浅谈汽车四驱系统匹配研究

许少华

摘 要：随着汽车在人们生活中普及，人们对汽车的动力性和越野性要求也越来越高，随之安装四驱系统的汽车也越来越受到人们青睐。本文主要针对其汽车四驱系统匹配研究，从系统匹配、零部件计算、匹配方案及注意事项等多方面进行阐述。

关键词：驱动形式;全时四驱;分时四驱;适时四驱;电脑控制;差速锁;NVH性能

1 汽车四驱系统构造及功能概述

汽车四驱系统按照驱动形式区分有四种：全时四驱、分时四驱、适时四驱和兼时/适时混合四驱。其工作原理：发动机输出动力，通过变速器、分动器、扭矩管理器、主减速器、电子差速器等扭矩管理系统后，将动力合理分配到四个车轮，使四个车轮分別具有动力，且相互之间没有影响，使汽车通过性和越野性显著增强，从而当汽车遇到困境工况时，快速脱离、越过。

对于新设计车型来说，选择什么样的四驱系统，一是满足整车性能要求，尤其是通过性、越野性、燃油经济性以及符合排放法规要求;二是满足空间布置要求。其具体功能优缺点如下：

全时四驱：最核心的装置就是中央扭矩感应自锁式差速器，它可以根据行驶状态使动力输出在前后桥间以25：75～75：25连续变化，而且反应十分迅速，几乎不存在滞后，而且有电子稳定程序的支持，更进一步提高了动力分配的主动性。

分时四驱：可以随时根据路面状况，通过操纵杆或者按钮变换两轮驱动或者四轮驱动模式，这也是一般SUV最常见的传动方式。缺点是机械构造比较复杂，传递效率较分动器分离还要低，驾车者要具备相当的驾驶经验才能掌握好变换时机。

适时四驱：又称为实时四驱，驱动形式由电脑控制，就是可以根据路况自动选择驱动模式。目前适时四驱主要有两种：一种是以机械的粘性联轴节方式实现的（如本田CR-V）另一种是电控多片离合器方式实现的（如三菱欧蓝德）。正常路面以两轮驱动，如果异常路面或者驱动轮打滑，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，变为四轮驱动状态，操纵简单。缺点是电脑即时反应较慢，车辆越野性能较差，变换方式由电脑代劳，没有驾驶乐趣。

兼时/适时混合四驱：一种弥补兼时与适时长短处的驱动形式。驾车者可以按照自己的兴趣自由变换兼时传动或者适时传动方式，它兼顾了上述三种四驱形式的优点，但造价比较昂贵、空间布置比较复杂。

2 汽车四驱系统匹配流程及计算

2.1 汽车四驱系统匹配过程主要考虑以下问题 ①发动机输出动力后，动力分配由行车电脑控制，电脑反应速度与软件设计有很大关系，所以匹配时应充分验证行车电脑对路况的反应速度及程序稳定性，即进行电控程序标定试验;②四驱系统一般会影响传动系统动力传递效率，所以匹配四驱时需充分验证系统对整车传动效率的影响;③全时或适时四驱系统需要匹配系统对动力的敏感性，调整相应参数，匹配力矩传递效率及转速差等参数之间的关系;④四驱系统往往会出现影响安全和稳定的问题，所以匹配四驱功能需要整车在各种工况下能够保证一定的安全性和稳定性;⑤车辆其它功能是否受到影响，若有影响是否满足法规要求，比如：车辆百公里油耗、排放是否符合法规、传动系NVH性能是否满足要求。

2.2 汽车四驱系统匹配流程

2.3 四驱系统零部件计算问题及考虑方向 汽车四驱系统零部件匹配计算主要目的是为了前期对产品特性进行方案可行性评估，对产品功能特性进行提前预判，以便后期更好的改善产品性能，提高整车四驱优势。其需要进行匹配计算的零部件包括但不仅限于以下零部件。

①电子差速锁扭矩容量，需要满足整车扭矩要求，提供车桥足够动力，以及合理的扭矩分配;②分动器匹配计算，分动器扭矩容量、分动器速比转化关系及传递效率为计算校核重点;③前、后传动轴匹配计算，传动轴临界转速、支撑刚性以及扭振特性为传动轴计算关注重点;④传动轴布置角度、长度以及车桥链接位置为尺寸计算重点;⑤前、后车桥扭矩最大容量、速比转换，对于轿车扭矩容量安全系数取1.8以上，对于偏向越野SUV车型，扭矩容量安全系数应取2.5-3.0以上;⑥传动系统悬置衬套隔振量、共振带分析、NVH测试计算。国内整车企业为节省开发成本，一般采用选取标杆车型进行测试对比，再加上实车路试验证，来确定整车传动系NVH性能水平及开发方向。

3 四驱系统匹配注意事项

虽然四驱系统对汽车操控性和通过性提升显著，但实际匹配调试的过程中需要注意事项较多，忽略每一项细节，都可能对匹配结果造成很大影响，其主要注意事项如下：①在差速锁、中央差速器等关键零部件选型设计时，要充分进行评审确认，合理进行评估，并对比标杆车型，选取符合本车型合理的驱动形式，同时应考虑此四驱形式对整车的经济性及开发成本的可控性;②计算环节中测绘参数应尽量接近实际、充分考虑传动系统传递效率、最坏最恶劣的工况下计算，保证足够大的安全系数，以及合理评估扭矩分配;③四驱系统匹配标定过程中应充分识别失效模式，设计足够恶劣标定验证试验，同时依托零部件高端厂家技术经验，对产品特性充分识别，注意观察标定试验工程中传动系统性能变化;④四驱系统匹配过程中，传动系统总动平衡值以及各个零部件（主要指旋转件）动平衡残余值对整车NVH性能影响极大，所以匹配前系统及单件动平衡残余值应能够实现量产基础上，尽量保证的越小越好。

4 总结

本文通过简单阐述汽车四驱系统匹配标定过程，总结了其匹配流程、相应计算项目及注意事项，实际上研究汽车四驱系统匹配过程是一项比较复杂系统工程，其中涉及到很多专业理论及实践经验，需要我们在实际操作过程中不断进行探究、总结。

参考文献：

[1]刘惟信主编.汽车设计[M].北京：清华大学出版社，ISBN 7-302-04529-1/TH·94.

[2]汽车工程手册 设计篇.人民交通出版社，2001年5月第1版.