淺談汽車四驅系統匹配研究

許少華

摘 要：隨著汽車在人們生活中普及，人們對汽車的動力性和越野性要求也越來越高，隨之安裝四驅系統的汽車也越來越受到人們青睞。本文主要針對其汽車四驅系統匹配研究，從系統匹配、零部件計算、匹配方案及注意事項等多方面進行闡述。

關鍵詞：驅動形式;全時四驅;分時四驅;適時四驅;電腦控制;差速鎖;NVH性能

1 汽車四驅系統構造及功能概述

汽車四驅系統按照驅動形式區分有四種：全時四驅、分時四驅、適時四驅和兼時/適時混合四驅。其工作原理：發動機輸出動力，通過變速器、分動器、扭矩管理器、主減速器、電子差速器等扭矩管理系統后，將動力合理分配到四個車輪，使四個車輪分別具有動力，且相互之間沒有影響，使汽車通過性和越野性顯著增強，從而當汽車遇到困境工況時，快速脫離、越過。

對于新設計車型來說，選擇什么樣的四驅系統，一是滿足整車性能要求，尤其是通過性、越野性、燃油經濟性以及符合排放法規要求;二是滿足空間布置要求。其具體功能優缺點如下：

全時四驅：最核心的裝置就是中央扭矩感應自鎖式差速器，它可以根據行駛狀態使動力輸出在前后橋間以25：75～75：25連續變化，而且反應十分迅速，幾乎不存在滯后，而且有電子穩定程序的支持，更進一步提高了動力分配的主動性。

分時四驅：可以隨時根據路面狀況，通過操縱桿或者按鈕變換兩輪驅動或者四輪驅動模式，這也是一般SUV最常見的傳動方式。缺點是機械構造比較復雜，傳遞效率較分動器分離還要低，駕車者要具備相當的駕駛經驗才能掌握好變換時機。

適時四驅：又稱為實時四驅，驅動形式由電腦控制，就是可以根據路況自動選擇驅動模式。目前適時四驅主要有兩種：一種是以機械的粘性聯軸節方式實現的（如本田CR-V）另一種是電控多片離合器方式實現的（如三菱歐藍德）。正常路面以兩輪驅動，如果異常路面或者驅動輪打滑，電腦會自動測出并立即將發動機輸出扭矩分配給其它兩輪，變為四輪驅動狀態，操縱簡單。缺點是電腦即時反應較慢，車輛越野性能較差，變換方式由電腦代勞，沒有駕駛樂趣。

兼時/適時混合四驅：一種彌補兼時與適時長短處的驅動形式。駕車者可以按照自己的興趣自由變換兼時傳動或者適時傳動方式，它兼顧了上述三種四驅形式的優點，但造價比較昂貴、空間布置比較復雜。

2 汽車四驅系統匹配流程及計算

2.1 汽車四驅系統匹配過程主要考慮以下問題 ①發動機輸出動力后，動力分配由行車電腦控制，電腦反應速度與軟件設計有很大關系，所以匹配時應充分驗證行車電腦對路況的反應速度及程序穩定性，即進行電控程序標定試驗;②四驅系統一般會影響傳動系統動力傳遞效率，所以匹配四驅時需充分驗證系統對整車傳動效率的影響;③全時或適時四驅系統需要匹配系統對動力的敏感性，調整相應參數，匹配力矩傳遞效率及轉速差等參數之間的關系;④四驅系統往往會出現影響安全和穩定的問題，所以匹配四驅功能需要整車在各種工況下能夠保證一定的安全性和穩定性;⑤車輛其它功能是否受到影響，若有影響是否滿足法規要求，比如：車輛百公里油耗、排放是否符合法規、傳動系NVH性能是否滿足要求。

2.2 汽車四驅系統匹配流程

2.3 四驅系統零部件計算問題及考慮方向 汽車四驅系統零部件匹配計算主要目的是為了前期對產品特性進行方案可行性評估，對產品功能特性進行提前預判，以便后期更好的改善產品性能，提高整車四驅優勢。其需要進行匹配計算的零部件包括但不僅限于以下零部件。

①電子差速鎖扭矩容量，需要滿足整車扭矩要求，提供車橋足夠動力，以及合理的扭矩分配;②分動器匹配計算，分動器扭矩容量、分動器速比轉化關系及傳遞效率為計算校核重點;③前、后傳動軸匹配計算，傳動軸臨界轉速、支撐剛性以及扭振特性為傳動軸計算關注重點;④傳動軸布置角度、長度以及車橋鏈接位置為尺寸計算重點;⑤前、后車橋扭矩最大容量、速比轉換，對于轎車扭矩容量安全系數取1.8以上，對于偏向越野SUV車型，扭矩容量安全系數應取2.5-3.0以上;⑥傳動系統懸置襯套隔振量、共振帶分析、NVH測試計算。國內整車企業為節省開發成本，一般采用選取標桿車型進行測試對比，再加上實車路試驗證，來確定整車傳動系NVH性能水平及開發方向。

3 四驅系統匹配注意事項

雖然四驅系統對汽車操控性和通過性提升顯著，但實際匹配調試的過程中需要注意事項較多，忽略每一項細節，都可能對匹配結果造成很大影響，其主要注意事項如下：①在差速鎖、中央差速器等關鍵零部件選型設計時，要充分進行評審確認，合理進行評估，并對比標桿車型，選取符合本車型合理的驅動形式，同時應考慮此四驅形式對整車的經濟性及開發成本的可控性;②計算環節中測繪參數應盡量接近實際、充分考慮傳動系統傳遞效率、最壞最惡劣的工況下計算，保證足夠大的安全系數，以及合理評估扭矩分配;③四驅系統匹配標定過程中應充分識別失效模式，設計足夠惡劣標定驗證試驗，同時依托零部件高端廠家技術經驗，對產品特性充分識別，注意觀察標定試驗工程中傳動系統性能變化;④四驅系統匹配過程中，傳動系統總動平衡值以及各個零部件（主要指旋轉件）動平衡殘余值對整車NVH性能影響極大，所以匹配前系統及單件動平衡殘余值應能夠實現量產基礎上，盡量保證的越小越好。

4 總結

本文通過簡單闡述汽車四驅系統匹配標定過程，總結了其匹配流程、相應計算項目及注意事項，實際上研究汽車四驅系統匹配過程是一項比較復雜系統工程，其中涉及到很多專業理論及實踐經驗，需要我們在實際操作過程中不斷進行探究、總結。

參考文獻：

[1]劉惟信主編.汽車設計[M].北京：清華大學出版社，ISBN 7-302-04529-1/TH·94.

[2]汽車工程手冊 設計篇.人民交通出版社，2001年5月第1版.