汽车传动系统故障诊断与修理(旧) 7.1-四轮驱动汽车的售后服务学习手册

《四轮驱动汽车的售后服务》学习手册越野汽车可将四个车轮全部作为驱动轮，这样可有效地改善汽车在泥泞、雪地等条件下行驶驱动性能，同时改善在汽车转弯时的操纵性能，使动力作用在四个车轮上。

一些高性能的轿车也装备了四轮驱动来改进汽车的操纵性能。

一、四轮驱动系统的工作原理四轮驱动汽车的结构是将发动机产生的动力传递给变速器，然后利用分动器把动力分配给前后传动轴，接着通过传动轴将动力传递给前后差速器，与各个差速器相连接的半轴使四个轮胎旋转。

如图12-1，动力首先被传递到变速器，在此调整速度和旋转方向后，再传递到分动器。

分动器是将动力分配给前轮和后轮的装置。

在把后轮驱动改造成四轮驱动时，一般采用独立式分动器，并把分动器布置在变速器后面，如图（a）；在把前轮驱动改造成四轮驱动时，一般把分动器布置在变速器壳体内；很多时候我们并不使用分动器，而是在分动器的位置上布置轴间差速器，如图图12-1 四轮驱动系统布置简图（b）。

目前，前轮驱动轿车在轿车中占有很大比例。

这种轿车四轮驱动化的时候，必须将变速器、轴间差速器和主减速器布置到一个壳体中，否则很难布置。

一般都将上述两种机构一体化，一体化后的装置叫变速－差速器，如图（c）。

总而言之，发动机分配到前后桥的动力，如果距变速器较远，应通过传动轴来传递，如果距变速器较近，则通过轴或齿轮来传递。

然后动力通过差速器分送到左右半轴，通过各自的半轴来驱动左右车轮旋转。

二、四轮驱动系统的类型四轮驱动分为两种，一种为分时四轮驱动（一般也称为“四轮驱动”：4WD－Four Wheel Drive），它的特点是驾驶员操纵拉杆或开关，根据行驶需要进行两轮驱动和四轮驱动的切换操作。

另一种为全时四轮驱动（也称之为“全轮驱动”：AWD－All Wheel Drive），其特点是不需人工操作，汽车总是处于四轮驱动状态；或者在任何需要四轮驱动的情况出现时，都能够自动转换到四轮驱动状态。

