普拉多全时四驱技术解释(偷来的***)
1 7 发布于 2017-10-14 16:54:12 只看楼主 热门标准
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丰田普拉多(PRADO)是丰田陆地巡洋舰系列中的最新款SUV。这款全新开发的新一代SUV,配备了丰田全新4.0LV6发动机。排放达到欧Ⅲ标准。普拉多(PRADO)先进的发动机提供强劲的动力输出。配以坚固的车架以及强化的悬架系统。使崎岖的路途变得舒适顺畅。作为一款越野车。四轮驱动系统可谓是重中之重。本文将着重为您介绍普拉多(PRADO)装备的全时四驱系统。
对于普通的锥形齿轮式差速器,不论是轮间差速器还是中间差速器,由于行星齿轮在吸收转速差时因自转而产生的内摩擦力很小。如果不对其进行限制或锁止,只要有一侧(或一轴)车轮滑转,则另一车轮(或车轴)的驱动力也会被限制到与滑转一侧车轮(或一轴)的驱动力相等,不能充分发挥轮胎的抓地力。影响汽车的越野性。普拉多(PRADO)的底盘系统采用了全时驱动方式,布置了3个差速器:前、后差速器采用普通锥形齿轮式差速器。无差速限制和锁止装置,左、右两侧车轮的滑转通过TRC/VSC系统以制动方式来限制;中间差速器采用托儿森(TORSEN)T-3型限滑差速器。国产的一汽丰田普拉多(PRADO)采用4BM分动器。可以实现对差速器的电控锁止。
全时四驱系统的基本构成
丰田普拉多(PRADO)四驱传动系统的机械部分主要由变速器、分动器(可电控锁止差速器)、前后传动轴及前后差速器等组成(图1)。
四驱的电控部分由制动控制ECU、发动机ECU、中间差速器锁止按钮、驻车及空挡位置开关、4WD控制ECU和分动器电控执行器等组成。分动器电控执行器根据驾驶员的操作意愿(中间差速器锁止按钮)、汽车制动状态、发动机运行转速状态、变速器挡位状态等信号对分动器内的差速器进行锁止控制。这样做的目的是为了便于驾驶员操作,确保分动器内的传动切换准确有效,避免由于误操作而造成的机件损坏。

分动器电控执行器
一汽丰田普拉多(PRADO)的发动机型号为1GR-FE,变速器型号为A75OF,其分动器采用经过改进的VF4BM。如图2所示,分动器有L和H两个挡位,传动比分别为2.566和1.000,L、H挡位由驾驶员手动操作。驾驶员根据路面状况切换“中间差速器锁止按钮”对差速器进行锁止,因而可实现H4F-H4L-L4F-L4L的换挡模式。H4F和L4F为分别对应分动器高、低挡的差速器“F”(自由)模式,H4L和L4L则为“L”(锁止)模式。其他类型的分动器如表1所示,其中VF2A分动器在普拉多2700车型上使用,TORSEN LSD为选装部件。
由变速器传来的动力经分动器的副变速L或H齿轮传到差速器外壳齿轮(图2、图3),再经差速器内的传动机构把动力传到前、后轴,4WD控制ECU对分动器电控执行器进行控制,驱动“中间差速器锁止拨叉轴”实现中间差速器锁的切换。

TORSEN LSD防滑差速器结构
TORSEN LSD的结构如图4、图5所示,主要由差速器外壳、行星齿轮架、行星齿轮、太阳轮、环形齿轮接合齿、太阳轮接合齿及4个离合器盘等组成。结构中有8个行星齿轮与环齿和太阳轮齿内外相互啮合,它们之间相互啮合齿轮的齿形属于TORSEN T-3型。当环齿与太阳轮的转速不等时(某一驱动轴有打滑趋势),行星齿轮会被迫产生自转运动,这个自转运动又会导致与环齿或太阳轮的轴向相对运动。轴向运动的压力对安装在装置内的离合器盘施加压力,产生内摩擦力,因此限制了相对运动。也就限制了打滑的驱动轴的运动。而增加不打滑的驱动轴的扭矩太阳轮与太阳轮接合齿相互配对,以便把太阳轮传来的动力输出到前驱动轴。而环形齿轮接合齿则把环齿的动力输出到后驱动轴,因此接合齿实际上是用于传递动力的过渡齿轮。只要前、后驱动轮因地面附着力的变化而导致扭矩的变化。差速器会立即产生比普通差速器(非限制式)要大得多的内摩擦扭矩。这种差速器的限制方式也叫扭矩敏感式。

