四轮驱动系统的使用与切换

四轮驱动(4WD)系统装有分动器，并由驾驶人选择将动力传到两轮还是四轮，如图5-33a所示。当选择四轮驱动模式时，将传动系统前后轮系直接连接，可确保前后轮的驱动力输出。因此，这种系统很适合越野车。

图5-33 四轮驱动系统与全轮驱动系统

a）四轮驱动系统 b）全轮驱动系统

1—前桥离合器 2、4—真空电动机 3—开关 5—带离合器组件的差速器 6—分动器 7—变速器 8—2WD和4WD选择器 9—前驱动桥 10—轴间差速器 11—变速驱动桥 12—后驱动桥

图5-34 四轮驱动的部件位置

全轮驱动系统(AWD)不使用分动器，驾驶人不能选择两轮或四轮驱动。发动机的动力通过轴间差速器、黏液耦合器同时送给前桥和后桥，始终为四轮驱动行驶，如图5-33b所示。这种传动系可经由前后驱动力的分配，达到驱动力及转向力的最佳化配置，属于高性能传动系。

1.典型四轮驱动系统的组成

典型的四轮驱动系统如图5-34所示，它由前置发动机、变速器、前后传动轴、前后驱动桥及分动器等组成。分动器有一个电子开关或操纵杆，驾驶人用其选择控制分动器，将动力传至四个车轮、两个车轮或不传递至任何一个车轮。为了改善汽车的驱动条件，许多分动器均设有高低档。

四轮驱动系统可以分为两种使用状态：一种是两轮驱动，驱动力只传递给两个车轮，这种状态与目前绝大多数轿车没有区别：另一种是四轮驱动，动力平均分配给前后传动轴。四轮驱动系统通过操作分动器可实现两驱与四驱的切换。

2.分动器

分动器的主要功用是将变速器输出的动力分配到各个驱动桥。此外，由于大多数分动器部有两个档位，所以它还兼起副变速器的作用。分动器可用齿轮传动（图5-35）或链传动（图5-36）将转矩从后轮传递到前轮。

图5-35　北京BJ2020型越野车分动器

图5-36　用链传动将转矩从后轮传递到前轮

北京BJ2020型越野车的分动器如图5-35所示，其输入轴用凸缘通过万向传动装置与变速器第二轴连接。前、后桥输出轴分别经万向传动装置通往前、后驱动桥。它的常啮合齿轮均为斜齿轮，轴的支承多采用圆锥滚子轴承。前桥输出轴与后桥输出轴之间装有接合套，用来控制前桥驱动的接合与分离。后桥输出轴上的滑动齿轮用来控制分动器高低档的变换。主动齿轮通过花键与输入轴相连，中间轴高速挡齿轮及输出轴高速挡齿轮空套在各自的轴上，它们均为常啮合齿轮。中间轴低速档齿轮与中间轴高速档齿轮制成一体。当变速滑动齿轮左移时，其内花键与输出轴高速档齿轮毂上外花键啮合，将动力传至后桥输出轴。

当要挂入低速档时，必须先将接合套左移，使前桥参与驱动后，再向右拨动变速滑动齿轮，使其与中间轴低速档齿轮啮合。动力由输入轴经主动齿轮、中间轴高速档齿轮、中间轴低速档齿轮和变速滑动齿轮传到前、后输出轴，使前、后桥两轴以相同的转速运转。

因分动器换入低速档时，输出转矩较大，为避免后桥超载，要求操纵机构必须保证：未挂上前桥时，不得挂入低档；先摘下低档，才能摘下前桥，故须有互锁装置。如图5-37所示为北京BJ2020型汽车分动器所采用的球销式互锁装置。两根拨叉轴之间装有互锁销，与轴上的凹槽对准时（即接上前桥驱动后），高低档拨叉轴才能向左移动换入低速档。同理，先退出低速档后，才能摘下前桥驱动。这就保证了摘下前桥之前必须先退出低速档。

