|
越野分時四驅(qū)-- —《越野知識普及2》 （轉(zhuǎn)自新浪切大隊越野英雄會coperlee）
越野車不僅是當前SUV的鼻祖，更是四驅(qū)技術(shù)的率先采用者。越野車最早采用的技術(shù)就是分時四驅(qū)，這套簡單而又行之有效的四驅(qū)技術(shù)，知道現(xiàn)在仍然在大量車型上被采用，特別是那種對于通過性比較看重的車型。這種技術(shù)誕生的原理是怎樣的呢？為何到現(xiàn)在仍然被繼續(xù)采用，它到底有哪些優(yōu)勢呢？
四輪驅(qū)動的歷史要追溯到上世紀初，在汽車出現(xiàn)以后，由于道路條件的限制，路面并不適應(yīng)汽車行駛，在坑洼不平且充滿泥濘的路面上，兩輪驅(qū)動的汽車幾乎無法行駛。這讓人們甚至懷念起了馬車時代，在那時只要多抽馬幾鞭，無論多么崎嶇的路面，馬兒就會聽話地把車拉動。人們就此期待一臺能像馬車一樣應(yīng)付惡劣路面的汽車，這樣四輪驅(qū)動的汽車設(shè)計理念就開始孕育而生。而真正促使這一技術(shù)得以實現(xiàn)，卻是戰(zhàn)爭。為了適應(yīng)戰(zhàn)場的需要，必須有一種車能應(yīng)付各種路況同時又具備較強的機動靈活性，四驅(qū)越野車就在這種強烈的戰(zhàn)爭需求下出現(xiàn)了。跨越坑洼不平的鄉(xiāng)間小路，翻越崎嶇的山地丘陵，在雨后泥濘的土嶺上，四驅(qū)越野車都能輕松的擺脫困境，在炮火紛飛的戰(zhàn)場上，兩輪驅(qū)動的汽車在這些惡劣的路面條件下似乎只能成為敵人“活靶子”。正是在這個猙獰的年代造就了真正意義上的四驅(qū)越野車的出現(xiàn)。而真正實現(xiàn)批量化生產(chǎn)的四輪驅(qū)動的越野車莫屬于二戰(zhàn)時期名聲大噪的Jeep Willys了。它也是第一款采用分時四驅(qū)技術(shù)的越野車，作為四驅(qū)越野車的鼻祖，Jeep Willys的技術(shù)甚至一直沿用到現(xiàn)在的普及型SUV上。 我們知道從第一輛汽車誕生之日起，汽車就是采用后輪驅(qū)動的，由于早期無法解決前輪既實現(xiàn)驅(qū)動又實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的功用，因此沒有一輛汽車采用前驅(qū)設(shè)計，各種車型均是基于后驅(qū)平臺開發(fā)出來的。無論是發(fā)動機前置、中置還是后置，最終都是要將動力傳遞給后輪，由后輪負責驅(qū)動車子行駛，而前輪只承擔轉(zhuǎn)向的責任。因此在四輪驅(qū)動的傳動方式的設(shè)計理念出現(xiàn)時，仍然沒有前驅(qū)平臺問世，故而四輪驅(qū)動也自然是在后驅(qū)平臺上衍化而來?？v置發(fā)動機的布置方式也順理成章的成為當時實現(xiàn)后輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動的唯一的選擇。時至今日這種基于后驅(qū)平臺開發(fā)的分時四驅(qū)也一直沿用到現(xiàn)在。 剛開始的時候，操控性就成為制約四輪驅(qū)動技術(shù)發(fā)展的一大障礙，如果直接接通將導(dǎo)致車輛無法轉(zhuǎn)彎。四輪驅(qū)動是將動力分配給四個車輪，相比兩輪驅(qū)動，單個驅(qū)動輪獲得的驅(qū)動力更小，在總動力不變的情況下，驅(qū)動輪不易產(chǎn)生打滑的現(xiàn)象，這在應(yīng)付惡劣路況時，非常重要。但顯然直接接通四驅(qū)是不行的，因為這樣車輛將無法轉(zhuǎn)彎。