是什麼讓車輛的行走更加穩健?詳細聊一聊四驅系統

前一段時間,白車身在驅動形式中詳細講了講前驅和後驅,因為四驅系統過於龐雜,所以,今天單拿出來講講四驅系統。

眾所周知,四驅系統大體上分為全時四驅、分時四驅、適時四驅三類。用通俗點的說法來解釋這三種四驅形式差不多是這樣的:全時四驅就是任何情況下車輛都是四輪驅動。分時四驅就是平時是後驅模式,由駕駛者判斷什麼時候要用四驅並執行操作。適時四驅就是平時是前驅模式,由行車電腦判斷什麼要用四驅並執行操作。

可是,這些四驅都是怎麼實現的呢?下面,咱們就來分析分析。

一、四驅的部署方式

在上一篇中我們詳細瞭解了兩輪驅動方式的原理(詳見: ),其實四驅是基於這些來的,所以關於四驅最基本的東西,還是要放在最前面講,比如:雖然都是全時四驅,可奔馳寶馬奧迪的全時四驅是怎麼實現的呢。首先,咱們把全時適時分時放一邊,來了解一下四驅的部署方式,從而能瞭解四驅動力是怎麼傳導的。

一是基於發動機前縱置後驅演變而來的四驅

這種四驅簡單來說就是在一臺前縱置後驅車型的變速箱引出一個旁路輸出動力到前輪。這種部署方式擁有前縱置後驅的所有優點,重量分配平均,適合載重。但也有幾個缺點,重心相對較高,前輸出軸不在前軸中心,會出現扭矩轉向。目前硬派越野車牧馬人、吉姆尼、陸巡、霸道等等普遍採用的四驅形式,奔馳、寶馬縱置發動機的車和奧迪的小部分車也在用這種四驅形式。

二是基於發動機前縱置前驅演變而來的四驅

這種四驅相對來說算是比較成功的四驅形式,其實如果仔細想的話,前縱置前驅就車身配重而言應該算是最不好的一種驅動形式了,發動機太靠前,對車輛操控相當不友好。但如果設計成四驅,則是非常不錯的解決方案,主要原因是,前軸輸出動力軸可以直接整合進變速箱,這樣在到前差之前不需要經過萬向節轉變動力方向,可以傳遞更多扭矩給前軸。此外,由於是直接從變速箱內輸出動力給前軸,所以前軸可以獲得跟後軸一樣的動力,最後,前傳動軸和變速箱整合設計更緊湊,這樣發動機的佈局不會受影響,可以設計的更低。但是也正是由於向前輸出軸在變速箱內,所以發動機的位置相較前縱置後驅演變而來的四驅形式更靠前,車頭重心也更靠前,日常駕駛感受還是偏向於前驅車,但是比前橫置的要好很多。這種驅動形式玩的比較好的是奧迪和斯巴魯。

三是基於發動機前橫置前驅演變而來的四驅

這種四驅就是在變速箱中直接引出一根傳動軸輸出動力到後輪,但是這種四驅的動力需要通過錐齒進行90度的轉向,動力損失較大。此外,由於前置前驅車一般車頭都比較重,所以把過多的動力分配到後軸大部分情況下沒有什麼實際意義,所以這種四驅形式還是比較偏向於前驅的。目前大多數城市SUV都在應用這種四驅形式。

四是基於發動機後置後驅演變而來的四驅

這種四驅目前也就保時捷還在用了,它其實就相當於前縱置前驅演變成的四驅翻了個個。

五是基於發動機中置後驅演變而來的四驅

這個比較猛,如果發動機在前軸後叫前中置,目前這種佈局的全輪驅動基本只有軍用或載重卡車在用了,比如太脫拉。

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非常經典的太脫拉重型全輪驅動地盤

如果發動機在後軸前叫後中置,目前這種佈局基本只有超級跑車在用,由於車輛定位問題,所以後中置四驅可以犧牲空間、舒適性等各種方面來換取重心平衡,但是無論怎樣,後中置的佈局也會涉及到一個問題,就是發動機會擋住傳動軸的傳動線路,這樣就只能調整發動機位置或調整傳動軸位置,例如蘭博基尼和奧迪R8,如果仔細觀察就會發現,它們的發動機佈局是偏向左側的,但其實就算這樣,它們的傳動軸依然做不到正直。