小知识
TORSEN差速器是美国ZEXELTORSEN公司的专利产品。该产品从问世至今已经发展到了第三代。最早期的产品为TORSEN T-1型。于1983年首次装备在美国军用型悍马越野车的前、后轴差速器上。从1986年起。TORSEN LSD差速器被奥迪公司大量装备于著名的A4和A8 quattro全时四驱车的中间差速器上。1994年ZEXEL TORSEN公司推出了T-2型。首次装备于ROVER 600TICOUPE和800TI SEDAN的前差速器上。由于TORSEN LSD差速器性能优异,被世界各大著名的汽车制造商纷纷采用。2003年ZEXEL TORSEN公司推出了最新一代的T-3型。首次装备在LexusGX470、Toyota 4Runner和Land Cruiser Prado等车型上,运用于中间差速器。2003年11月,丰田公司把ZEXELTORSEN公司收归旗下。并于2005年兼并Koyo轴承公司后成立了JTEKTTORSEN北美公司。
丰田公司运用TORSEN LSD差速器的历史虽然没有奥迪公司那么早,1989年才首次在CELICA GT-4 AWD车型上采用了TORSEN T-1。但是到目前为止,丰田公司所生产的车型中采用TORSENLSD差速器的数量为各汽车制造商之冠。国产的丰田陆地巡洋舰普拉多(PRADO)4.0车型的中间差速器采用的就是最新一代的TORSEN T-3型限滑差速器。
不同行驶状态TORSEN LSD的扭矩分配
把分动器切换到H4F或L4F模式时,差速器处于“自由模式”,TORSEN LSD有如下的4种工作状态。
1.前轴转速等于后轴转速
当汽车在良好路面直线行驶时,前轮与后轮的转速接近相等,即太阳轮与环齿的角速度也相等。动力的传动路线如图6所示。如图7所示,太阳轮与环齿转速相等,行星齿轮不做自转运动,差速器的内摩擦为0,太阳轮与环齿半径之比为2:3,前轴与后轴的扭矩比为2:3。正常行驶时,后轴得到60%的扭矩,前轴得到40%的扭矩。这种扭矩分配方式与汽车的质量分配相对应,有利于利用车辆加速时后轴载荷大于前轴的情况下,提升车辆轮胎的抓地力,增加车辆的稳定性。
2.前轴转速大于后轴转速
当汽车转向或因湿滑路面导致前轮打滑时,车辆则会出现前轴转速大于后轴的情况。如图8所示,太阳轮转速大于环齿转速,两者的相对运动使行星齿轮被迫自转。但是由于它与环齿和太阳轮齿相互啮合,啮合的齿形角产生很大的摩擦力。同时它与行星齿轮架之间也会产生摩擦力,因此行星齿轮的自转受到以上摩擦力的作用,挤压4号离合器盘。另一方面,环齿则沿轴向向左运动,挤压1号离合器盘。4号离合器盘的摩擦力,限制了高转速的太阳轮的转速继续增加,1号离合器盘的摩擦力,则把差速器外壳上的动力直接传递到环齿。由上可知,行星齿轮自传的摩擦力和离合器片的摩擦力构成了内摩擦力矩,从而增加了后轴的驱动力。前、后轴的扭矩分配比最大可达到29:71,从而减小前轴的扭矩,把更多的驱动力分配到附着状况好的后轴。当车辆实现这种扭矩分配后,转向时前轴驱动扭矩降低,增加了侧向附着力,可减小转向侧滑的趋势,操作稳定性得到了改善,同时也提高了汽车在湿滑路面行驶时的通过性。

3.前轴转速小于后轴转速
当环齿转速大于太阳轮转速,此时行星齿轮也产生自转(图9),自转时与环齿、太阳齿和齿架之间会产生摩擦阻力.同时行星齿轮沿轴向向左运动,环齿和太阳轮分别向左、向右做轴向运动,环齿仍然挤压1号离合器盘,行星齿轮挤压2号离合器盘,太阳轮挤压4号离合器盘,因此。后轴的高转速受到1号和2号离合器片摩擦力的限制,同时动力由行星齿轮架通过4号离合器盘的摩擦力直接传递到太阳轮,增加了前轴的输出扭矩。差速器的内摩擦力由1号、2号、4号和行星齿轮自转摩擦力组成,使前、后轴的扭矩分配比最大达到53:47。
4.中间差速器的锁止
如果前轮的地面附着力较小,出现了滑转趋势。差速器自动限制其滑转,前轮驱动力自动降低到29%。若前轮附着力继续减小。而此时前轮驱动力不能再降低,未滑转的后轴所分配到的扭矩只能达到71%,此时,驾驶员应该锁止差速器,这种情况一般发生在特别恶劣的泥沼路面。如前轮离开地面(悬空)。该车轮的驱动力降为0,此时如果未锁止差速器,后轴只能分配到71%的最大驱动力,但如果锁止了差速器。后轴则可分配到100%的驱动力。
驾驶员应该根据驾驶经验,在进入恶劣路面前提早锁止差速器,以使汽车驶入该路面时获得更好的越野性能。但是当汽车在驶入良好路面时,必须解除对差速器的锁止,否则汽车前、后轴会产生运动干涉。造成汽车转向困难、传动系振动、机件磨损和油耗增加。甚至会损坏传动部件。
丰田普拉多(PRADO)四轮驱动系统采用了以TORSEN T-3为核心的VF4BM分动器,它的常时驱动H4F和L4F模式虽然未锁止差速器,但由于该差速器具有较大的扭矩分配特性。可以最大程度地稳定湿滑路面的驾驶。时。TORSEN T-3的核心部件具有结构紧凑、性能可靠、响应快、制造成本低、噪音低、振动小和操作简单等优点,使丰田普拉多(PRADO)具有良好的操控稳定性和卓越的越野性能。
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丰田普拉多(PRADO)历史
丰田普拉多(PRADO)的历史不算长,它是在“陆地巡洋舰70系列”上派生出来的车型。1983年,老的“40系列”已经不能满足当时的使用需要,丰田决定对“40系列”巡洋舰进行升级。1984年11月,全新的70系列诞生了。开始只提供2种车身:短轴距的]MT0(软顶)和BJ75。作为对2门款车型的补充,4门款半长轴距车型也在那时候推出,而该款车的名字也改为了普拉多(PRAD0)。1996年5月,即“70系列”普拉多之后,一个完全独立的“90系列”推向了市场。目前一汽丰田所生产的普拉多(PRADO)是“90系列”在2002年改款后的最新车型。据悉,丰田即将推出全新普拉多(PRADO),就让我们拭目以待。

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