我們都知道，當車子轉(zhuǎn)彎時內(nèi)外側(cè)車輪由于運行軌跡不同，外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑要大于內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑，因此車子轉(zhuǎn)彎時的速度保持恒定的情況下，外側(cè)車輪由于運行的軌跡較長，車輪就需要更快的轉(zhuǎn)速，而內(nèi)側(cè)車輪由于運行的軌跡短，因此車輪轉(zhuǎn)速也應(yīng)相對低于外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速。這樣車子才能實現(xiàn)平穩(wěn)自如地轉(zhuǎn)彎。如果內(nèi)外側(cè)車輪始終保持獲得相同的動力，維持著相同的轉(zhuǎn)速，那么車子轉(zhuǎn)彎就會變得非常困難。騎過三輪車的人都會有明顯的感受，由于三輪車結(jié)構(gòu)極其簡單，其兩個后車輪甚至是由一根通體軸連接，這樣的結(jié)構(gòu)就造成兩側(cè)車輪無論在何時輸出的驅(qū)動力都是均等的，也就無法在轉(zhuǎn)彎時實現(xiàn)外側(cè)車輪比內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)速快，這樣在轉(zhuǎn)彎過程中內(nèi)外側(cè)車輪就會相互較勁，外側(cè)車輪要快卻快不了，內(nèi)側(cè)車輪要慢又慢不下來，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎困難，速度稍快還會造成三輪車翻車。這一現(xiàn)象在四輪驅(qū)動的車輛上表現(xiàn)得更為明顯，由于其四個車輪都具有驅(qū)動力，當轉(zhuǎn)彎時四個車輪處于四個不同的軌跡上，我們以車輛右轉(zhuǎn)為例，右轉(zhuǎn)彎時處于內(nèi)側(cè)的右后車輪轉(zhuǎn)動的軌跡最短，轉(zhuǎn)彎半徑最小，在轉(zhuǎn)彎過程中轉(zhuǎn)速相對其余三個車輪也就最低才行，而處于外側(cè)的左前車輪的轉(zhuǎn)動軌跡最長，轉(zhuǎn)彎半徑也自然最大，轉(zhuǎn)速相對其余三個車輪也就需要最大，其余的兩個車輪也分別處在兩個完全不同的運行軌跡上，車輪所需的轉(zhuǎn)速也是完全不同的。如果四驅(qū)系統(tǒng)是直接接通前后橋的話，四個車輪獲得的發(fā)動機的驅(qū)動力是完全相同的，這種情況就和三輪車轉(zhuǎn)彎時的情況相仿，四個車輪將具備相同的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速需最小的車輪卻獲得了和其他車輪相同的驅(qū)動力，而轉(zhuǎn)速需最大的車輪在相同的驅(qū)動力下，車輪轉(zhuǎn)速無法增加，這就造成了需慢速轉(zhuǎn)動的車輪慢不下來，需快速轉(zhuǎn)動的車輪沒有足夠的驅(qū)動力而又快不起來，致使內(nèi)外車輪相互較勁，無法順利轉(zhuǎn)向，最終導(dǎo)致車輛運動停止。這種現(xiàn)象就是所謂的轉(zhuǎn)向制動。 在沒有中央差速器的年代，采用分動箱是解決這一問題的最好辦法。在兩輪驅(qū)動的車子上我們可以通過在前后軸上分別設(shè)置兩個差速器，在轉(zhuǎn)彎時使處于內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪獲得更小的驅(qū)動力，處于外側(cè)的驅(qū)動輪獲得更大的驅(qū)動力，從而達到外車驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速高于內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪的目的。