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蘭博基尼Aventador的V12發動機


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奧迪R8的V10發動機


二、三種四驅的特點

要實現四驅,差速器的作用不容小覷,關於差速器的基本知識,請看我之前的文章( )

下面咱們就來看看這三種四驅形式

一是分時四驅

分時四驅一般只有前後軸差速器,傳動軸由分動箱進行動力分配,並由全手動操作。其中前後軸差速器一般裝有機械式差速鎖,在分動箱、差速器全部鎖止的情況下,車輛的前後軸,左右車輪全部硬連接,實現100%鎖止,它的驅動方式見下圖

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吉普牧馬人的底盤,可以很清楚的看到分時四驅的細節

其實仔細想來,分時四驅才最簡單有效的四驅形式,由人來控制,可是這裡就出現一個問題,由於人的操作是需要有預見性的,比如在越野過程中,你眼前有大石頭或泥坑,你當然可以停下來調整四驅模式確保安全通過,可是在不可預見的情況下,比如高速路上有個水坑,這種瞬發情況你是不可能立刻把車停下來然後手動調整四驅模式的,所以目前這種四驅形式只用於硬派越野車上了。

二是全時四驅

全時四驅擁有前中後三個差速器,同時注意,有的全時四驅還有分動箱。正如上面所言,全時四驅形式也分為四種

第一種是基於前縱置後驅的全時四驅,這種全時四驅系統發動機可以直接放在前橋上,變速箱、差速器、分動箱順勢後延,更利於重量分佈。如圖

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寶馬X-Drive基於前縱置後驅的全時四驅結構

第二種是基於前置前驅的全時四驅,這種全時四驅系統再細分為兩種

1.基於前縱置前驅的全時四驅,它的發動機在前橋前,變速箱在前橋上,差速器、分動箱集成在變速箱裡,如圖

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奧迪A6的基於前縱置前驅演變的全時四驅結構

2.基於前橫置前驅的全時四驅系統,他的發動機變速箱均在前橋前,如圖

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奧迪TT使用的瀚德全時四驅系統

第三種是基於後中置後驅演變的全時四驅,可以看到,儘管R8的發動機已經偏向左邊了,可是傳動軸依然不正,這也是大多數中置超跑不願意做四驅的主要原因。

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奧迪R8的後中置四驅系統

第四種是基於後置後驅演變的全時四驅,這個目前只有保時捷911 Carrera 4/4S了。

全時四驅的差速器一般前後橋差速器沒鎖,有部分高級貨只有中、後差帶鎖,且差速器多用的是電控多片式離合器控制,這樣的好處是動力分配不是簡簡單單的0或100,通過摩擦片的壓緊程度可以自由分配動力,目前這一技術基本掌握在博格華納手裡(詳見: )。

另有一部分用純齒輪齧合的差速器,例如大名鼎鼎的託森,目前在中差上應用比較多。當然,也有奔馳G這樣的家用車擁有前中後三把鎖的全時四驅,但是比較少見。

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大G上大名鼎鼎的三把鎖是全時四驅裡比較少見的

三是適時四驅

適時四驅就比較神仙了,啥樣的都有,亂七八糟的,有隻有中央差速器的,有沒有中央差速器然後在後軸加倆差速器的等等等等,一般出於成本考慮,適時四驅多用的是液力差速器,這種差速器內充滿硅油,當軸間沒有速度差時多片式離合器不工作,當有了速度差後硅油受熱膨脹,擠壓離合片實現壓緊,這種離合器反應速度慢,動力傳輸損失大,且基本不可能實現100%鎖止,所以能力很弱。當然也有用電控多片式離合器的,一般情況下買家是看不出來的,這就要看廠家和收費媒體是怎麼宣傳的了,如果說“多片式離合器”那80%都是液力的,如果是電控的,那廠家和收費媒體一般都會賣力宣傳。

通過以上,可以看到其實就算是四驅,深入研究一下也不是那麼簡單的,如果有人對你說他的車全時四驅怎麼怎麼好,你如果能說出“倒也是,你的車是基於後驅平臺做出來的全時四驅,在動力分配這一塊確實很運動,但是你的前輪傳動效率就偏低了一點,不過既然能用麥格納或瀚德的技術,那還算是不錯的四驅系統”是不是很高大上?!


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