奥迪Q7分动箱 0AQ的技术解析
分动箱 0AQ
设计 / 功能
自锁式中间差速器
部件一览及设计 / 功能
不对称的基本分配
不对称的动态力矩分配
动态力矩分配实例
静态力矩分配实例
链条传动
齿链的结构和功能
润滑
机油系统 / 密封
维修 / 专用工具
自锁式中间差速器使用说明
电子差速锁 EDS
分动箱 0AQ
新型分动箱 0AQ 起初是以优化变速箱的功能和重量为目的而开发的，它突出了 Q7 的运动性和灵活性。
尽管没有低速档，但在越野时仍具有足够的牵引力，从而满足了越野车的要求。
分动箱 0AQ 有以下几个优点：
最新一代差速器，具有不对称动态力矩分配功能
与所有 ESP 动态行驶控制系统无条件的兼容
纯机械式工作系统，可靠性高
设计用于 750 Nm 的发动机力矩
重量仅约 31 kg，单位功率重量极低
一次加注机油，变速箱终身免维护
设计/ 功能
分动箱直接安装在相应的自动或手动变速箱上。三种不同的 “轴颈长度”可以补偿变速箱不同的结构长度。输入轴被设计为空心轴，将力矩传递到差速器上。差速器平衡前后桥之间的转速差并分配驱动力矩。
差速器通过与输入轴同轴布置的输出轴来驱动后桥。前桥扭矩被传输到上链轮上。链轮位于上输出轴上，可自由转动，它通过链条驱动下链轮。
下链轮与法兰轴固定连接在一起，并形成前桥主减速器的驱动力。
分动箱截面图
在 Q7 上使用了新开发的第三代中间差速器。与前两代相同，这是一个自锁式差速器，创新之处在于不对称的动态力矩分配。该自锁式中间差速器被设计为行星齿轮结构形式。为了达到均衡的行驶性能，前桥 42 % 、后桥 58 % 的不对称基本分配比例被证明是最佳方案。在差速器内与驱动力矩成正比产生一个摩擦力矩，从而形成锁止力矩。锁止力矩和基本分配比例决定了前后桥的扭矩分配。
部件一览及设计/ 功能
自锁式中间差速器的基本结构就是一个由太阳轮、行星齿轮、行星齿轮架和齿圈组成的简单的行星齿轮组。行星齿轮架支撑着行星齿轮。驱动力矩通过行星齿轮架传递。
行星齿轮建立起太阳轮和齿圈之间的互锁连接。齿圈与后桥的驱动机构相连。太阳轮与前桥的驱动机构相连。
不对称的基本分配
42:58 （前桥 / 后桥）的不对称基本分配比例通过太阳轮（前桥驱动）和空心轮 （后桥驱动）不同的节圆直径而产生。
1 = 小节圆直径 = 短杠杆力臂 = 小力矩 （前桥）。
2 = 大节圆直径 = 长杠杆力臂 = 大力矩 （后桥）。
不对称的动态力矩分配
除了 42:58 的不对称基本分配比例之外，在差速器内还与驱动力矩成正比产生一个摩擦力矩，从而形成相应的锁止力矩。锁止力矩加上基本分配比例就决定了前后桥上的最大扭矩分配。
中间差速器主要对前后桥上的扭矩变化作出反应。
如果在一个车桥上失去了牵引力，那么驱动力矩会在锁止范围内立刻传递到另一个车桥上。
如果超过了中间差速器的工作范围，则由 EDS 调节装置进行干预并提供牵引力。
自锁式中间差速器有四种工作状态：分别在牵引模式和滑行模式中的前桥最大分配和后桥最大分配。
这四种工作状态分别对应四个锁止值，在设计上可以有不同的设置。
差速器的齿轮带有特定的斜齿。
这样，驱动力矩向齿轮施加一个轴向力，该轴向力压迫各个摩擦片，从而产生一个摩擦系数。
摩擦系数再次导致所需的锁止作用。
锁止作用的大小是由锁止值定义的。锁止值表明将多大系数* 的驱动力矩传输到车桥上，以及可以将较大的哪个驱动力矩传输到哪个车桥上。
* 与其它数字或参数 （乘数）相乘而得到的数字或参数。
动态力矩分配实例
在下面的例子中讲述了 Q7 是如何对变化的路况作出反应的。为了进行比较，在下一页上显示了装备开式中间差速器 （无锁止作用）的汽车的扭矩分配情况。
在这个例子中，Q7 以稳定的驱动功率通过一小块冰面（行驶状态 t2 和 t3）。滑动极限 * 假设为每个车桥250 Nm。整个驱动力矩为 （t1 和 t4）1000 Nm。在到达冰面 （t2）时前桥失去牵引能力，驱动力矩降低到250 Nm 的滑动极限*。由于差速器的锁止作用，后桥上的驱动力矩同时提高到 750 Nm。因为力矩分配位于差速器的锁止范围内，所以前后桥之间没有转速差。
驱动功率被 100%地转化为牵引力，EDS 调节不必介入。到时刻 t3 之前前桥已经离开冰面。现在后桥上的摩擦系数降低，只能传输 250 Nm 的力矩。为了保证在前桥上获得最佳的牵引力，现在 EDS 调节进行干预支持。驱动功率的 85%被转化为牵引力。
* 一个车桥在冰面上的最大可传输扭矩
静态扭矩分配实例
如上一页中的例子，在相同的边缘条件下 （驱动力矩总共 1000 Nm，冰面的滑动极限* 250 Nm/ 车桥），装备有开式中间差速器的汽车通过冰面。
首先前桥失去牵引能力 （t2）。为了维持摩擦系数较高的那个车桥 （后桥）上的力矩，必须进行 EDS 控制干预。此时通过制动减少前桥上 17%的驱动功率，从而驱动功率 （牵引力）减小相同的量。