而不是驅(qū)動輪的兩個從動輪，由于沒有驅(qū)動力作用在車輪上，其完全是跟隨著車輛的轉(zhuǎn)向被拖動，因此也就不會與驅(qū)動輪出現(xiàn)相互較勁的情況。而四輪驅(qū)動則不然，正如我們上面所說的，其四個車輪都會獲得驅(qū)動力，因此單純在前后軸上分別布置差速器是遠遠不夠的，因為即使像兩輪驅(qū)動那樣設(shè)置兩個差速器，其只能保證內(nèi)外側(cè)車輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，而前后車輪依然是實現(xiàn)動力平均分配，也就是說在轉(zhuǎn)彎過程中，前輪和后輪會獲得相同的驅(qū)動力，從我們前面說的看，四輪驅(qū)動的車輛轉(zhuǎn)彎時前后驅(qū)動輪也要存在轉(zhuǎn)速差才可以輕松實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，驅(qū)動輪才不會相互較勁，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向制動現(xiàn)象。為了達到增大外側(cè)前輪的驅(qū)動力，減小內(nèi)側(cè)后輪的驅(qū)動力的目的，直接采用傳動軸將前軸和后軸進行剛性連接是做不到的。那么這就需要轉(zhuǎn)彎的時候，將前后軸斷開，而在需要四驅(qū)的時候在將其接通，這樣一套裝置就叫做分動箱。這也是早期四驅(qū)越野車所具備的必不可少的裝置。 Jeep Willys也正是采用分動箱的第一款批量生產(chǎn)的越野車。 分動箱的作用也并不是直接將前后軸的動力像差速器那樣分配給各個車輪。分動箱實際上完全是一個手動動力切換裝置，其達到的目的就是在兩輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動中轉(zhuǎn)換，當車子在直線行駛時，車輪需要相同的動力輸出，這時分動箱就可以將前后軸進行剛性連接，做到將動力平均分配到四個車輪上，而當車輛轉(zhuǎn)彎時，將分動箱手動選擇兩輪驅(qū)動檔，這樣車子就可以像兩輪驅(qū)動那樣輕松實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎了。 我們前面說了，四驅(qū)車的開發(fā)是基于后輪驅(qū)動的平臺上開發(fā)出來的，因此采用分動箱結(jié)構(gòu)的四驅(qū)車在兩驅(qū)模式下實際上就是一臺不折不扣的后驅(qū)車，發(fā)動機輸出的動力通過變速箱連接著傳動軸，直接將動力傳遞到后軸上。而分動箱只是在變速箱和將發(fā)動機動力傳遞給后軸的傳動軸之間增加一個輸出軸，前輪的動力就像是并聯(lián)在傳動軸上似的，由靜音鏈條將動力傳遞到前軸的傳動部件上。正是由于前軸的動力輸出相當于是并聯(lián)在傳動軸上的，因此分動箱不僅是組成并聯(lián)結(jié)構(gòu)的連結(jié)機構(gòu)，也是動力輸出的控制機構(gòu)。它可以手動將前軸的動力在連接與斷開之間進行切換，而完成動力的切換工作并不是靠靜音鏈條來實現(xiàn)，而是依靠齒輪組實現(xiàn)的。這就像是變速箱的輸入軸和輸出軸一樣，當需要進行動力切換時，搬動分動箱的擋把，由擋桿下端連接的撥叉撥動齒輪，完成輸入齒輪和輸出齒輪嚙合或者分離的工作，從而實現(xiàn)動力的連接和斷開。