越野低速 挡，制动干预系统（牵引力控制系统）
新款大切诺基可以选装一种新型的四驱系 统——QUADRA-DRIVE 2，它就是由前、 中、后三套液压多摩擦片机构外加越野低速 挡组合而成。这在以前任何车辆上都是从未 出现过的装配形式。可以说，这是兼顾越野 性能和自动化程度的一个比较成功的结合方 式。它的三套液压多摩擦片机构都是由电脑 根据附着力状况自动控制的，几乎可以做到 将动力灵活地分配于每个车轮，同时也具备 了很高的自动性，这在混合路况能够十分明 显地得到体现。但缺点固然存在：不能手动 预先100%锁止，所以其极限性能必会受到影 响。而且未装有电子稳定程序ESP，这对于 公路行驶也是不利的。所以个人感觉新一代 JEEP大切诺基的驱动系统虽然性能不俗，但 归根结底，其设计还是存在一定缺陷的。
四驱车的结构（传动部分）
四驱车的结构（传动部分）要想熟练地掌握拼装四驱车的技巧，就必须对四驱车的每⼀个零件的结构与功能了如指掌。
其实装车是很简单的事情，⼤家要多加练习，就能迅速地拼装好⼀部四驱车。
⼀部基本配置的四驱车是由五六⼗个零件（车型不同，零件略有差异）拼装⽽成的。
下⾯来详细介绍四驱车的各个组成部分及其功能。
整台四驱车是由动⼒部分、传动部分、⾏驶部分、车⾝及附件组成。
传动部分由马达轴齿轮、变速齿轮、动⼒输出齿轮、冠齿、齿轮轴和传动轴构成。
整个传动过程是：电机齿轮——变速齿轮——动⼒输出齿轮——车轮轴（后车轮动）——后冠齿——传动轴——前冠齿（前轮动）。
（马达前置型四驱车，前后冠齿次序相反）马达轴齿轮材料：尼龙安装位置：马达轴上介绍：马达轴齿轮是与马达组合，将马达动⼒传送给车轮的重要零件之⼀。
变速齿轮材料：尼龙安装位置：齿轮轴上介绍：变速齿轮将电机转速改变以后传到车轮，这个齿轮上有两排齿，这样就能改变车轮的速度。
变速齿轮是改变车轮转速的重要零件之⼀，也是决定齿轮⽐的零件之⼀。
要更换变速齿轮的话，相应的动⼒输出齿轮也要换掉，两者需搭配。
盟主有话说：齿轮⽐简单地说就是马达的动⼒经过齿轮的传递，齿轮转数与车轮转数之间的⽐值。
⽐如马达转四次，通过变速齿轮和动⼒输出齿轮传递动⼒，车轮转⼀次，这时齿轮⽐是4：1。
齿轮⽐的⼤⼩决定速度的快慢。
动⼒输出齿轮材料：尼龙安装位置：后齿轮旁介绍：动⼒输出齿轮是带动车轮转动起来的⼀种零件。
通过变速齿轮产⽣的动⼒传送给动⼒输出齿轮，从⽽带动后车轮的转动。
冠齿材料：尼龙安装位置：前后车轮轴上介绍：冠齿是让四个车轮同时转动的主要零件之⼀。
底盘前后都要装⼀个。
（否则不可实现四轮驱动，传动轴将失去作⽤！）齿轮轴材料：⾦属安装位置：电机箱介绍：齿轮轴是⽤于⽀撑变速齿轮的。
传动轴材料：⾦属、尼龙介绍：传动轴由中轴和中轴两端的齿轮组成。
传动轴的总⽤是将后轮产⽣的动⼒同时传送给前轮。
传动轴的另⼀功能是使四轮达到平衡状态。
液体粘性离合器在适时四驱汽车上的应用研究
131 引言液体粘性传动技术（HVD）是一种新型的流体传动技术，既不同于液压传动，也不同于液力传动。
它是基于牛顿内摩擦定律的一种新型传动方式，以液体的粘性或油膜剪切力来传递动力，所以又被称为油膜剪切传动。
最初被应用于大功率风机以及水泵调速节能等大型动力设备中。
随后，这一技术逐渐被广泛的应用到了冶金、电力、钢铁、石油、化工、汽车等领域。
粘性联轴器是由主动轴、被动轴、壳体、内外盘片、含有一定比例空气的硅油及密封壳体的油封等组成的。
它类似于普通的多片式离合器，不同之处在于其不存在分离机构，正常工作情况下，内外盘片间有间隙。
如图1所示，在内盘片上开有槽，外盘片光滑或开有孔，在两外盘片中间装有分割环，主动轴上开有外花键，与内盘片的内花键相连接，壳体开有内花键，与外盘片的外花键相连接，内盘片可以沿花键做轴向运动。
在大多数情况下，内外盘片间存在间隙，在间隙中充满了高粘度的硅油并含有一定比例的空气，LVC 通过内盘片旋转产生的剪切力带动外盘片转动，外盘片和联轴器壳体连在一起，从而实现转矩的传递。
图1 液体粘性联轴器结构示意图1.主动轴2.注油孔3.支承座4.主动摩擦片5.被动盘6.从动轴7.被动摩擦片8.内花键9.被动鼓2 液体粘性传动技术在汽车上的应用2.1 车用粘性联轴器的工作原理四轮汽车用粘性联轴器有两种工作状态，即油膜剪切工作状态和“驼峰”工作状态。
