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2018款全新奥迪Q5L四轮驱动系统(适时四驱)

导读: 2018款全新奥迪Q5L车型搭载轻型高效的 Ultra quattro(四轮驱动)系统,该系统为适时四驱系统,可在需要时结合后驱系统。

1. 四轮驱动系统概述

2018款全新奥迪Q5L车型搭载轻型高效的 Ultra quattro(四轮驱动)系统,该系统为适时四驱系统,可在需要时结合后驱系统。

全新奥迪Q5L适时四驱系统由带四轮驱动离合器的变速器、轻量化的高效Ultra后部主传动0B0组成,如图1所示。

图1-全新奥迪Q5L车系适时四驱系统

四轮驱动离合器安装在变速器后部,如图2所示。四轮驱动离合器输入端与变速器输出端直接连接。从前驱动桥直接获取向后桥分配的动力,动力依次经过四轮驱动离合器输入轴、离合器(结合)、输出轴、传动轴、后桥主传动(0B0),再分配到后驱动轮。

图2-四轮驱动离合器安装位置

四轮驱动离合器由多片离合器、输入轴、输出轴、离合器控制单元等组成,如图3所示。

图3-四轮驱动离合器结构

当四轮驱动离合器控制单元检测到车辆需要四轮驱动时,便控制离合器执行器内电机运转,带动螺杆运动,与螺杆相连的离合器结合件旋转,将湿式离合器摩擦片与钢片压紧,变速器输出的转矩传递到离合器输出轴,再通过传动轴将转矩传递到后桥主传动(0B0),如图4所示。

图4-四轮驱动离合器工作原理

全新奥迪Q5L后部主传动(0B0)结构如图5所示。后部主传动(0B0)最大的特点是使用了爪齿离合器。四轮驱动离合器在脱开时(即分离状态,前轮驱动模式),通过这个爪型离合器可以使冠状齿轮传动机构(差速器中的半轴齿轮和行星齿轮)和万向节传动轴与传动系统分离(也就是这些组件停住不转动,即传动轴不再被两个后轮反驱驱动)。由于前驱模式时,冠状齿轮传动机构(差速器中的半轴齿轮和行星齿轮)和万向传动轴会产生很大的拖拽损失,因此让这些组件停止不转动可以起到节省燃油的效果,同时行驶中还具有更好的平顺性。

图5-全新奥迪Q5L后部主传动(0B0)结构

如图6所示,右侧的法兰轴由三根轴(半轴、蜗杆轴和法兰轴)构成。半轴与差速器内的右侧冠状齿轮连接在一起,另一端安放在蜗杆轴上。这个蜗杆轴以形状配合的方式与法兰轴相连。半轴与蜗杆轴可以通过爪齿离合器以形状配合的方式连接或者分离(如图7所示),这个爪齿式离合器是借助于精致而高效的电动机械式离合器操纵装置来脱开或者接合的。四轮驱动离合器执行器2用来操控爪齿离合器,如图7所示。

图6-爪齿离合器的安装

图7-爪齿离合器配合形式

爪齿离合器已结合状态:如果离合器执行器2未通电,那么爪齿离合器处于结合状态。两个弹簧(因视图角度原因图7中只能看到一个弹簧)使爪齿离合器结合或保持在结合状态,参见图7所示。在爪齿离合器结合状态时,驱动力就会从半轴被传动到法兰轴上。

爪齿离合器脱开过程:离合器执行器2通电,执行器内部电机转动带动螺杆将分离杆压入蜗杆轴的花键内,相当于操纵了分离机构。此时蜗杆轴的旋转运动就会在分离杆上产生一个行程,这个行程会顶着弹簧力而将操纵爪齿从花键中压出,于是爪齿离合器就脱开了,如图8所示。

图8-爪齿离合器脱开

爪齿离合器保持脱开状态:蜗杆轴继续转动大约四圈后,爪齿离合器就完全推开了。于是分离机构就使分离杆从蜗杆机构上自动脱开并将分离杆锁定在该位置上。此时只需要给离合器执行器2上一个非常小的保持电流,那么分离杆也就会一直被锁定在这个状态上,如图9所示。

图9-爪齿离合器保持脱开状态

爪齿离合器结合:离合器执行器2断电,分离杆被拉回,分离机构也就松开了,这时操纵爪齿在弹簧力的作用下迅速压入花键中,爪齿离合器就结合了。

2. 驱动模式转换

(1)从四轮驱动切换到前轮驱动

在四轮驱动模式时,后部主传动内的爪齿离合器是接合着的,四轮驱动离合器将四轮驱动控制单元计算出的驱动力矩传到万向节轴上,也就传至后桥上了。如果识别出不需要四轮驱动的行驶状态(也就是四轮驱动此时并无优势),那么就会切换到前轮驱动模式。此时变速器后端的四轮驱动离合器分离,并分析前轮驱动的行驶状态。如果确定行驶状态无变化那么后部主传动(0B0)中的爪齿离合器就会脱开。

(2)从前轮驱动切换到四轮驱动

在前轮驱动模式时,全轮驱动离合器和爪齿离合器都是脱开着的,万向节轴、冠状齿轮(半轴齿轮)和主动锥齿轮(差速器行星齿轮)都被断开。这些部件静止不动,可以减少很大的拖动损失,并降低了燃油消耗。

要想接通四轮驱动模式,就必须让爪齿离合器再次接合。为此,需要先将万向节轴和冠状齿轮加速到大致同步转速,因此变速器后端的四轮驱动离合器就会一直接合着,直至基本达到同步转速。万向节轴转速传感器和车轮转速传感器负责传送所需的转速信息。

在马上就要达到同步转速时,离合器执行器2就被关闭了,于是分离杆被拉回,分离机构也就被松开了,这时操控爪齿在弹簧力作用下被迅速压入到花键中,爪齿离合器就接合了。

一旦爪齿离合器接合了,那么四轮驱动离合器就会计算传递到后桥的力矩,并根据路况实时调整。

相关书籍:

《图解汽车构造与原理新技术/新结构/新能源》

化学工业出版社 作者:于海东

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