由于車子在直線行駛過程中，在前后輪都不發(fā)生打滑的情況下，前后輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)該是相同的，因此分動箱在實現(xiàn)動力切換時，其內(nèi)部齒輪的轉(zhuǎn)動也是相同的，齒輪可以輕松的實現(xiàn)分離和嚙合，而不發(fā)生打齒現(xiàn)象，因此在分動箱上也就不需要同步器來實現(xiàn)輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)速同步。換句話說我們在通過分動箱進行兩驅(qū)和四驅(qū)的切換時，并不需要停車進行調(diào)節(jié)，只要車子維持在一定的車速下保持直線行駛就可以實現(xiàn)。因此分動箱的出現(xiàn)就很好的解決了四驅(qū)車轉(zhuǎn)向困難的難題。在駕駛分時四驅(qū)的越野車時，調(diào)整車子的驅(qū)動方式不僅可以保證車子的操控靈活性又可以提高車子的通過性，在正常駕駛時采用兩輪驅(qū)動的模式，經(jīng)濟性更高，靈活性也更出色。而在路況惡劣的情況下，選擇四輪驅(qū)動又可以提高車子的通過性。這就是分時四驅(qū)的優(yōu)勢所在。
另外，有些分時四驅(qū)車型的前輪上會各有一個旋鈕，在我們需要越野的時候，都是下車把這個旋鈕擰一下。這是為什么呢？其實這車旋鈕是前半軸的鎖止開關(guān)。當這個鎖止開關(guān)打開時，前輪與前半軸是分離的。這樣在兩驅(qū)的模式下，前半軸是沒有驅(qū)動力的，但如果前半軸沒有和前輪分離的話，會和前輪隨動，這顯然不利于提高經(jīng)濟性。把它與前輪分離后，就可以實現(xiàn)車輪在轉(zhuǎn)動的時候前半軸是不動的，此時減少了前半軸因為隨前輪從動而消耗的動力，減少了油耗。如果確認是長期不用四驅(qū)模式的話，是建議將其解開的。然而要進行四驅(qū)時必須停車將其鎖止。因為采用四驅(qū)模式后，前半軸就已經(jīng)不再是從動的了。它在傳動軸上獲取了一半的動力，使前半軸變成了主動。如果鎖止開關(guān)還是開著的，那么前半軸就會空轉(zhuǎn)，沒有把動力傳遞給前輪。所以在需要越野的時候一定要記得下車到前輪把鎖止開關(guān)的旋鈕擰一下。 知道了這些原理以后，在看到實車上分動箱的擋把時，會看到2H、4H和4L之類的選擇，那么當我們駕駛分時四驅(qū)的車時，應(yīng)該怎么去選擇適合的模式呢？先說說哪些情況下可以用四驅(qū)模式吧。因為分時四驅(qū)接通后相當于硬軸連接，因此采用四驅(qū)模式要非常謹慎。 在直線加速時，包括濕滑路面加速或者上坡時，可以采用四驅(qū)模式。在四驅(qū)的模式下，每個輪都是分配到固定的25%的驅(qū)動力。可以避免兩驅(qū)加速時，車輪附著力減小出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。尤其是在濕滑路面上，由于地面的摩擦系數(shù)很低，出現(xiàn)打滑現(xiàn)象的機率就會很大，所以采用了四驅(qū)模式會很好的提高車子的有效牽引力。在上坡時由于車子重力會產(chǎn)生一個沿坡面向下的分力，從而導(dǎo)致車子牽引力下降，如果此時采用了四驅(qū)模式，就會把動力平均分配到各個車輪，避免了兩驅(qū)的打滑，同樣增加了有效牽引力。但這仍然僅限于直線加速的時候，過彎時必須迅速切換成兩驅(qū)。 在極限越野的時候可以一直掛著四驅(qū)。極限越野是指那種道理非常惡劣，車輛以極低的速度慢速通過時，可以掛上四驅(qū)模式。所謂4H和4L只不過是分動箱的加力裝置，可以增加一倍左右的齒比，可以根據(jù)扭力的需求選擇4H或者4L。