全时四驱与分时四驱
来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/08/28 05:22:03
全时四驱与分时四驱
四驱的意思很容易理解,就是四个轮子都能自己转,都能得到发动机传输的动力。但是要解释全时四驱与分时四驱的差别,我想就得先把差速器的作用弄明白。全时四驱的英文是Full time 4WD,而分时四驱的英文是Part time 4WD。光从字面上理解很容易以为全时四驱是能长时间一直使用的四驱系统,而分时四驱是只能偶尔用一下的四驱系统。但是分时四驱到底一次能用多长时间却又说不清楚。
在附着力良好的路面上,一辆正在直行的带有四个轮子的车辆,其四个轮子的转动速度肯定是一样的,当然前题是这四个轮子的大小是一样的。但是,一旦车辆开始转弯的时候,情况就完全不一样了。四个轮子的转速全都不一样,因为每个轮子到转弯圆心的距离都不一样,也就是说每个轮子的转弯半径都不一样,角速度固定,半径不同,必然线速度不同。线速度不同而轮子的半径又相同,那只能是每个轮子的转速都不同了。
对于两驱车,比如FR的7250,前面两个轮子没有动力,只要这两个轮子能独自转动就能满足转弯时的要求。而对于后面的两个轮子则问题要复杂一点。因为发动机需要把动力同时传输到两个后轮上。直行的时候只要将动力平均的分配到两个轮子上就行了,可是转弯的时候这样就要出问题。很明显,发动机需要通过一个特殊的装置来自动的变化分配的两个轮子上的动力。哪一边的轮子阻力大,就少给它点动力,哪一边的轮子阻力小就多给点动力。动力多的哪个轮子自然就转的快些了,这样就能很平顺的完成转弯操作了。
而这个神奇的能自动变化发动机动力分配的装置就是差速器了,就是两个轮子中间突出的那个东东。这样一个纯机械的东西就能完美的完成动力的自动分配,当我第一次了解到差速器的原理是真的不得不佩服人类的智慧。
话说回来,对于两个轮子之间的动力需要自动分配,那么对于四轮驱动的车辆呢,很明显,除了两前轮和两后轮之间各自需要一个差速器外,到前后差速器的转动轴中间也应该有一个差速器,才能使发动机的动力自动的变化分配到每个轮子的比例。这就是所谓的“全时四驱”。这样的四驱系统的一个明显的优点就是每个轮子都受到发动机牵引力的控制,具有更好的操控性。
但是这样的“全时四驱”有一个很大的问题那就是,一旦四个轮子中有一个轮子打滑,那么发动机的动力会全部都传送到那个打滑的轮子上,其他三个轮子的附着力再好也无济于事。这种情况下,如果没有传动轴上的那个中央差速器的话,打滑的那个轮子就只能得到发动机一部分的动力(比如50%,这取决与分动箱的设计)。那两个都不打滑的前轮(或后轮)就能获得动力。而没有这个中央差速器的四驱车就是所谓“分时四驱”了。
全时四驱能长时间使用,分时四驱只能偶尔用用,这是正确的。因为分时四驱在附着力好的路面上会给传动系统带来危害,分时四驱系统只知道忠实的将动力固定的分配到前后轴上,在转弯的时候,发动机的牵引力与轮胎的摩擦力会发生冲突,这也就是为什么打开分时驱动在水泥地上转动方向盘会感觉吃力的原因。
所以全时四驱一定得加中央差速器锁,避免有轮子打滑时其他轮子失去动力的情况。
而对半时四驱,如果前后轮各有一个轮打滑,无论是否一边,车会完全失去动力。所以最好也装个差速器锁。
很多人都以为四轮驱动的汽车可在任何地面上跑,想去哪里就去哪里。实际上这是夸大了四驱车的能耐,就算是HUMMER,也不敢单独在野外行驶。开过四驱越野车的朋友可能都知道,在恶劣的路面上,汽车差速器使得每一轴只有一个轮可以得到驱动,而且是在不停地打滑。所以四驱车并非万能车,你必须知道四驱系统是怎么一回事。
四驱系统分类
