前轮驱动汽车知识_前轮驱动汽车知识点

1.汽车前轮驱动，后轮转向的物理分析（列出优势及不足）相对于普通前轮转向后轮驱动的汽车

我们常见的汽车的驱动方式有两驱和四驱，四驱的车辆多为SUV或者越野，一般燃油车分为前驱、前后驱、后驱、后后驱、后四驱，部分跑车采用中后驱、中四驱；电动车分为双电机后驱、双电机四驱、三电机四驱、四电机四驱、电子适时四驱。

1、前置前驱

指的是发动机前置在车头，由前轮驱动整个汽车的方式。前置前驱是最常见的驱动方式，普通经济型家用轿车一般都采用这种驱动方式，这种驱动方式有哪些优缺点呢？

优点：成本低、燃油经济性好，操控稳定性强，发动机散热快；

缺点：启动加速牵引力不足，前轴负载重，前轮寿命短。

2、前置后驱

指的是发动机前置，后轮驱动的一种形式。前置后驱因牵引力较前置前驱好，一般家用性能车多采用此种驱动方式，比如宝马3系、野马等。

优点：牵引性能比前置前驱好，转向轮是从动轮，转向结构简单，便于维修；

缺点：在雪地冻冰等易滑路面启动加速时，易发生摆尾现象。

3、前置四驱

指的是发动机前置在车头，由四轮驱动整个车的方式。四轮驱动有良好的操控性，豪华型轿车一般都采用前置四驱的方式，比如帕拉梅拉。

优点：四轮驱动，相比前轮或者后轮驱动的方式，操控性能更好，如果遇到雨雪天气，轮胎不易打滑，这也是为什么很多汽车都推出四驱版本的原因；

缺点：工艺复杂，制造成本较高。

4、中置后驱

指的是发动机布置在前轴的后面，此为中置后驱。

5、后置后驱

指的是发动机布置在后轴后方，采用后轮驱动，例如保时捷911。

6、中置四驱

相比发动机中置后轮驱动，中置四轮驱动的操控性以及过弯极限要更强，高性能跑车和超级跑车多采用这种方式。

7、后置四驱

即发动机后置四轮驱动，保时捷911四驱车型采用此驱动形式。

汽车前轮驱动，后轮转向的物理分析（列出优势及不足）相对于普通前轮转向后轮驱动的汽车

现在大部分轿车都是前轮驱动的，四轮驱动的越野车和一些全轮驱动的卡车前轮也有驱动力。很多人觉得不可思议。这个前轮负责转向。虽然有两个车轮并列，但发动机和变速器是固定的。这个动力怎么传递到两个车轮？汽车前轮怎么既能转向又能驱动呢？让我们分析一下这个问题。早期的汽车都是后轮驱动，前后桥都是刚性一体桥，现在的卡车仍然是这样的结构。前轮负责转向，它通过转向主销(俗称立轴)安装在前桥上，可以自由左右摆动。然后，汽车转向系统通过一系列复杂的转向传动机构偏转驱动车轮，实现汽车转向。后轮负责驱动，来自发动机的扭矩通过离合器、变速器、万向架、驱动桥(主减速器、差速器、半轴)传递到两后轮，驱动汽车行驶。驱动桥是刚性的，主动轮和驱动桥之间没有任何位置变化，所以车桥也是一体化的，一般封闭在后桥中，从外面看不到。随着汽车技术的发展和对汽车性能的需求，四驱系统和前驱系统不断发展，因此汽车前桥既要求转向功能，也要求驱动功能。能够实现这种车轮转向和驱动两种功能的车桥称为驱动桥(一般是指刚性的一体化车桥)。该车桥在结构上具备一般驱动桥所具备的主减速器、差速器、车桥等部件，以及一般转向桥所具备的转向节、转向主、轮毂等。其区别在于，由于转向的需要，半轴分为内轴(与差速器相连)和外轴(与轮毂相连)两部分，两者通过等轴万向节相连。另外，转向主销也分为上下两段，分别固定在接头的球型托架上。转向节的轴是中空的，外面的轴通过那里。转向节的连接叉是球型外壳，在满足转向需求的同时，还支持转向节的传递力。具体结构如下：1、驱动部分：驱动桥上也有主减速器、差速器、半轴等部件，其中半轴分为内外两段，内轴与差速器连接，接受发动机传递的动力轮轴通过花键与轮毂连接，将动力传递到车轮上驱动汽车行驶。内外轴通过等速万向节连接。在这里起重要作用的是连接内外轴的等角关节。该等速接头有2连式、3销式、叉式、保持架式等各种类型。2、转向部分：半轴必须通过转向节中心，因此转向靠模不能一体化，需分为上下两段。转向节壳体分别与上主销和下主销连接，在上面可以左右自由摆动。然后，通过转向操作机构，通过转向节臂控制转向节的振动，通过移动车轮的振动来实现汽车的转向。需要注意的是，上下主销的轴线必须在一条直线上，以避免前轮旋转和偏转相互干扰，并且连接两者的线必须与车桥等联轴器的中心一致。这是由结构定位保证的，如果在使用过程中发生主销盖松动、等轴万向节损坏等，就会发生转向卡住、异响、车轮不能自动正转等故障。目前大部分轿车、SUV、MPV等都是发动机横置前驱、前轮独立悬架系统，这种结构的驱动和转向方式与上述桥式驱动桥不同。没有严格意义上的车桥，变速器与主减速器、差速器相结合，称为“驱动桥”，车桥外露，直接驱动前轮；另一方面，车轮与车身的连接是独立悬架，由于方向盘直接使车轮偏转，所以车轮不仅有左右摆动，还有上下摆动。因此，要求半轴能够随时应对该位置的变化。为了在这种角度经常变化的零件之间随时传递动力，一般将半轴分为三段，用两个球笼连接。车桥与驱动桥差速器连接，接收变速器输出的动力；然后动力传递到内笼，这是伸缩型球笼式万向联轴器(VL节)，在传递扭矩的过程中，不仅主从轴之间相对旋转，而且适应车轮上下摆动时产生的半轴长度的变化。然后，动力传递到中间轴，然后传递到外侧保持架。这是固定型保持架自由接头(RF节)，其特征是在传递扭矩的过程中，主从动轴之间只能相对旋转，不产生轴向位移，能够应对车轮的大角度偏转。最后动力传递到外侧轴，通过外侧轴的花键与轮毂连接，使车轮旋转。这样，汽车可以在转向的同时向车轮传递动力。也就是说，我们说的转向和驱动都可以。现在也有很多后轮独立悬架、后轮驱动的车型，它们的动力是

