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四驱技术总结与扫盲

 
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网上也有很多四驱技术的文章,但是对于完全没有机械基础的人来说,这些文章很生涩,很难看懂,我也完全不懂机械,但是还是花了一些时间来阅读这些文章,结合我自己的理解,谈谈四驱系统。
1.为什么需要四驱,四驱的好处。
  如果驱动力能“完美”的分配到四个轮胎上,那四驱无疑在操控,和适应路面上都有巨大优势。比如在平坦路面上转弯,转向不足时,通过外侧两个轮胎增加驱动力,内侧减少驱动力(外侧的两个轮胎的驱动力也可以不一样)来提升操控性。对于特殊路面,比如,左前轮的位置正好有个空洞(相当于左轮突然悬空,失去抓地力),如果是前驱车,左前轮突然失去驱动力,如果右前轮还有驱动力,这时车可能会向左转向,如果是其他3个轮都有驱动力,车无疑会稳定很多。但是如果驱动力没有“完美”分配到四个轮胎上,那轮子之间会相互干涩,反而会影响操控。各种四驱技术,就是要解决”完美“分配驱动力的问题,根据解决问题方式不同,四驱系统的性能不同,对路况的适应情况也有所不同。

2.背景知识,关于差速器。
对于最简单的前驱车,在转向的时候,前轮提供驱动力,但是2个前轮的滚动距离是不一样的,所以转动速度也是不一样的,如果一样,外侧轮必然会有时候是悬空的,会有滑动摩擦,这种情况叫车轮干涩,它会影响车的操控性。这个时候就需要差速器这个装置调整两个轮胎转速,差速器能完美解决车轮干涉问题的(纯机械结构,调节速度非常快),它的特性是会把扭矩(能量)尽量传递到阻力小的车轮。现在把结论推广到四驱系统,四驱系统是在前后轴之间再加了一个差速器,这样可以解决转向时4个车轮干涉的问题,也就是四驱系统在前轴,后轴,前后轴之间的传动轴上,各有一个差速器。但是差速器的特性导致它在越野路况下会有一个问题:如果一个轮子打滑,完全失去抓地力,扭矩会全部传递给打滑的车轮(阻力最小),其他的车轮也就跟着失去驱动力了。这个问题对于四驱系统更加说更加严重,只要有一个车轮完全打滑,整车全部失去动力,对于四驱系统必要解决这个问题。

3.四驱系统的关键
在于正常道路行驶时(各车轮受到阻力相差不大)时,扭矩需要自动非常灵敏的向阻力小的车轮传递,来防止车轮之间产生相互干涩,获得最好的操控性。而在越野和其他极端路况下(各车轮受到的阻力相差很大)时,扭矩又需要能向阻力大的车轮传递,让车其他车轮能获得驱动力和稳定性。这种相互矛盾的特性是四驱系统的技术难点所在。


4.全时四驱系统,
所谓“全时”,就是这种四驱系统所有情况下,都是四轮驱动,四个轮子都有驱动力,所以他首先要解决车轮干涉的问题(毕竟好路还是多数)。要达到3中提到的特性,有纯机械的方式:LD差速锁。成本高,反应灵敏,但是3中两种特性和它们的分解点,相比电控的系统缺乏调整的灵活性。也有纯电子软件低成本方式,比如:监控到一个轮子打滑,有ABS刹车锁死它,只要刹车的阻力超过另外车轮的阻力,扭矩就会更多的传递给另外一个车轮。这种方式的问题就是刹车损失功率,刹车力也不一定够。更多的是鉴于两者之间的机械和电控部分相结合的方式,这种车在公路上操控性很好,但是有时因为技术的限制,不可能3中2个特性都完美兼顾,可能会牺牲一些越野性能。

5.适时四驱,既然要同时实现3的两个特性是一件很困难的事,能否在正常道路的时候就用2驱动,另外两个轮是随动轮,自然没有干涉问题,这样在公路上的操控性虽降低,但是2驱车不是在公路上也能开马?等到了极端路况,则连接四驱系统,这是可能因为车轮干涉问题,影响一些操控,但这时因为路况复杂,车速慢,因为四个轮子都有驱动力带来的稳定性和操控性提升会远远大于车轮干涉降低的操控性,这种系统重点在3的第二条。

5.分时四驱,跟适时四驱一样,区别在于,因为结构原因,分时四驱不能长时间工作在四驱状态。
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