通常情况下，它处于油膜剪切工作状态，即利用油膜剪切传递动力。
但是，在特殊路面条件下，如果一轮打滑失去牵引力，则联轴器主被动盘之间出现转速差，这时因摩擦而产生的热量会促使其内部的油气两相工质产生流动，而且联轴器内压力、温度升高，最后内外盘片间形成准刚性连接，进入“驼峰”工作状态，液体粘性联轴器将动力传递给其余车轮，从而实现驱动能力。
离开特殊路面后，内外盘之间转速差减小或无转速差，这时候联轴器内部工质的温度、压力会自动降下来，联轴器恢复到油膜剪切工作状态。
粘性联轴器处于油膜剪切工作状态时，随着粘性联轴器内部的温度升高，硅油的粘度下降，所能传递的扭矩会下降，但此时转速差在增大，所能传递的扭矩也在增大，粘性联轴器转矩输出受几个因素的共同影响。
四驱车的粘性耦合器
四驱车的粘性耦合器今年汽车之家推出了“玩转四驱”系列选题，我们的目标是到年底把市面上的主流四驱系统都介绍一遍！在这其中各位肯定会看到例如“托森差速器、多片离合器”之类的词汇，这些装置在四驱车上大多以中央差速器的角色出现，而使用什么样的中央差速器又直接影响到车辆四驱系统的性能。
所以本篇文章就为大家介绍其中的一种：粘性耦合器。
粘性耦合器，英文名称叫做Viscous coupler，或者叫做粘性联轴节。
当今市面上最著名的使用粘性联轴节四驱系统的车型恐怕就是本田的CR-V了，一款典型的适时四驱城市SUV，可惜这套四驱系统的有效性经常受到网友的怀疑，以至于人们渐渐开始对粘性耦合器的认识产生偏差，所以我觉得有必要重新来审视一下这个装置。
在此我们只讨论粘性耦合器本身，并不涉及到车的性能。
『本田CR-V和哈弗M1都装备粘性联轴节』首先说说粘性耦合器的结构。
它是一种利用液体的粘性阻力来传递转矩的传动装置。
粘性联轴节的工作原理，有点类似于多片离合器。
在输入轴上装有许多内板，插在输出轴壳体内的许多外板当中，并充入高粘度的硅油。
在这个结构中，多片离合器并不接触，因此传递扭矩的工作完全依靠硅油来完成，所以我们有必要说说硅油。
『粘液藕合器结构』硅油是一种高分子聚合物的统称，不同的分子结构会表现出不同的特性，并且在日常生活中运用非常广泛，比如洗面奶、洗发水中可能都有硅油，在整形外科方面也有应用，一些丰胸手术也用硅油作为填充物，但这种物质的安全性有争议，这里就不多讨论了。
总而言之，不同种类的硅油的粘度是有千差万别的，所以粘性耦合器的限滑作用也可以是不同的，关键就是看充入的硅油的粘性。
显然不能是越粘就越好，粘度过大会影响到正常的差速作用，汽车拐弯可能变得费劲，另一方面粘度太低又会降低限滑作用，所以要取得一个平衡是需要综合使用情况而定的。
但是，粘性耦合器中也不能完全充满硅油，实际上通常硅油占据了其中80%-90%的空间，其余空间是空气，这样的设计主要是跟硅油受热膨胀的特性有关。
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图 1 粘性联轴器结构 F ig. 1 C onstruc tio n o f v iscous co up ling 1- 内叶片 2- 外叶片 3- 外壳 (输入 4- 毂 ( 输出 )
收稿日期: 1996- 03- 05
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面极小的间隙中爬行出来, 造成漏损。 因 此, 常将油封在轴上保持较大的压力, 其 摩擦阻力矩常大于 30 Nm。
在粘性联轴器装配中, 硅油通过设在 端盖上的加油孔注入粘性联轴器, 端盖上 还应有一个放气孔, 加注完毕, 应将两孔 封妥。如用真空压力方法, 只需要 3m in即 可加注完毕, 真空泵从一孔中抽出空气的 同时, 硅油以 0. 5M P a的正压力注入粘性 联轴器壳腔中。 1. 2 粘性联轴器的工作原理
零时, 所传递的转矩 M 1, M 2也同时趋近于零, 效率也可能急剧下降到零。
2. 2 粘性联轴器的剪切特性
粘性联轴器传递的转矩随转速差变化的
特性见图 3。 图上第Ⅰ 区间是轴开始转动时,
由于硅油温度低, 油的粘度大, 所以获得大的 传递转矩。随着转动时间增加, 虽然理论上硅
油性能稳定, 其粘度受温度变化影响较小, 实