只不過需要注意的是，從2H切換到4H的時候，是不需要停車的，直接切換即可，因為前面已經(jīng)說到過，輪速和轉(zhuǎn)速是匹配的。但如果是在4H和4L之間切換的話，速比發(fā)生了變化，一般需要停車切換。雖然在這種路況也會出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的情況，但是此時的轉(zhuǎn)彎時速是很慢的，前后輪內(nèi)外的轉(zhuǎn)速也相當不足以產(chǎn)生前后輪因為轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)速不同而產(chǎn)生的互相干擾較勁現(xiàn)象。大家都知道在越野的時候是會遇到一些很復(fù)雜多變的惡劣路況，那么在采用四驅(qū)模式進行越野時會產(chǎn)生什么效果呢？一般在越野的時候最常見的現(xiàn)象莫過于車輪打滑。針對車輪打滑的現(xiàn)象，我們結(jié)合分時四驅(qū)模式的特點來闡述。當有一個車輪打滑的時候，由于這是的四驅(qū)是相當于硬軸連接的，這樣前軸和后軸將獲得各50%的動力，這是硬性分配的，不會有變化。如果沒有前橋和后橋差速鎖，此時當前輪打滑時，由于驅(qū)動力是由分動箱分為兩部分傳遞給前后軸的，所以即便是前輪打滑，后輪一樣會得到50%的驅(qū)動力，此時也就相當與一個只有一半動力的后驅(qū)車推著車子前行。相反，如果當后輪打滑時，就相當與一個只有一半驅(qū)動力的前驅(qū)車，拖著車子前行。但當同側(cè)的兩個車輪打滑時，如果沒有前后橋差速鎖，此時動力將全部傳遞給一側(cè)打滑的車輪，車輛將無法走出困境。因此在一些特別注重越野的硬派越野車上，會裝上前后差速鎖，這樣一來，整個車子將完全靠硬軸連接，每個車輪都能獲得硬性的25%的動力，那么只要有一過車輪有附著力，車子將不會被困住。從上面可以看出，此時分時四驅(qū)車的分動箱實際上起著相當于中央差速器鎖的作用，硬性的連接上前后軸，然后把動力平均的分配到前后軸上。 在公路上過彎絕對不能采用四驅(qū)模式。這個問題這文中已經(jīng)出現(xiàn)過了多次，主要是因為四驅(qū)模式后，分動箱相當于把前后軸硬性的連接到了一起，是動力始終是平均分配。我們都知道，車子在轉(zhuǎn)向的時候，內(nèi)外的車輪的轉(zhuǎn)數(shù)是不一樣，同為前軸或者后軸的車，內(nèi)外車輪的轉(zhuǎn)數(shù)差可以通過前后橋差數(shù)器來實現(xiàn)。但是此時前后輪的運動軌跡也是不同的，所以轉(zhuǎn)數(shù)也不相同。這種硬性的連接就會使前后的車輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)向制動。以右轉(zhuǎn)彎為例，就相當于應(yīng)該旋轉(zhuǎn)最快的左前車輪和應(yīng)該旋轉(zhuǎn)最慢的右后車輪之間沒有轉(zhuǎn)速差，使得前后輪較勁而產(chǎn)生的制動效應(yīng)。此時的車子的速度將大幅度降低，產(chǎn)生嚴重的轉(zhuǎn)向制動，如果速度再快些，相當于過彎是急剎車，有可能出現(xiàn)翻車現(xiàn)象。 在砂石、雨雪、冰面上轉(zhuǎn)彎也不能用四驅(qū)模式。這個通常是大家比較容易犯錯的地方，很多司機在遇到下雨或者下雪的時候，會很自然的掛上四驅(qū)，認為這樣有效驅(qū)動力更好。這個誤區(qū)主要是由于前文提到的，在濕滑路面上可以采用四驅(qū)走直線的情況而來的。沒錯，在這種路面掛上四驅(qū)走直線確實可以提高車子的有效期牽引力，但是如果遇到轉(zhuǎn)彎卻是另一番情況了。