楠木軒

都是四個輪一起動,四驅到底有啥不一樣

由 宮繼梅 發佈於 綜合

在前不久的冬季行車防滑選題中,我們曾介紹過雪地出行最好選用四驅車型來防止打滑、陷車等情況發生。而在當期文章下有粉絲留下這麼一個問題。

對於專門玩越野的老司機、大玩家來説,四驅的結構和形式肯定如數家珍,但對於更多普通消費者而言,四驅的分類、形式和原理也只是一個模稜兩可的概念。

(本篇只涉及四驅形式介紹,各自的優勢和細分的動力分配原理及效果並不涉及)

什麼是四驅

對於大多數民用車型而言,一般都是採用四個車輪承托起車身的結構。而這四個車輪中又根據不同的分工細分為驅動輪、從動輪、轉向輪等。

▲後驅車,前輪負責轉向,後輪負責提供驅動力

顧名思義,驅動輪是負責提供車輪向前/後行進的動力,通過從變速箱或電機提供的動力來打破摩擦力限制,從而驅使車輛行進的車輪;而從動輪本身沒有動力來源,僅負責承托起車身、並跟隨車身運轉、將摩擦阻力轉換為滾動阻力的機構;而轉向輪則負責控制車輛前進方向。

一般來説,通勤買菜車一般都是前驅佈局,也就是前邊兩個車輪是驅動輪,負責帶動車身行進。而一些娛樂車型、操控車型也會選擇後驅的形式,來獲得更出色的操控性能或其他特定目標屬性。

▲四輪同時驅動

而四驅則是通過一定的鏈接,讓前後四個車輪都獲得動力成為驅動輪,成為驅動車輛行進的動力來源,減少了每一驅動輪的驅動力負擔,因而能夠保證在不超過輪胎摩擦極限(不發生車輪打滑)的情況下,將足夠的動力傳至路面,讓車輛獲得更好的驅動力。

四驅的分類

四驅形式除了粉絲提到的全時四驅和分時四驅外,還有一個目前在家用車領域應用程度更廣的適時四驅系統,這三種類型組成了目前燃油車上的四驅結構方式。

全時四驅(All Wheel Drive,簡稱AWD,又稱4WD)是在任何情況下,都能讓四個車輪具有單獨的驅動能力,在行駛過程中始終保持四個車輪同時驅動車輛行進的佈局。

而分時四驅(PART-TIME 4WD)則通過分動箱開關,由駕駛員手動選擇兩驅和四驅模式。你可以理解為它在普通情況下是正常兩驅車型,但可以通過開關打通前後輪之間的鏈接,讓動力向四個車輪傳遞。而決定是否開啓四驅模式是取決於駕駛員的意願。

適時四驅(Real Time 4WD)則採用電子分動箱、多片離合器等結構方式,通過電腦自動分配前後輪的驅動輪,對車輪進行兩驅/四驅之間的轉換。有很多適時四驅車型在正常駕駛時的前後輪動力分配是90%:10%,雖然後輪也有部分驅動力,但仍然可以把它理解為普通前驅車型。只有當行車電腦檢測到車輪打滑、車身偏移等現象後,才會將動力按需分配給不同車輪。

不同四驅類型原理及優缺點

全時四驅

在全時四驅的車輛傳動系統中有一箇中央差速器,能夠將變速箱傳出的動力以一定的比例分配給前後驅動橋,而它們之間是硬鏈接的關係。

舉一個很簡單的例子,很多人小時候玩過的四驅車,就採用的全時四驅形式。雖然沒有差速器的結構讓車輛兩側車輪擁有不同的驅動力,但只要在車輛運轉過程中,四個車輪就能時刻擁有足夠的驅動動力。

