不管是轿车还是SUV,为了让车辆拥有更好的轮胎驱动力,四驱系统都是必不可少的。而四驱系统经过这么多年的发展已经演变出了纷繁复杂的门类,每个汽车品牌的四驱技术都有自己的名称,当一般人看到4MATIC、xDrive、quattro、SH-AWD这些四驱技术时,估计只能是一脸蒙圈了,那么大黄就来给大家普及一下四驱系统的基础知识,让大家对四驱有个最基本的了解。
四驱系统的分类
按照操作方法和工作状态所有四驱系统基本上可以分为:分时四驱、全时四驱和适时四驱,下面就来逐一为大家解析。
分时四驱
分时四驱是在越野车中常见使用的四驱形式,通过分动箱把发动机的动力传递给前桥和后桥,一般有2H(高速两驱)、4H(高速四驱)和4L(低速四驱)三个档位,驾驶者需要针对不同的路况自行选择对应的驱动档位,而分动箱并没有差速的功能,只能保持1:1的比例给前后桥传输动力。
并且早期的分时四驱还需要停车挂N档才能切换成四驱,不过现在大多数电控分时四驱的车型都增加了同步器,可以不停车切换四驱档位了。
优点:
1、结构相对简单,可靠性高,制造成本低。
2、在4H和4L档位下前后桥始终保持以1:1的比例进行动力分配,前后桥始终可以得到动力。
缺点:
1、前后桥动力不能按需分配,始终以1:1的比例分配,分动箱不能允许转速差,所以分时四驱的四驱模式不能在铺装路面使用,尤其是拐弯时。
2、对驾驶员的需求较高,针对不同路况需要知道何时挂四驱,何时摘掉四驱。
如果只讲这些,那就太简单了,我们还会聊聊三种四驱形式中的特例,在分时四驱中的特例就是三菱的超选四驱。本质上三菱的超选四驱是一套全时四驱结构,不过增加了两驱模式,以保证铺装路面的燃油经济性,而操作方式也和分时四驱类似,所以我就把它放进了分时四驱中。
第一代超选四驱通过伞状齿轮组结构(相当于中央差速器)实现了机械式全时四驱模式,2WD/4WD选择机构实现两驱四驱模式,并创新的把VCU黏性连轴器串联到中央差速器上,这样动力就可以在前后桥主动分配了。
到了第二代超选四驱,三菱继续大刀阔斧的进行改革,电控取代了之前的机械控制,中央差速器上使用了行星齿轮组替代伞状齿轮组,相比一代超选四驱拥有更好的动态表现。
全时四驱
顾名思义,全时四驱就是车辆在行驶中始终保持四轮驱动,而能实现全时四驱就需要中央差速器这个结构了。从发动机输出的动力通过中央差速器分配到前后桥,而本身中央差速器是允许前后桥的转速差的,这和分时四驱始终保持1:1的动力分配不同,所以可以让车辆一直保持四轮驱动。
此外中央差速器还可以主动分配动力给前后桥,这样针对不同路况就能更好的进行适应,车辆会有更好的全路况表现。而纵观目前在售的所有全时四驱系统车型,中央差速器选择拖森式和多片离合器式两种为最多。
拖森式中央差速器
原理:拖森式中央差速器利用蜗轮蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件,使差速器根据其内部差动转矩(即差速器的内摩擦转矩)的大小而自动锁死或松开,即当差速器内差动转矩较小时起差速作用,而当差速器内差动转矩过大时差速器将自动锁死。
优点:
1、纯机械,稳定可靠,不怕过热,适合严苛条件下使用。
2、始终保证前后桥能有动力输出。
缺点:
1、只能在前后桥打滑后才进行动力分配,不如多片离合器的中差主动。
2、成本较高,只能用于中高端车型。
多片离合器式中央差速器
原理:多片离合器式差速器依靠多片离合器产生差动转矩,由电控系统控制液压机构压紧和放松离合器片,以达到动力在前后桥实现不同比例的分配,并可以根据车辆四轮传感器上的数据,实时智能的分配动力给前后桥。
优点:
1、反映速度很快,可瞬间结合。
2、可人为调整,预设动力分配比例,以使用不同路况需求。
缺点:
1、在极端路况时,可能过热失效,可靠性不如拖森式中央差速器。
还是举个特例,大家都知道的越野之王奔驰G级其实也是使用的全时四驱系统,不过中差使用的则是开放式差速器,整车的中差、前后桥共三个开放式差速器,公路上靠电子限滑提升公路行驶性能。
此外这三个差速器还可牙嵌锁止,都锁之后每个车轮分配25%的发动机动力,越野时拥有极强的单轮脱困能力,是目前最顶级的越野车四驱系统,奔驰G级也是唯一采用该种四驱形式的民用车。
适时四驱
适时四驱系统常见在横置发动机平台的车型,不管是轿车还是SUV都多是“买菜车”定位,对于四驱的性能需求并不高,所以适时四驱系统就是最适合这些车型的,日常铺装路面采用两轮驱动,在车轮打滑时则自动切换到四轮驱动模式。
而这些车型的差速器多采用多片离合器或粘性联轴节结构,受限于成本和体积,适时四驱的差速器结构强度不高,不能传递太多的动力,四驱状态不能在全速区间使用,一般超过40km/h就只能两驱行驶了。
此外有些厂商号称自己的车型是全时四驱,但平时前后桥以99:1或95:5的比例分配动力,所以这些伪全时四驱车型也可以理解是适时四驱系统。
优点:
1、全由电脑负责切换,不需要驾驶员控制。
2、日常行驶为两驱,提升车轮燃油经济性。
3、成本较低,可大量应用在中低端车型上。
缺点:
1、结构强度不足,容易过热,不能高速时使用。
还是举个特例,其实在纵置平台车型上也有适时四驱系统,著名汽车技术解决方案提供商——博格华纳就推出了TOD四驱系统,TOD是Torque-On-Demand的缩写,中文翻译为是“扭矩随选四驱”。
装备该四驱系统的车辆一般状况下为后轮驱动,但当路面状况发生变化,TOD四驱系统便会根据需要,通过多片离合器将扭矩传送到前轮以提供车辆所需的足够抓地力。