四轮驱动顾名思义就是汽车四个车轮都能得到驱动力。这样一来,发动机的动力被分配给四个车轮,遇到路况不好才不易出现车轮打滑,汽车的通过能力得到相当大地改善。四驱系统主要分成两大类:半时四驱(Part Time 4WD)和全时四驱(Full Time 4WD)。 现时,我们使用的四驱车大多是半时四驱。只要车上有专门的两驱、四驱切换拨杆或按钮,那么,这辆就是使用半时四驱的四驱车。半时四驱是四驱车最常使用的四驱系统,基本型号(一辆四驱车可能有4-6种型号,如Pajero的五种型号的引擎、变速箱和车内饰完全不一样,车价可相差近一倍)的三菱帕杰罗、L300、L400、基本型号的陆地巡洋舰PRADO、LC100、LC70、LC75、美国JEEP、五十铃TROOPER、RODEO、铃木VITARA、JIMNY等都使用半时四驱。半时四驱的使用可分两种状态:一种是两驱,汽车只有两个车轮得到动力,与普通汽车没有区别;另一种则是四驱,此时汽车前后轴以50:50的比例平均分配动力。半时四驱历史悠久,其优点是结构简单、可靠性大,加装自由轮毂(Free Wheel Hub)后更加省油。 全时四驱是使汽车四个车轮一直保持有驱动力的四驱系统。若要细分全时四驱系统,可分成固定扭矩分配(前后50:50比例分配)和变扭矩分配(前后动力分配比例可变)两大类。全时四驱也有很长的历史,可靠性更大,但其耗油量较大。
两种四驱系统比较
半时四驱靠操作分动器实现两驱与四驱的切换。由于分动器内没有中央差速器,所以半时四轮驱动的汽车不能在硬地面(铺装路面)上使用四驱,特别是在弯道上不能顺利转弯。这是因为半时四驱在分动器内没有中央差速器,而无法把前后轴的转速调整所致。汽车转向时,前轮转弯半径比同侧的后轮要大,路程走得多,因此前轮的转速要比后轮快;以至四个车轮走的路线完全不一样,所以半时四驱只可以在车轮打滑时才挂上四驱。一回到摩擦力大的铺装路面应马上改回两驱,不然的话,轮胎、差速器、传动轴、分动器都会损坏。 不少半时四驱前轮都可以装上自由轮毂(FREE WHEEL HUB),这是一个很好的手动离合器,在不用四驱时,它可以断开前轮与传动半轴的连接,从而把车轮和左右传动半轴、差速器、传动轴、分动器的摩擦力都减去,达到省油和延长CV JOIN(万向节,constant velocity joint)和分动器齿轮寿命的目的。又可以降低车内噪声,是一个十分好的设计(WARN和ARB都有这产品给SUZUKI、LAND ROVER、HILUX、PRANDO、PAJERO、NISSAN CHEROKEE等半时四驱吉普车使用)。所以驾驶半时四驱车必须小心,其四驱不可以在硬路面(铺装路面)上使用;下雨天也不可以用;有冰或雪地则可以用,而一旦离开冰雪路面应马上改回两驱。全时四驱系统内有三个差速器:除了前后轴各有一个差速器外,在前后驱动轴之间还有一个中央差速器。这使全时四驱避免了半时四驱的固有问题(在硬路面不能用四驱的问题):汽车在转向时,前后轮的转速差会被中央差速器吸收。所以,全时四驱在硬路面(铺装路面)、下雨时有更可靠的四轮抓着力,比半时四驱优越。但到了冰雪,沼泽地就必须把中央差速器锁上(否则可能无法前进);回到不滑的硬路(铺装路),马上要把中央差速器锁解开。有些全时四驱的中央差速器比较先进,一般情况下它可以把汽车动力平分给前后轴。当车轮出现打滑时,它会自动把中央差速器锁上。在第一代Range Rover自动变速车型中就可以找到这种设备,它是大众汽车发明的粘性防滑差速器。此系统同时也常被Audi的四驱车所使用。这种系统在小车上表现很好(类似的限滑差速器在现代的四驱轿车上被广泛使用,可有效提高行驶的安全性等),但在大四驱车上,它就没有差速器手动锁来得可靠。所以,新一代Range Rover已不再使用这一系统了。 另外,有一些四驱车使用看起来像全时四驱的智能四驱系统。这些系统平时是以前驱为主,当前轮打滑时,动力会部分转移后轮,帮助前轮使汽车行驶(可理解为智能的半时四驱),如本田CRV、HRV等就是使用这种系d常ú簧倨郊跾UV包括CRV,HRV,凌志RX300丰田RAV4等都可能省去四驱系统而只是前轮驱动,购买时请注意)。这种系统并不可靠,但有新意(一般由前置前驱的轿车系统改进而来)。
从大四驱越野车的驱动系统来看,我个人喜欢半时四驱和有手动中央差速锁的全时四驱车,其它的智能四驱系统都是没有必要的。因为,时间证明了半时四驱和全时四驱带中央差速锁是最可靠的四驱系统。无可否认,智能四驱系统十分适合小汽车用。因为一般市民开车并不需要了解驱动结构,只要汽车会走就可以了。全自动是最简单的选择。