当到达时刻 t3 时，后桥驶上冰面，必须更明显地进行EDS 控制干预，以避免车轮打滑。现在牵引力的损失总计 33% 。
* 一个车桥在冰面上的最大可传输扭矩
链条传动
链条传动装置将驱动力矩传输到前桥。使用了专门开发的 “齿链”及其附属链轮。
可传输扭矩大 转速稳定 运转安静 免维护 效率高
专门开发的链板形状保证了即使在链条高转速时也能安静地运转。两种不同齿面对应使用不同的链板，同时，链轮齿数比较多且为单数，这些都对改善噪声水平起到了辅助作用。
齿链的结构和功能
齿链由并依次排列的链板组成，链板上带有两个摆动销头，因此链板可以无止境地连接下去。侧链板 （导向链板）给予链条必要的导向。
摆动销头与一排链板抗扭转地固定相连。两个摆动销头构成一个所谓的摆动活节。
技术关键在于，当链条弯曲时，整节链板通过摆动销头 自动卷起 （滚动）。因此链条的弯曲几乎无摩擦地进行。
按这种方法，即使扭矩很高以及运行时间很长，也可以把磨损降低到最小水平而同时提高效率。
链条传动的设计寿命等于汽车的寿命。
润滑
分动箱 0AQ 的设计允许使用自动变速箱齿轮油 （ATF） 来进行润滑。 ATF 油的出色之处在于，在较大的温度范围内都能保持稳定的低黏度。 加注 ATF 油后，在汽车的使用寿命期间无需再次添加。 由于分动箱的安装位置以及为了实现低油位，要求在润滑差速器和上部润滑位置时采取特殊的措施。
工作原理如下：
借助于油盘和专用油道进行上部各轴和差速器的润滑。
汽车行驶时，链条将润滑油向上输送，由油盘刮掉润滑油。一条精心设计的油道将润滑油输送到差速器中和输入轴的轴承上。从车辆步行速度起就能输送足够的润滑油。该系统即使在倒车时也能工作。
由于离心力在差速器中形成一个 “油环”。当车辆静止时，这个油环崩溃并沾湿里面的润滑位置。
差速锁壳体的设计形式保证了在车辆在静止时保留一定的油量。因此在起步时就已能保证足够的润滑。
机油系统 / 密封
不利的越野条件对前桥主减速器、后桥主减速器和分动箱法兰轴的密封提出了特殊要求。因此，应用了带专用防尘、防潮密封的轴密封环。
此处以分动箱 0AQ 为例显示了法兰轴的密封。
压在法兰轴上的保护环起到 “离心盘”的作用，在行驶中最大程度地防止污物和水接触密封唇。
外密封唇尽量避免油封唇及其工作面与灰尘和湿气接触。
维修 / 专用工具
为了在更换轴密封环时不必更换轴或法兰轴，轴密封环的压入深度要比批量生产时的压入深度大。
由此，轴密封环的密封唇在一个新的工作面上转动。这样，敏感的密封唇不会承受强负荷，进而改善了工作性能和密封性。
自锁式中间差速器不能与 100% 的机械式差速锁相提并论。如果车桥或车轮打滑，那么将停止驱动，直至 EDS 调节 （电子差速锁）干预。
只有当车轮之间的转速差达到规定的数值时，才开始使用 EDS 调节。驾驶员必须相应地给油，直至 EDS 调节装置利用制动干预建立一个支撑力矩。然后将这个支撑扭矩提供给对面的车轮使用。此时，自锁式中间差速器继续向 EDS 调节装置提供支持，使得制动力矩根据锁止值被加大输送到另一个车桥上。为了避免由于长时间、高强度的 EDS 干预而造成制动器过热，自 ESP 控制单元计算出的某一制动盘温度起，EDS 功能将关闭。
前桥和后桥之间持续的高转速补偿以及高负荷会损坏自锁式中间差速器。
如果拆下了两根传动轴之一，则不进行驱动。
防滑链只允许安装在后车轮上。
电子差速锁 （EDS）通过制动干预进行调节的主要目的之一是在最轻微的车轮打滑时建立起锁止力矩。
引入 EDS 之初，主要将车轮转速视为调节参数。为了防止发动机因制动干预而熄火，往往需要相当高的车轮转速差。
此时 EDS 视车速按照定死的车轮转速差来进行控制干预。
越野模式
必要时可以按下 ESP 按钮激活 ESP 越野模式。
ESP 越野模式的目的在于，在松动的路面上 （越野）改善 ESP、ASR、ABS 和 EDS 的干预作用，并向驾驶员提供最佳的减速和牵引性能。
特殊辅助功能，例如关闭拖车稳定系统、专用的 “倒车 ABS”和 “下坡辅助系统”等，在无路的旷野或松动的路面上为驾驶员提供帮助。
自从引入了 ESP，EDS 的控制干预得以通过建立所谓的力矩平衡来实现。
此时，在考虑到发动机可用力矩和可传输到各个车轮上的驱动力矩的情况下来决定制动干预。
基本上就是：如果发动机可用力矩比较高，则 EDS 在很低的车轮转速差时就可以进行控制干预，而如果发动机力矩较低，则要等到车轮转速差较高时才进行控制干预。
EDS 调节可以在 100 km/h 以下的车速条件下进行。 在越野模式中设置了一个激活 EDS 调节的控制阈值，以优化牵引力。这样，在车轮转速差还很小时就可以进行 EDS 调节了。
以上内容取自奥迪Q7-传动系统/分动箱0AQ 自学教程363，版权归属奥迪公司所有。