有的四轮驱动（特别是链传动的四轮驱动）采用行星轮式分动器。利用行星轮装置产生不同运行模式需要的高、低档。(www.xing528.com)

如图5-38所示为行星轮式分动器的变速传动机构简图。齿圈4（固定在分动壳体2上）、行星轮3（装有3个或4个）及行星架5、太阳轮6组成行星轮机构。

换档齿毂7左移与太阳轮6的内齿接合为高速档（传动比为1）。动力由输入轴1、太阳轮6、换档齿毂7，传到后桥输出轴10。此时，行星轮3及行星架5空转（不传力）。上述过程被称为两轮驱动高档（2H）。若此时将接合套8右移与齿轮9接合，动力同时经输入轴1、太阳轮6、齿毂7，传到后桥输出轴10；同时经后桥花键毂17、接合套8、齿轮9、链条16、齿轮14、前桥输出轴15，传到前桥，实现四轮驱动高档（4H）。

当接合套8右移与齿轮9接合，齿毂7右移与行星架5接合，分动器处于四轮驱动低档（4L）。动力传递情况如下：

输入轴1→太阳轮6→行星轮3→行星架5→换档齿毂7→后桥输出轴10→后桥花键毂17→接合套8→齿轮9→链条16→齿轮14→前桥输出轴15→前桥。

图5-37 分动器球销式互锁装置

图5-38行星轮式分动器的变速传动机构简图

1—输入轴 2—分动器壳 3—行星轮 4—齿圈 5—行星架 6—太阳轮 7—换档齿毂 8—接合套 9、14—齿轮 10—后桥输出轴 11—转子式液压泵 12—里程表驱动齿轮 13—油封 15—前桥输出轴 16—锯齿式链条 17—花键毂

总之，接上前桥驱动时，前、后桥的车轮应同步转动。若前后轮胎磨损不同、气压不等或路面情况不同，则车轮易产生滑转或滑移，故在良好路面上使用高速档行驶时应不接前桥，以免增加功率消耗、轮胎和传动系零件的磨损；在路况较差的条件下行驶时，为使汽车具备足够的牵引力，应接上前桥驱动，用低速档或高速档行驶。

3.锁定毂

目前大多数的四轮驱动汽车前轮使用了可锁止和分离的锁定毂，即当两轮驱动时，它可以使前轮轮毂与前轴、前差速器、前减速器、前传动轴脱离接合，使它们停止转动，此时前轮只作为自由轮转动，这样减少了这些部件的磨损，降低了行驶阻力，改善了燃油经济性。而当四轮驱动时，前毂则被锁定。

锁定毂有两种类型：手动型和自动型。使用手动锁定毂时，必须把汽车停下来，在每一个前轮毂端转动控制手柄。当转动这个控制手柄至锁定或自由位置（图5-39）时，可锁定轮毂或使轮毂脱离锁定。当毂处于锁定位置时，控制手柄施加在毂离合器上的弹簧张力使离合器接合到与半轴相连的内毂，如图5-40所示。由于离合器连接到内毂，则离合器的接合将半轴与毂连接起来。当毂处于脱离锁定位置时，离合器不与内毂接合，车轮可以在轴承上自由旋转。

图5-39 手动锁定毂的旋钮位置

a）自由运转位置 b）锁定位置

图5-40 锁定毂的动作

a）锁止 b）自由

由于分动器内没有中央差速器，无法调整前后桥的转速差，所以当汽车转向时，前轮转弯半径比同侧的后轮要大，路程走得多，因此前轮的转速要比后轮转速大。四轮驱动的汽车不适宜在铺装（沥青、水泥等）路面上使用，以避免在弯道上不能顺利转弯，只有在通过恶劣路况车轮打滑的时候，才可以切换到四驱状态，以便让不打滑的车轮具有驱动力，摆脱困境。