摘 要

四轮驱动系统经过数十年的发展，已经被各汽车厂商广泛应用于乘用车领域。而随着科技的发展，各种传统理念的智能化，消费者已经不再满足于全时四驱形式的车辆，而更倾向于驾驶能够自主切换两驱、四驱模式的汽车，即智能四驱车辆。

智能四驱，顾名思义，即是车辆能自行根据当前路面及车辆运行情况，迅速有效调整车辆驱动模式，以求获得更好的车辆通过性和驾驶稳定性。

本次设计基于电动MPV车型，对比同类别车型使用的智能四驱系统，参考设计适合本车型驾驶条件、驾驶人群的智能四驱系统，着重分析了该智能四驱系统的工作原理，并对后桥减速器的主要参数进行了分析、设计、计算、校核。

关键词：智能四驱；动力分配；DPS；减速器

Abstract

After decades of development, AWD has been used widely in cars by most of the carmakers. With the technology progress, more and more traditional things gain its intelligent concepts. And the consumers are no longer satisfied in AWD cars. They are more interested in real-time AWDs, because it could switch from 2WD to 4WD automatically.

Just as its name implies, real-time AWD could adjust the driving mode rapidly and effectively according to the current road situation and car running state in order to gain much more better mobility over unprepared terrain and driving stability.

This design basis on the electric MPV, analysis the working principles of the real-time AWD system emphatically, basis on the comparisons with similar cars in the same class, reference with the driving situations and the users’ experience who will drive the electric MPV. And finished the analysis, design, calculation and check to the key parameters of the rear axle reducer.

Key Words：Real-time 4WD; DPS; Rear axle reducer

目录

第一章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外现状 1

1.3 本文主要研究内容 2

第二章 动力分配单元 3

2.1 动力分配单元概述 3

2.2 动力分配单元方案选择 3

第三章 扭矩控制单元设计 5

3.1 扭矩控制单元概述 5

3.2 多片离合器基本参数选择与计算 5

3.2.1 摩擦材料的选择 5

3.2.2 心板材料的选择 5

3.2.3 摩擦片件数的选择 6

3.2.4 储备系数的选择 6

3.2.5 冷却油槽 6

3.2.6 摩擦片尺寸的选择 6

3.2.7 摩擦片尺寸校核 8

3.2.8 压板行程 8

3.3 膜片弹簧设计 8

3.3.1膜片弹簧的载荷与变形 8

3.3.2 膜片弹簧的基本参数的选择 9

3.3.3 膜片弹簧工作点位置选择 11

3.3.4 强度校核 13

3.4 离合器内轮毂与外导套设计 14

3.4.1 渐开线花键设计 14

3.4.2 花键强度校核 15

3.5 液压控制系统原理分析 17

3.5.1 前进挡的起动与加速行驶 17

3.5.2 前进挡的定速巡航 18

3.5.3 前进档的减速行驶 18

3.5.4 倒车挡的起动与加速行驶 19

3.5.5 倒车挡的恒速行驶 20

3.5.6 倒车挡的减速行驶 20

3.5.7 热敏开关与减压阀 21

3.6 单向凸轮机构 22

第四章 后减速器、差速器设计 23

4.1 后减速器概述 23

4.2 后减速器基本参数选择与计算 23

4.2.1 主减速比确定 23

4.2.2 后减速齿轮计算载荷确定 23

4.2.3 后减速器齿轮基本参数选择 24

4.2.4 后减速器齿轮的集合计算 25

4.3 后减速器强度校核 26

4.3.1 后减速器齿轮材料的选择 27

4.3.2 后减速器齿轮的强度计算 27

4.3.3 后减速器齿轮的弯曲强度计算 28

4.3.4 齿轮接触强度的计算 29

4.4 后差速器基本参数选择与计算 29

4.4.1 行星齿轮数选择 29

4.4.2 行星齿轮球面半径的确定 29

4.4.3 计算转矩 30

4.4.4 行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 30

4.4.5 初步确定圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径 31

4.4.6 压力角的选取 31

4.4.7 行星齿轮安装孔的直径及其深度 31

4.4.8 差速器齿轮的集合计算 31

4.5 后差速器强度校核 33

4.5.1 差速器齿轮材料选择 33

4.5.2 差速器齿轮强度计算 33

第五章 结论 34

参考文献 35

附 录 37

致 谢 41

第一章 绪论

1.1 目的及意义

从20世纪80年代至今，经历了20多年发展的MPV已经日趋成熟。MPV，英文全称为Multi-Purpose Vehicles，中文名为多用途汽车，通常为两厢式结构，具有与轿车相同的性能与感受，但具有较大的内空和自如调节的座椅，并同时兼具载人、载货和短途旅行的功能。

MPV通常比轿车高，一般车高在1600mm以上，同时多采用前置前驱布置形式，底盘布置较为简单，且底盘较为平整。拥有较大的整车内高，是MPV能实现多功能多用途的先决条件。较大的内空意味着能搭载更多的乘员，装载更多的货物或者更加灵活的布置车内物品，加上MPV的三排可调节座椅，甚至可以通过移走或通过向前折叠后排座椅来增大后部空间，以承载电视、冰箱等家用电器或者货物，也可以向后翻折后排座椅来提供一个临时的床铺供乘员休息。这样的布置结构完全能满足上下班出行、大宗购物以及短途的自驾游等一般城市居民对家用车辆的全部使用需求^[1]。

但对于热爱冒险的年轻人以及向往农村生活的中年人来说，适合城市工况的前置前驱MPV似乎有些力不从心。尽管我国的公路建设正在逐步完善，但离开高速、离开公路之后的最后几公里的路况却不那么乐观，还有很多乡间小道是用砂石铺起的土路，一旦遇到雨水天气，道路就会变得十分泥泞。在这样的路面上行驶时，汽车行驶阻力增大、地面与车轮之间的附着力减小，汽车行驶的安全性受到极大考验，汽车的通过性也会大大降低。因此，四驱MPV会将是未来市场的发展趋势之一。

1.2 国内外现状

四轮驱动汽车在最初只限用于军用、保安以及建筑工程等特种行业。在进入20世纪80年代后，四驱车在坡路较多或常年有积雪的多山地区迅速普及。当汽车行驶在积雪、砂石路面，或左右两侧车轮接触地面具有不同的摩擦系数时，会出现一个或者多个车轮打滑空转的情况，对于四驱车辆来说，可以通过分动器将变速器输出的动力分配到各驱动桥上，使四个车轮都能得到驱动力，而两驱车只能通过差速锁锁死差速器，将动力平均分配给两个驱动轮，动力性明显弱于四驱车^[2]。四驱车拥有四个驱动轮，因此能够获得比两驱车多近一倍的驱动力，这对通过摩擦系数较小的路面、凸凹不平的路面以及陡坡都有极大的帮助；并且四驱车在转弯时能够根据各车轮垂直载荷的变化自动调节驱动力大小，大大减小了车轮的滑转率，提高了转弯性能；在烂路面起步时，四驱车也能有效的避免起步打滑的产生^[3]。