1．分时四轮驱动系统分时四轮驱动设计为在诸如泥雪之类的滑溜路面、越野、或在城市街道和公路不正常的情况下使用。

在车辆不需要四轮驱动时，能返回到两轮驱动方式。

分时四轮驱动装置工作时把前轮和后轮锁在一起，使驱动器有极好的牵引力。

不过，当汽车驶入公路，没有了泥泞或冰雪，可用变速杆或按钮把驱动方式改为两轮驱动。

一个典型的分时四轮驱动装置的动力传递如图12-2所示。

该四轮驱动装置采用了分动器和附加传动轴把动力传到全部四个车轮。

分动器直接安装在变速器的后面。

分动器的作用是从发动机分取动力和转矩。

一些转矩传递到后差速器，一些转矩传递到前差速器。

在此装置中，所有车轮基本上用相等的转矩在驱动。

驾驶员可以选用选档杆，仪表盘按钮或开关，使装置处于两轮驱动模式或四轮驱动模式。

现在，较新式的汽车能在行驶中把两轮驱动变为四轮驱动。

这就是说当车辆变低档，驾驶员可以不停车从两轮驱动变为四轮驱动。

而老旧车辆从两轮驱动变为四轮驱动则必须停下车来才能变换。

四轮驱动系统定义的关键是驾驶员可以选择两轮驱动或四轮驱动，分动器可进行任一模式的运转。

每个制造商在其四轮驱动装置上都可能有不同的运行模式。

驱动的类型和运行模式是由汽车制造商、车辆型号和车辆年代决定的。

下面是最常见的四轮驱动运行模式：（1）两轮驱动模式——此模式是把转矩传递到车辆的后轮，无转矩传递到前轮。

这对装备分时四轮驱动系统的汽车来说，是燃油效率最高的运行模式。

在这一模式里，变速器通过其常规机构运转。

运力传递通过变速器，直接由分动器传到后轮。

这种模式适合在干燥路面、标准公路或以城市速度的正常行驶。

（2）四轮驱动H（HI）——此模式是把转矩传递到前轮和后轮。

这一模式的效率低于两轮驱动模式。

不过在滑溜路面上车辆以正常速度行驶，就需要用这一模式。

在这些情况下，须啮合四轮驱动装置。

故四轮驱动HI模式用于冰雪路面或其他较为恶劣的条件下以正常车速或较低车速行驶。

（3）四轮驱动L（LO）——此模式经常用于越野条件。

降低速度，在不平地区和须较大牵引力条件下行驶。

一般地，分动器有HI和LO两个档，两个传动比，或通过齿轮传动（像手动变速器），或通过行星齿轮系统（像自动变速器）产生。

在四轮驱动L（LO）模式，转矩仍然被传递到后轮和前轮，但速度减小转矩增加。

这种模式比四轮驱动H（HI）模式效率低。

2．全时四轮驱动系统全时四轮驱动系统最经常使用在中型汽车，是为了在道路上增加牵引力。

这一装置类型使车辆在所有行驶时间把全部四个车轮连接在一起驱动。

如一些越野吉普车为全时四轮驱动系统。

典型的全轮驱动系统如图12-3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。

大多数全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，轴间差速器可自动锁定，或者由驾驶员用开关手动锁定。

全轮驱动系统也可使用粘性联轴节来使驱动桥的速度产生变化。

全时四轮驱动汽车的驾驶员没有两轮驱动或四轮驱动的选择。

全时都在四轮驱动。

全时四轮驱动系统的分类如图12-4所示。

如果按前后轮扭矩分配方式进行分类，全时四轮驱动可分为两种：固定扭矩分配方式和可变扭矩分配方式。

将固定扭矩分配方式的四轮驱动进行分类，也有两种，其一是利用粘性联轴节限制差速器差动的四轮驱动，其二是在需要时锁死差速器的四轮驱动。

轴间差速器锁死方式固定扭矩分配方式轴间差速器差动限制方式全时四轮驱动被动扭矩分配方式可变扭矩分配方式主动扭矩分配方式图12-4 全时四轮驱动系统分类可变扭矩分配方式的四轮驱动也可分为两大类，一种是利用前后轮转速差分配驱动扭矩，这种方式叫做被动分配方式，另一种是利用电脑控制液压油压力分配驱动扭矩，这种方式叫做主动分配方式。

利用粘性联轴节限制轴间差速器差动的四轮驱动有一个典型的现象，在正常行驶时，轴间差速器把输入动力按固定比例分配给前后轮，其分配比大约为50﹕50。

而在差速器差动受到限制时，该系统又变成了可变扭矩分配方式的四轮驱动。

因此这种扭矩敏感型界乎固定扭矩分配方式和可变扭矩分配方式之间。

四轮驱动（或全轮驱动）有些缺点。

一般的用四轮或全轮运行，由于来自轮胎和辅助旋转件产生的附加摩擦，增加了燃油消耗量。

此外，额外的分动器、差速器等等增加了汽车的重量，也降低了汽车的燃油经济性。

4轮驱动又可以细分成4种驱动模式：全时驱动（Full－Time）、兼时驱动（Part-Time）、适时驱动（Real－Time）和兼时/适时混和驱动。

全时驱动（Full－Time）：前后车辆永远维持4轮驱动模式，行驶时将发动机输出扭矩按50/ 50设定在前后轮上。

全时驱动具有良好的驾驶操控性和行驶循迹性，缺点是比较废油，经济性不好。

兼时驱动（Part-Time）：由驾驶员根据路面情况，通过接通或断开分动器来变化2轮驱动或4轮驱动模式，这也是一般越野车或4驱SUV最常见的驱动模式。

优点是可根据实际情况来选取驱动模式，比较经济；缺点是其机械结构比较复杂，驾驶员要具有一定的经验才能掌握好切换时机。

适时驱动（Real－Time）：采用适时驱动（Real－Time）的车辆，其选择何种驱动模式由电脑控制，正常路面一般采用后轮驱动，如果路面不良或驱动轮打滑，电脑会自动测出并立即将发动机输出扭矩分配给其它两轮，切换到4轮驱动状态，操纵简单。