优势:

1.转弯半径减小.灵活性提高--理论分析

2.避免了前驱前轮转向的高速下转向能力衰退.在高速下仍有足够的转向控制力--工程分析

3.车辆对正性好.由于车辆是受"拉"前进而不是受"推"前进.所以不会出现"甩尾""漂移"等转向不足,转向过度等现象--工程分析

缺点:

1.车身受拉力,而不是挤压力.对金属材料的性能有更高的要求.可能增加构件重量或提高造价

2.如果发动机前置则车辆配重不均衡,明显前部重.如果后置则增加传动机构重量,且驱动轮上承受压力减小,不利于抓地.

3.灵活性,转向能力的提高带来负作用.由于转弯半径小.向心力公式.f=mv^2/r.转弯半径越小,所谓离心力就越大.容易造成翻车.而且对车辆材料又有进一步高的要求.难以满足

4.最重要的一点!驾驶感改变,驾驶员对车辆的操控能力减弱.你设想一下吧,前轮转向是轮子指向要行进的方向,车身跟着对准那个方向.这期间的时间,给驾驶员以感觉判断和行动.而后轮转向反应更快,而且车身即时对准要行进的方向.驾驶员难以驾驭.起码在现在大家都习惯了现有驾驶感的情况下.尤其高速下,可能危险.

5.且高速过弯时后轮也很容易打滑,尤其是方向打猛了.简单分析:转向轮转动后,瞬时线速度方向上的阻力增大.我们暂且把这个理解为一种制动(刹车).只是为了更好理解...你骑自行车刹前轮不容易抱死,且制动效果好,但是容易使车身受倾覆力矩失去平衡.但是刹后轮,就很容易抱死而被车身"拖"着打滑向前走.这就是为什么后轮转向,转向轮易打滑.

综上,仅从几何和物理的理论分析.后轮过弯具有一定优势,主要是灵活性.

但是,从工程上分析.一,其不易实现.对材料要求,结构要求.二,虽然前轮驱动前轮转向有不利于高速转向的性质.(不是你说的前转后驱!!实际上大多数民用车辆都是前转前驱且发动机前置)而看似你的方案能改善这种弊端.实际应用中,反倒不利于高速下应用.三,不符合人机工程学.

这也是为什么现存的后轮转向车辆都是低速的特种车辆.因为它发挥了转弯半径小灵活,又避免了高速时的种种弊端.

综述:该方案的致命弱点在于高速(这里高速是相对的.结合我的工程经验,我感觉20km/h以上的速度这种方案就不能使用了!)

哈工大汽车工程学院车辆工程本科---密歇根大学安娜堡区ME机械工程硕士汽车底盘设计方向（在读）