是什么让车辆的行走更加稳健?详细聊一聊四驱系统

前一段时间,白车身在驱动形式中详细讲了讲前驱和后驱,因为四驱系统过于庞杂,所以,今天单拿出来讲讲四驱系统。

众所周知,四驱系统大体上分为全时四驱、分时四驱、适时四驱三类。用通俗点的说法来解释这三种四驱形式差不多是这样的:全时四驱就是任何情况下车辆都是四轮驱动。分时四驱就是平时是后驱模式,由驾驶者判断什么时候要用四驱并执行操作。适时四驱就是平时是前驱模式,由行车电脑判断什么要用四驱并执行操作。

可是,这些四驱都是怎么实现的呢?下面,咱们就来分析分析。

一、四驱的部署方式

在上一篇中我们详细了解了两轮驱动方式的原理(详见: ),其实四驱是基于这些来的,所以关于四驱最基本的东西,还是要放在最前面讲,比如:虽然都是全时四驱,可奔驰宝马奥迪的全时四驱是怎么实现的呢。首先,咱们把全时适时分时放一边,来了解一下四驱的部署方式,从而能了解四驱动力是怎么传导的。

一是基于发动机前纵置后驱演变而来的四驱

这种四驱简单来说就是在一台前纵置后驱车型的变速箱引出一个旁路输出动力到前轮。这种部署方式拥有前纵置后驱的所有优点,重量分配平均,适合载重。但也有几个缺点,重心相对较高,前输出轴不在前轴中心,会出现扭矩转向。目前硬派越野车牧马人、吉姆尼、陆巡、霸道等等普遍采用的四驱形式,奔驰、宝马纵置发动机的车和奥迪的小部分车也在用这种四驱形式。

二是基于发动机前纵置前驱演变而来的四驱

这种四驱相对来说算是比较成功的四驱形式,其实如果仔细想的话,前纵置前驱就车身配重而言应该算是最不好的一种驱动形式了,发动机太靠前,对车辆操控相当不友好。但如果设计成四驱,则是非常不错的解决方案,主要原因是,前轴输出动力轴可以直接整合进变速箱,这样在到前差之前不需要经过万向节转变动力方向,可以传递更多扭矩给前轴。此外,由于是直接从变速箱内输出动力给前轴,所以前轴可以获得跟后轴一样的动力,最后,前传动轴和变速箱整合设计更紧凑,这样发动机的布局不会受影响,可以设计的更低。但是也正是由于向前输出轴在变速箱内,所以发动机的位置相较前纵置后驱演变而来的四驱形式更靠前,车头重心也更靠前,日常驾驶感受还是偏向于前驱车,但是比前横置的要好很多。这种驱动形式玩的比较好的是奥迪和斯巴鲁。

三是基于发动机前横置前驱演变而来的四驱

这种四驱就是在变速箱中直接引出一根传动轴输出动力到后轮,但是这种四驱的动力需要通过锥齿进行90度的转向,动力损失较大。此外,由于前置前驱车一般车头都比较重,所以把过多的动力分配到后轴大部分情况下没有什么实际意义,所以这种四驱形式还是比较偏向于前驱的。目前大多数城市SUV都在应用这种四驱形式。

四是基于发动机后置后驱演变而来的四驱

这种四驱目前也就保时捷还在用了,它其实就相当于前纵置前驱演变成的四驱翻了个个。

五是基于发动机中置后驱演变而来的四驱

这个比较猛,如果发动机在前轴后叫前中置,目前这种布局的全轮驱动基本只有军用或载重卡车在用了,比如太脱拉。

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非常经典的太脱拉重型全轮驱动地盘

如果发动机在后轴前叫后中置,目前这种布局基本只有超级跑车在用,由于车辆定位问题,所以后中置四驱可以牺牲空间、舒适性等各种方面来换取重心平衡,但是无论怎样,后中置的布局也会涉及到一个问题,就是发动机会挡住传动轴的传动线路,这样就只能调整发动机位置或调整传动轴位置,例如兰博基尼和奥迪R8,如果仔细观察就会发现,它们的发动机布局是偏向左侧的,但其实就算这样,它们的传动轴依然做不到正直。