▲早期四驅車通過傳動軸硬鏈接前後輪

▲新款四驅車把馬達(發動機)本身當作中央差速器的功能

全時四驅保持了時刻的四輪運轉,不需要額外的時間來搭建起前後輪之間的動力鏈接,不需要多餘的反應時間,所以擁有很高的通過性和穩定性。但由於動力被分成了更多份,對於發動機的工作負荷要求也更高,這就導致全時四驅車輪的油耗也相應提高。同時全時四驅的結構也更加複雜。

較為知名的全時四驅系統有奔馳4-matic、奧迪quarrtro、寶馬X-Drive以及斯巴魯左右對稱全時四驅(SymmetricalAWD)等。

分時四驅

分時四驅和全時四驅的差別在於,它在傳動軸上設置了一個“開關”,這個開關通過齒輪比能夠向後輪分配不同的動力輸出,你也可以把它理解為一個擁有兩個甚至更多擋位的變速箱,但它僅針對向後輪輸出的動力。也就是所謂的低速四驅(4L)和高速四驅(4H)。

因為分時四驅系統的分動器裏是沒有中央差速器的,而當接通四驅後,前後軸是剛性連接的,以固定的比值進行動力分配。如在鋪裝路面轉彎的時候由於前輪的轉彎半徑要比同側的後輪大,因此前輪的轉速就要比後輪快,這樣前後軸的轉速不相同,就會出現“轉彎制動”的現象。這種情況對分動器、差速器、傳動軸、輪胎等部件都有損壞的,所以四驅模式只適合在一些雪地、濕滑路段或越野時使用,鋪裝路面行駛應當換回兩驅模式。

由於機械結構簡單、維修成本低、穩定性高等特點,分時四驅往往應用在硬派越野車之上,如吉姆尼、帕傑羅、牧馬人等。

適時四驅

但由於分時四驅的應用場景有所侷限(僅適用非鋪裝路面),同時對駕駛人員的操控能力和理論知識都有一定的要求,所以並不適合廣泛普及到民用車型之上。但對於很多車主而言,日常用車的部分場景需要用到四驅車的強大通過性,但又不希望負擔全時四驅高昂的油耗和維護保養成本,這就促生了適時四驅。

所謂適時四驅就是根據車輛的行駛路況,系統會根據行駛情況自動切換為兩驅或四驅模式,這過程不需要人為操作。這種四驅系統相對於分時四驅系統來説,免去了繁瑣的手動操作,完全不用擔心因為切換不當而導致四驅系統損壞,甚至很多時候四驅系統切入也毫無察覺。

▲多片離合器

▲液力耦合器

和分時四驅採用硬鏈接的方式不同,適時四驅在連接前後傳動軸的控制部位採取了多片離合器或液力耦合器等形式控制動力的連接與中斷。當車輛正常行駛時,控制開關關閉,動力僅向前輪輸送,此時車輛為前驅形式。但當車輪發生打滑時,系統檢測到轉速差會自動控制離合器壓緊(液力耦合器會因為轉速差導致硅油温度上升從而提升摩擦力),將部分動力向後輪輸送。

理論上來講,適時四驅可以結合車速與路況的具體情況,在100:0-50:50之間自動分配前後軸扭矩,以達到抓地性能最優化。不過這種四驅系統通常在主驅動輪失去抓地力(打滑)後,另外的驅動輪才會被動介入,所以它的響應速度較慢。相對來説,適時四驅車的主動安全性不如全時驅動車高。另外,適時四驅系統的前後軸基本上都採用開放式差速器,如在一些複雜路段,出現單側兩個車輪打滑時,也是無法脱困的。所以這種四驅系統跑跑一般的爛路還行,一旦遇到強度大一些的越野路段就無能為力了。

比較知名的適時四驅系統有博格華納的讓橫置發動機平台實現四驅的第五代瀚德四驅等。

不同的結構是為了實現不同的目標,這個目標可能是為了更好的經濟性,或是更好的通過性,亦或者最簡單的便利性等。但每一種類型都有着它獨到的優點和所針對的使用場景。俗話説最合適的才是最好的,各位車主在挑選配置時還是要參考自己的使用需求。

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