四驅系統是如何分配動力的?

踢車夏東 發佈 2024-04-28T17:00:36.614114+00:00

弱水圍城:一直有一個困擾或者叫疑惑:就是一個四驅系統是如何實現前後軸之間的扭矩分配或者定比的?難道不是應該要麼就是50:50,要麼就是0:100或者100:0嗎?那些什麼前30後70偏後驅特性亦或者前65後35偏前驅特性,這類比例是如何實現的呢?

弱水圍城:一直有一個困擾或者叫疑惑:就是一個四驅系統是如何實現前後軸之間的扭矩分配或者定比的?難道不是應該要麼就是50:50,要麼就是0:100或者100:0嗎?那些什麼前30後70偏後驅特性亦或者前65後35偏前驅特性,這類比例是如何實現的呢?自己是非專業人士,想請夏老師給解答一下。

答:燃油汽車的整個動力產生和傳遞系統叫做Power Train,意思就是「動力串連」,一個個零部件串在一起的意思。它包括發動機、離合器、變速箱、差速器、傳動軸等等。向前後軸分配動力的核心是位於變速箱後面的「中央差速器」,有個俗稱叫分動器,比較直白地說它就是在分配動力,一股向前軸,一股向後軸。而它的原理也是差速器的原理,跟在前軸或者後軸上的差速器原理是一樣的。所以,四驅車就有三個差速器,用來把動力最終分配到各個車輪上。

理解動力分配的比例,比較方便的辦法是反向推理,從車輪這一端來看問題。由於左右或者前後車輪因為路面、車輛姿態等等情況的不同,它們作用到路面的力量也就會不同。作用力與地面反作用力,也可以說是阻力,是相等的。差速器會讓動力向阻力小的一邊流動,以便保持它輸出動力的兩邊受到的反作用力是平衡的。但它總是取最小值,所以在極端其況下,比如一邊的阻力特別小,接近於零,也就是一側車輪懸空或者在打滑,那麼動力就全部從這一邊空耗掉了,車就動不了。所以,還需要外加調整,比如用剎車系統來幫助,給這一邊單獨加大阻力,這樣就能把動力逼向差速器的另一邊,給有附著力的車輪,讓車動起來。

這就是一個分配動力的簡單例子。因為空轉的車輪多數其況下都不是完全懸空無阻力的,而是阻力比較小而已,這就有個程度上的變化。兩邊的摩擦力存在比例的不同,還在變化,給單側車輪做剎車的力度就要因應而進行控制。否則車雖然動起來了,卻會因為兩側不平衡,車身扭轉而失控。我們要求的是兩側驅動的平衡。同樣道理,前後驅動也要達到這樣的平衡。所以也要對動力分配做出比例控制,這就是一個協調機制。

利用剎車是一種簡單手段,容易理解內在原理。在中央差速器分配動力是差速器內部採用手段,目前流行的是多片式離合器,就是一個很多組摩擦片疊加起來組成的裝置,有一個向它們施加壓力的機構來改變鬆緊程度,原理同樣是利用摩擦力。當動力開始向阻力小的一側流失時,就給這一側增加一些摩擦力,把動力逼向另一側。

這樣還能故意營造出一種「不平衡」來,就是把更多的動力輸送向地面摩擦力更大的一邊,以便高效利用它。於是,我們有了任意去分配發動機動力的能力,從而適應了各種行駛條件的需要。現實情況依技術手段,車輛設計特性等等不同,有很多形態,也就是在工程設計上設定動力分配的初始比例,例如前30後70,前40後60等等。因為前後動力分配不像左右分配那樣必須保持相等的初始值。

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