其缺点是电脑即时反应较慢，缺少驾驶乐趣。

第二节四轮驱动系统的组成一、分动器分动器也是一个齿轮传动装置，其主要功用是将变速器输出的动力分配到各个驱动桥。

另外，由于大多数分动器都有两个档位，所以它还兼起副变速器的作用。

图12-5显示了安装在自动变速器后部有代表性的分动器。

注意分动器上部有变速器变速杆和分动器变速杆。

分动器一般单独安装在车架上，其输入轴直接或通过万向传动装置与变速器第二轴相连，其输出轴则有若干个，分别经万向传动装置与各驱动桥连接。

分动器与变速器一样，也由齿轮传动机构和操纵机构两部分组成。

分动器的齿轮传动机构由一系列齿轮、轴和壳体等零件组成。

图12-6所示为北京BJ2020型两轴驱动越野汽车的两档分动器。

其输入轴1通过万向传动装置与变速器第二轴相连，前桥输出轴8和后桥输出轴5分别经万向传动装置通往前、后驱动桥。

它的高、低档的变换是通过拨动变速滑动齿轮10来实现，而前桥的接合和摘除是通过拨动接合套6来完成。

对于多轴驱动的越野汽车，在良好路面上行驶时、应以后桥驱动为主，尽量不用前桥参与驱动，并且要尽量使用分动器的高速挡，以减少功率损耗并减轻轮胎及传动系零件的磨损。

在坏路或野外情况下行驶或爬陡坡时，为了提高汽车的牵引力，则应使前桥参加驱动，并可使用分动器低速挡。

而且，因为分动器挂入低速挡工作时，其输出转矩较大，为避免中、后驱动桥超负荷，此时必须使前桥参加驱动，分担一部分载荷。

为了能够根据需要接合或摘除前桥驱动，通常在前桥输出轴与中桥或后桥输出轴之间装有接合套进行控制。

如图12-6的分动器，在前桥输出轴8与后桥输出轴5之间装有接合套6。

当接合套与前桥输出轴上的花键齿轮7不接合时（如图示位置），只有后桥驱动，动力不能传至前桥；当接合套向左移动与花键齿轮7相接时，前后桥输出轴连成一体，则前后驱动桥同时驱动。

有些分动器用链传动把转矩从后轮传递到前轮。

图12-7为一种较有代表性分动器的传动链。

左上方是主驱动轴，变速器自一端驱动主传动轴，主传动轴的另一端驱动后轮。

此外，安装在主传动轴上有驱动链轮。

驱动链轮驱动传动链，传动链在另一端带动从动链轮。

从动链轮通过前输出轴连接到前轮。

分动器的操纵机构由操纵杆、拨叉、拨叉轴和一系列传动杆件以及自锁、互锁装置等组成。

其操纵杆包括高低档换档操纵杆和前桥摘接操纵杆如图12-8所示；自锁装置的结构原理与变速器的自锁装置类似。

装有上述形式分动器的汽车，当用全部车轮驱动行驶于不平路面或弯道上时，或在前后驱动车轮由于轮胎磨损而半径不等的情况下行驶时，将引起发动机功率的消耗和轮胎及传动系统零件的磨损。

为克服这一缺点并将转矩大体根据轴荷比例分配给各驱动桥，有些汽车的分动器内装设了带有差速锁的非对称式行星齿轮轴间差速器。

二、轴间差速器用四轮驱动模式行驶的车辆在直线行驶时，4个轮胎的转速是相同的，但是在弯道上行驶时，4个轮胎的转速就各不相同了。

当这一情况出现，并且前轮又与后轮锁止（通过分动器）在一起，就会发生传动干涉。

传动干涉意味着由于前后轮的不同负荷在整个传动系内产生了扭转力，这一扭转力能引起四轮驱动装置的许多部件过度磨损和提前损坏。

为消除这一问题，经常使用第三个差速器。

这一差速器叫做轴间差速器。

在分动器内，轴间差速器布置在后驱动输出端，使轴间差速器基本上处于前后转矩或驱动力之间，如图12-9所示。

这样，在前后差速器之间发生扭转或产生扭转力时，轴间差速器产生滑动。

从而大大减小四轮驱动装置的内部机件磨损。

差速器有两种结构形式，即锥齿轮式轴间差速器和行星齿轮式轴间差速器。