我們已經(jīng)知道了分時四驅(qū)的四驅(qū)模式不能在公路上過彎的原理，而現(xiàn)在的情況也類似。由于在公路上轉(zhuǎn)彎已經(jīng)會產(chǎn)生轉(zhuǎn)向制動的現(xiàn)象，使車子不能轉(zhuǎn)向。如果在這種濕滑的路面上同樣采用四驅(qū)的模式轉(zhuǎn)彎的話，前面所說問題同樣存在，而且會產(chǎn)生更為嚴重的后果——車子不光是速度降低那么簡單了，而是根本無法完成轉(zhuǎn)向，如果是在山路上很可能導(dǎo)致車毀人亡！在附著力地的路面上，輪胎和路面之間的摩擦系數(shù)很低，當車子轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向制動，會讓前輪發(fā)生抱死，想像想一下轉(zhuǎn)彎前輪抱死將是什么結(jié)果？因此在雨雪天氣或者砂石路面，只有坡道起步等情況下不得不采用四驅(qū)時掛四驅(qū)，而在車子走起來以后一定要記得掛回兩驅(qū)，否則真的在彎道發(fā)生轉(zhuǎn)向不足，采取措施已經(jīng)來不及了。 那么到底才能更好的駕駛這種四驅(qū)車呢？越野路段就不說了，這種四驅(qū)實際上就是為越野準備的，因此在越野的時候，自然是采用四驅(qū)模式，這里主要談?wù)摰氖枪否{駛。說實話，這種四驅(qū)對于公路來說意義確實不大，因為它根本沒有考慮兼顧公路性能，它設(shè)計之初的目的就是為了提高通過性——在越野的時候可以用四驅(qū)，而在公路的時候可以變回兩驅(qū)車。但對于駕駛技術(shù)非常熟練，熟悉分時四驅(qū)的駕駛員來說，確實可以通過兩驅(qū)四驅(qū)的切換獲得一些更高的性能。比如大排量的越野車，或者在附著力較低的路面上，可以選擇四驅(qū)起步，因為這樣可以提高有效驅(qū)動力，避免驅(qū)動輪打滑。而對于普通越野車在干燥路面上，就沒有必要了，因為即使是兩驅(qū)，也是后驅(qū)，普通越野車起步打滑的概率本來就很小。當車子在公路上開起來以后，即使是技術(shù)熟練的駕駛員，也沒有必要采用四驅(qū)。因為車輛在達到一定速度，驅(qū)動輪突破極限的概率已非常低，而這種分時四驅(qū)根本無法彎道使用，對于提高彎道極限更無從談起，因此此時仍掛四驅(qū)除了多耗些油，多增加些危險系數(shù)，沒有其他意義。對于一般的駕駛者而言，還是一直用兩驅(qū)模式吧，這樣也沒有什么不好，還可以提高燃油經(jīng)濟性。要知道如果入彎前忘記轉(zhuǎn)換為兩驅(qū)時，后果是很危險的。 分時四驅(qū)是一種古老而又實用的技術(shù)，它在越野的時候，相當于裝配了中央差速鎖的全時四驅(qū)，通過性很好。而且這種技術(shù)很成熟，結(jié)構(gòu)也比較簡單，可靠性好，加上其不要裝配中央差速鎖，成本要比全時四驅(qū)低得多。相比而言，配備中央差速鎖的全時四驅(qū)只是在公路性能方面超越分時四驅(qū)，對于那些并不十分看重公路表現(xiàn)的越野車或者越野型SUV來說，意義不大，反而增加了成本降低了可靠性。因此在偏重越野的車型上，這類四驅(qū)仍然得到廣泛運用。國內(nèi)的許多眾多車型，包括國產(chǎn)的經(jīng)濟型SUV中的四驅(qū)版，以及像帕拉丁、早期的獵豹，包括剛剛進口的鈴木吉姆尼，采用的都是這種四驅(qū)系統(tǒng)。這些車型無一例外都是采用非承載車身，后整體橋甚至前后整體橋的懸架——典型的越野型設(shè)計。對于它們來說，四驅(qū)就是用來越野而非跑公路的，傳統(tǒng)而有效的分時四驅(qū)剛好符合它們的定位。 |
|
|