表 1 在雪地上从 0～ 40 km /h的加速时间
表 2 雪地最大车轮牵引力
T ab le 1 A cce la ra tio n tim e from 0～ 40
T ab le 2 M ax. dr iv eing fo rce o f w hee ls
km /h o n the snow ro ad
此,
ZN =
i21 =
1-
Δk k1
由上式可以看出, 随着转速比 i21的增大, 或相对滑差 Δk/k1的减少, 粘性联轴器的效
率 ZN 增高。
从理论上说, 任何离合器和偶合器类型的传动装置, 当 k 1时, 都可认为 Z= i21, 而 且 i21= 1时, 可实现 Z= 1的直接传动。 但实际上并非如比, 相对滑差 Δk= k1 - k2 趋近于
际上仍是有一定影响的。图中Ⅱ 区, 当时间和
温度都增加时, 传递转矩值也缓慢地下降。这 是温度升高后硅油粘度有所降低的缘故。 图
中的 4 条线是不同转速情况下的剪切特 性〔 1〕。 2. 3 峰值特性
当 粘 性 联 轴器 的 结 构 合 理、 硅 油 充 注 容
图 3 粘性联轴器剪切 特性示意图 F ig. 3 S chem a tic cha racter istics o f
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图 5 2000r /m in 转矩 F ig. 5 2000r /m in to rque
由图 4中加速度 G 值可见, 常时 4W D 和直接 4W D (需要时由分动器接上前轮驱动 ) 获得相近的加速度, 而 FW D 所获得的加速度则比较低, 常时式 4W D 获得的是平缓的 G 值, 无较大的波动, 而直接式 4W D 却不然。
四轮驱动汽车 (以下简称 4W D )主要是作为在恶劣路况下行驶的车辆而发展起来的,
它把通常两轮传递的牵引力分散给四轮, 能有效地利用汽车牵引力。
近年来, 为了提高汽车在泥泞路、雪路、砂石路等各种路况和在良好路面上高速行驶
的操纵稳定性, 4W D 车辆较多地被采用。 德国大众汽车公司对三种四轮驱动汽车进行的试验结果如表 1、表 2〔3〕。
由图 5可以看出, 常时式 4W D 借助于粘性联轴器的作用, 当前轮打滑转矩下降时, 后轮立刻产生转矩。 在后轮的帮助下, 前轮恢复其附着能力, 前轮驱动转矩又上升。 驱动 一秒钟后, 前轮成为驱动整车前进的主体。 与此相比, 前后刚性联接的 4W D, 前后轮的转 速相等。 前后车轮滑转率相同, 而转矩只与负荷成正比。 从图 5中可以看出这种趋势。 FW D 车只是前轮起驱动作用, 因而在小的附着系数道路上行驶时, 很难传递足够的转 矩, 而是前轮产生严重的滑转, 驱动转矩大幅度下降。常时式 4W D 在粘性联轴器作用下, 前、后车轮存在转速差, 相应地向后轮传递转矩。加速时往往前轮转速高于后轮, 前轮打滑 率也高于后轮。 正因为如此, 前后车轮同时轴正转或反
转, 不影响粘性联轴器的性能。 此外,
粘性 联轴器可以正向传动 (即由输入
轴带动输出轴工作 ), 也可以反向传动
(即 由输 出轴 带动 输入 轴, 如汽 车下
坡, 油门关小, 利用发动机制动时 )。
粘性 联轴器的 效率 ZN 等 于输出
功率 P 2 和输入功率 P 1 之比, 即
和叶片半径的 4次方成正比; 与内、外叶片间的间隙 B 成反比。 输入轴与输出轴的转速差 越大, 由输入轴传递到输出轴的转矩就越大。
2 粘性联轴器的特性
2. 1 粘性联轴器的原始特性 粘性联轴器的原始特性见图 2, 在叶片间的间隙为定值的条件下, 理论上粘性联轴器
在任何情况下, 输入轴的转矩 M 1 恒等于输出轴的转矩 M 2, 但作用方向相反, 即 M 1= M 2。 — 88 —
油膜的厚度或平板间的间隙; dv—— 两平板间的相对速度差。
由式 ( 1)可见, 油膜的剪切应力与液体的粘性和速度差成正比, 与油膜的厚度成反比。
应用于图 1所示的多片式粘性联轴器, 则所能传递的转矩计算公式为
M=
nπdsνs (k2 B
-
k1 ) ( r4io
-
ro4i )
( 2)
