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机械式四轮驱动系统的电动化 赵长春2009年11月30日 目录 四轮驱动系统的电动化 1 1. 概述 1 2. 组成四轮驱动系统的部件 1 2.1差速器 2 2.2分动箱 2 2.3锁止式轮毂 2 2.4高级电子装置 2 3. 四轮驱动系统的工作原理 2 4. 悍马机械式四轮驱动系统 3 5. 机械式四轮驱动向电动式四轮驱动转化 4 5.1概述 4 5.2组成电动式四轮驱动系统的部件 4 5.2.1差速器 4 5.2.2电动机 5 5.2.3动力电池组 5 5.2.4电子控制装置 5 5.3电动式四轮驱动基本系统 5 6. 雷克萨斯Rx400h的四轮驱动混合动力系统 6 7. 上海海马汽车研发有限公司的电动四驱的初始构想 6 7.1主要部件功能介绍 6 7.2主要行车模式介绍 6 7.3海马目前的电动化四驱系统控制的基本思路 7 后记 8 概述 四轮驱动通常分为“分时”系统和“全时”系统。“分时”系统只是针对低牵引力条件下使用，例如越野或在雪地和冰面上行驶时使用，是可以关闭的。全轮驱动系统是为适合在各种类型的路面上（包括公路和越野）行驶而设计的，而且这些系统大多数都不能关闭。分时和全时四轮驱动系统可以采用相同的标准来评估。 四轮驱动的优点很容易理解：四轮驱动汽车可以利用四个轮胎的牵引力，当您驱动四个轮子时，就可以获得双倍于两轮驱动的纵向力。这个优点可以帮助车辆应对各种环境。在越野条件下，至少有一组轮胎处于低牵引力状态的情况很常见，例如穿越溪流或泥潭时。有了四轮驱动，则另一组轮胎仍然保持了牵引力，可以使汽车脱离困境。爬越较滑的山地需要很大的牵引力。四轮驱动的汽车可以利用四个轮胎的牵引力将汽车拉上山坡。 最好的四轮驱动系统能够精确地将适当大小的扭矩传送到每个车轮，所谓适当的大小就是不会导致轮胎打滑的最大扭矩。 组成四轮驱动系统的部件 任何四轮驱动系统的主要部件都是两个差速器（一前一后）和一个分动箱，都可能附加有高级电子装置，以便更好地利用可用牵引力。 此外，分时系统还可能具有锁止式轮毂。 2.1差速器 四轮驱动汽车有两个差速器，一个位于两前轮之间，一个位于两后轮之间。差速器将扭矩从驱动轴或变速器传递到驱动轮。差速器还允许左右车轮在车辆转弯时以不同速度旋转。 最常见的开放式差速器 2.2分动箱 在四轮驱动中，前后轮之间的速度差由分动箱处理，分动箱是四轮驱动汽车上将动力分配到前后轴的装置。与差速器处理左右车轮间的速度差一样，全轮驱动系统中的分动箱包含一种允许前后车轮之间存在速度差的装置。这种装置可以是粘性耦合器、中央差速器或其他类型的齿轮组。这些装置使四轮驱动系统在任何路面上均可正常工作。 分时四轮驱动系统上的分动箱将前驱动轴锁定到后驱动轴，因此不具备轴间差速功能，强制前后车轮以相同的速度旋转。因此，这种分时系统只能用于轮胎相对容易打滑的低牵引力条件下。在干燥的水泥路面上，轮胎不易打滑，因此应停止使用四轮驱动，以避免因转弯而使轮胎和动力传动系统的过度磨损。 2.3锁止式轮毂 分时四轮驱动卡车通常在前轮上装有锁止式轮毂。不使用四轮驱动时，使用解锁装置断开前轮与前差速器、半轴（连接差速器与轮毂的轴）和驱动轴的连接。这允许差速器、半轴和驱动轴在汽车处于两轮驱动状态时停止旋转，从而减少了这些部件的磨损并可节省燃油。手动锁止式轮毂以前很常见。要使用四轮驱动，驾驶员必须走出卡车，转动前轮上的一个旋钮，直到轮毂锁止。更新的系统具有自动锁止式轮毂，当驾驶员切换到四轮驱动时，这些轮毂会自动锁止。这种类型的系统通常可在车辆移动时结合。 2.4高级电子装置 在许多现代四轮和全轮驱动车辆上，高级电子装置都起着重要的作用。有些汽车使用ABS系统选择性地将制动力作用于开始打滑的车轮，这称为“制动牵引力控制”。另外一些则具有高级的电子控制离合器，能够更好的控制车轮间的扭矩传递。 四轮驱动系统的工作原理 基本的四轮驱动系统常见于四轮驱动的皮卡和旧式的SUV，平时为后轮驱动，需要时才使用前轮驱动。基本的四轮驱动系统变速器直接连接到分动箱。从分动箱引出两根驱动轴，分别旋转前轴和后轴。使用四轮驱动时，分动箱将前驱动轴锁定到后驱动轴，因此每个轴都从发动机获得一半的扭矩。同时，前轮毂锁止。前后轴各有一个开放式差速器。 四轮驱动基本系统图 虽然此系统能够提供远比两轮驱动车辆更好的牵引力，但它有两个缺点。一个：因为分动箱将前驱动轴锁定到后驱动轴，它无法用于越野。另一个：来自于所用的开放式差速器。开放式差速器将扭矩均匀地分配到它所连接的两个车轮。如果这两个车轮中的一个脱离了地面，或者位于非常滑的路面上，作用到该车轮上的牵引力就会降为零。因为扭矩是平均分配的，这意味着另一车轮所接收的扭矩也为零。因此，即使另一车轮有充足的牵引力，也不会向该车轮传递任何扭矩。当此系统得两