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兰博基尼Aventador的V12发动机


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奥迪R8的V10发动机


二、三种四驱的特点

要实现四驱,差速器的作用不容小觑,关于差速器的基本知识,请看我之前的文章( )

下面咱们就来看看这三种四驱形式

一是分时四驱

分时四驱一般只有前后轴差速器,传动轴由分动箱进行动力分配,并由全手动操作。其中前后轴差速器一般装有机械式差速锁,在分动箱、差速器全部锁止的情况下,车辆的前后轴,左右车轮全部硬连接,实现100%锁止,它的驱动方式见下图

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吉普牧马人的底盘,可以很清楚的看到分时四驱的细节

其实仔细想来,分时四驱才最简单有效的四驱形式,由人来控制,可是这里就出现一个问题,由于人的操作是需要有预见性的,比如在越野过程中,你眼前有大石头或泥坑,你当然可以停下来调整四驱模式确保安全通过,可是在不可预见的情况下,比如高速路上有个水坑,这种瞬发情况你是不可能立刻把车停下来然后手动调整四驱模式的,所以目前这种四驱形式只用于硬派越野车上了。

二是全时四驱

全时四驱拥有前中后三个差速器,同时注意,有的全时四驱还有分动箱。正如上面所言,全时四驱形式也分为四种

第一种是基于前纵置后驱的全时四驱,这种全时四驱系统发动机可以直接放在前桥上,变速箱、差速器、分动箱顺势后延,更利于重量分布。如图

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宝马X-Drive基于前纵置后驱的全时四驱结构

第二种是基于前置前驱的全时四驱,这种全时四驱系统再细分为两种

1.基于前纵置前驱的全时四驱,它的发动机在前桥前,变速箱在前桥上,差速器、分动箱集成在变速箱里,如图

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奥迪A6的基于前纵置前驱演变的全时四驱结构

2.基于前横置前驱的全时四驱系统,他的发动机变速箱均在前桥前,如图

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奥迪TT使用的瀚德全时四驱系统

第三种是基于后中置后驱演变的全时四驱,可以看到,尽管R8的发动机已经偏向左边了,可是传动轴依然不正,这也是大多数中置超跑不愿意做四驱的主要原因。

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奥迪R8的后中置四驱系统

第四种是基于后置后驱演变的全时四驱,这个目前只有保时捷911 Carrera 4/4S了。

全时四驱的差速器一般前后桥差速器没锁,有部分高级货只有中、后差带锁,且差速器多用的是电控多片式离合器控制,这样的好处是动力分配不是简简单单的0或100,通过摩擦片的压紧程度可以自由分配动力,目前这一技术基本掌握在博格华纳手里(详见: )。

另有一部分用纯齿轮啮合的差速器,例如大名鼎鼎的托森,目前在中差上应用比较多。当然,也有奔驰G这样的家用车拥有前中后三把锁的全时四驱,但是比较少见。

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大G上大名鼎鼎的三把锁是全时四驱里比较少见的

三是适时四驱

适时四驱就比较神仙了,啥样的都有,乱七八糟的,有只有中央差速器的,有没有中央差速器然后在后轴加俩差速器的等等等等,一般出于成本考虑,适时四驱多用的是液力差速器,这种差速器内充满硅油,当轴间没有速度差时多片式离合器不工作,当有了速度差后硅油受热膨胀,挤压离合片实现压紧,这种离合器反应速度慢,动力传输损失大,且基本不可能实现100%锁止,所以能力很弱。当然也有用电控多片式离合器的,一般情况下买家是看不出来的,这就要看厂家和收费媒体是怎么宣传的了,如果说“多片式离合器”那80%都是液力的,如果是电控的,那厂家和收费媒体一般都会卖力宣传。

通过以上,可以看到其实就算是四驱,深入研究一下也不是那么简单的,如果有人对你说他的车全时四驱怎么怎么好,你如果能说出“倒也是,你的车是基于后驱平台做出来的全时四驱,在动力分配这一块确实很运动,但是你的前轮传动效率就偏低了一点,不过既然能用麦格纳或瀚德的技术,那还算是不错的四驱系统”是不是很高大上?!


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