式中 rio—— 内叶片的外圆半径; roi— — 外叶片的内圆半径。 由式 ( 2)可看出, 粘性联轴器传递的转矩与硅油的密度 ds、粘度 νs、转速差、内叶片数 n
参 考 文 献
1 T o ji T akem ur a. A n A n aly sis o f V iscou s C oup ling T o rque T ransm ission Cha racter istics and H um p Phenom eno n. SA E 900558
2 T au reg H. A na ly sis o f the T o rque T ransfe r Cha racter isics o f V iscou s Co up ling. V eh icle D esig n. 1991
响。 有三种车型: 具有粘性联轴器的常时式 4W D, 手动可分式 4W D, 前轮驱动 FW D。 在低的附着系数 _ 的道路上进行测试, 三种车型加速度 G 的变化结果示于图 4。图 5
为前后轮驱动转矩的变化情况〔 4〕。
图 4 2000r /m in加速度 G F ig. 4 2000 r /m in acce lar ation G
节转矩。 当主从动轴的转速差大时, 即会出现上述现象, 亦可说是自适应作用。 粘性联轴器是利用油膜剪切来传递动力的传动装置, 它的工作原理可简述如下。 根据流体力学中的牛顿内摩擦定律可得
f=
_
dv dh
( 1)
式中 f—— 两相对运动平面间单位面积上的油膜剪切应力; _ —— 液体的粘性; dh——
o n th e snow road
车 辆 种 类
加速时间 ( s)
车辆种类
牵引力 (N )
刚性连接 (前 /后 ) (四轮驱动 )
3. 8
刚性连接 (前 /后 ) (四轮驱动 )
4800
粘性联轴器 (四轮驱动 )
4. 0
粘性联轴器 (四轮驱动 )
4600
前轮驱动
7. 6
前轮驱动
2400
下面再通过几组日本本田技术所的试验结果来分析粘性联轴器对四轮驱动汽车的影
德国大众汽车公司在高尔夫四轮驱动轿车 (是一种常时式全轮驱动汽车 )上应用的是 新开发的 Syn cro粘性联轴器作为轴间差速器。轿车的前驱动装置通过传动轴再经过粘性 联轴器将动力传给后驱动桥。其优点是: ① 在良好路面上四轮驱动高速行驶时, 转向具有 不足转向趋势, 有良好的操纵稳定性和行驶安全性; ② 粘性联轴器可根据前后车轮滑转 情况和道路情况, 自动地分配前后驱动桥的驱动转矩, 保证汽车有好的牵引和加速性能。 同时也减少了滚动阻力和燃料消耗; ③ 制动稳定性好, 而且制动时制动距离既直又短; ④ 限制轮胎的滑转, 减少轮胎的磨损; ⑤可以防止传动系过载; ⑥ 可以吸收传动系的扭转振 动; ⑦ 粘性联轴器无机械磨损, 寿命长, 结构简单。
对于直接式 4W D, 由于前后轮的轨迹差只由轮胎吸收, 后轮必须有大的驱动转矩。而 常时式 4W D 的粘性联轴器可以吸收前后轮轨迹差引起的转速差, 从而使后轮转矩比直 接式 4W D 小得多。 故采用粘性联轴器的常时式 4W D 具有缓和转弯制动的性能。
4 结束语
粘性联轴器是一种新型的传动装置, 安装在四轮驱动车辆的前、后驱动桥之间起轴间 差速器作用。 汽车在任何行驶状态下, 联轴器都参与工作。 利用内、外叶片剪切油膜传递 转矩, 故叶片间无机械磨损, 使用寿命长。粘性联轴器除传递转矩外, 还允许输入轴与输出 轴间有转速差。转速差增大, 表明前轮或后轮与地面间有滑转在增大。粘性联轴器能根据 前后轮的情况自动分配转矩给前后驱动桥。 当粘性联轴器内叶片间滑移很大时, 油温升 高, 油压增加。会出现“峰值”现象。内外叶片间自动压紧无滑移、似刚性连接, 提高了车辆 的通过性能。 由于四轮驱动汽车有了粘性联轴器, 故在良好道路上高速行驶时, 反映出汽 车具有好的操纵稳定性、行驶安全性与制动性能, 改善了汽车行驶性能。
直接式 4W D 在附着系数 _ 值较大的路面上低速大幅度转向时产生很大制动力, 转 向力也加大, 这种现象叫过紧转向制动, 是这类车辆行驶中存在的缺点。 当其转弯半径较 小时, 为了吸收前后轮由于轨迹差而引起的转速差, 轮胎打滑。 当路面 _ 值较大时, 阻力 也增加, 这阻力随回转半径减小而增大〔5〕。