现在,有的四驱车标榜可以实现半时四驱和全时四驱的切换,我认为这是画蛇添足,只是车商为了增加新意的做法。如美国JEEP中顶级Cherokee、Grand Cherokee Evolution、日本顶级Pajero 3.5GDI等。它们还都有一个共同的缺点,就是不能装上自由轮毂(Free Wheel Hub),在用两驱时不能真正起到的省油作用。
差速器简单说
前面已多次谈到差速器,可能有人连差速是什么也不太了解。要知道差速器对汽车来说是相当重要的。你必须对它有个认识,否则很难继续深入探讨。
差速器是把两个传动半轴(传动半轴直接连着左右车轮)连起来,通过齿轮组的特殊设计,两半轴(左右车轮)可以实现不同速度旋转,而不会出问题。差速器是1825年由法国人发明的。它是汽车工业发展中十分重要的一环,要是没有差速器,汽车就无法实现顺利地转弯。 由于车子在转弯时左右轮转速不一样,内侧车轮转得慢、外侧车轮转得快,驱动轴如何能传递动力而不干扰车轮的正常转速呢?靠的就是差速器,如果没有差速器,汽车在路面上就不能实现转弯(差速器种类及原理,解释起来需要较大篇幅,在此不冗述)。
在汽车发明的初期,道路条件很差。所以早在1902年,第一辆四驱车就已经诞生,但由于成本问题,加上CV JOJN万向节还没有达到成熟的地步,所以,四驱车并没有被大量生产。到了第一次世界大战,四驱车的可靠性得到认同,促使军队投入大量资金去制造全轮驱动的汽车。今日,全时四驱已十分流行三差速器的设计,它们可以在硬路(铺装路面)使用四驱系统而不会互相干涉。
解决差速器的缺陷
差速器的结构精巧,可巧妙地抵消不同车轮间的转速差,但它又有致命的弱点。就是碰到恶劣路面如沙、泥地时,只要一个车轮陷入打滑状态,差速器另一端的车轮会完全丧失动力而一动不动。为解决这个问题,你必须为你的差速器装上LSD防滑差速器或AIRLOCK气动差速锁,把差速器的齿轮组部分完全锁止,使差速作用临时失效。 现代不少四驱车都装有差速器锁。在越野时可自动或手动地锁上差速器;如果你的四驱车没有差速器锁,那么,只要自己装上前后差速锁,在越野时可以发挥出真正的四驱本色。
如今,有不少车装有ATRC(ACTIVE TRC)、TT4(TORQUE TRACK 4)等牵引力控制系统。当前或后轴轮胎发生空转打滑时,汽车会对空转轮施以制动力。由于差速器的结构使得其驱动力自动转往另外一边的车轮。这看起来很方便,在理论上十分好,但在攀爬高山和沼泽地时这套系统容易出现故障。这个连HUMMER身上的TT4也不例外,有时甚至连刹车系统也同时出现故障。所以我自己的HUMMER也再加上了前后两组ARB AIRLOCK(ARB品牌的手动控制气动差速器锁,这是一种改装用的限滑差速器锁),手动的差速锁是最可靠的。
L.S.D(Limited SlipDifferential)限(防)滑差速器有许多种,但适合越野的不多。只有50%,75%和100%的限滑率才适合真正的越野。5%,25%的防滑差速器并不适合真正的越野,最起码应有50%。但50%和75%LSD在硬路U形转弯时会发出一点"滴、滴"声,因为它是用离合器的原理。而100%锁止的Airlock则是所有LSD中最好的一组,它是唯一可完全锁止差速器的装置(回到硬路面又可恢复一般差速器功能),是通过压缩空气来推动的。奔驰G系原装有三个用油压推动的差速器锁,而LC100、LC90、日产等四驱车也可以加装这种配件,Airlock在四驱车专门店都可以找到。如果你还不能理解为什么要装差速器锁的话,希望我平时玩四驱车曾出现各种车轮离地打滑的状况能帮助你理解这一原理。
2H:是半时四驱车在硬路面时使用的
4H:是半时四驱车在沙、泥、雪地时使用的
4L:是半时四驱车攀爬1:4以上的大斜坡或是更大的拖力和驱动扭力在野地时使用
N:是被拖时用的或使用其它的动力输出),如绞盘时才可以用,因为当挂上了N,四个轮都没有动力。
4H:是全时四驱在马路上用的
4HLC:是全时四驱碰到有车轮打滑时使用,在沙、泥和雪地一定要把中央差速器锁上
4LLC:是全时四驱攀爬1:4以上的大坡或需要更大的拖力(拖动3-5吨以上卡车用)和驱动扭矩 的情况下使用
N:和以上一样,全车没有驱动力,引擎离合器、波箱不能把动力传给分动器