作者:蘭斯洛特 2013-2-11 題記——等待是漫長的,在長安福特產(chǎn)能能跟上前這段相當長的時間里,在苦候提到心愛的車子或者提車作業(yè)之前,與其無聊灌水,不如多討論討論車子相關(guān)的東西,說點大家都感興趣的話題。 我曾經(jīng)也被各廠的宣傳所迷惑,無論全時四驅(qū)、適時四驅(qū),還是AWD、4WD、quattro等等,在這個難以像發(fā)動機性能那樣能夠量化的概念上不斷炒作,大多消費者都是一頭霧水。后來,經(jīng)過長期研究,我也略有所得,在這里奉獻給還在被各廠的宣傳弄得暈頭轉(zhuǎn)向的車友們,只作知識普及,如果有疏漏,也還請高手和專家指正 基本分類-研究市面上的四驅(qū)系統(tǒng),會感覺到千差萬別,無從下手,但實際上,再復(fù)雜的事物也可以經(jīng)過抽絲剝繭的分類來慢慢剝離開來。對于四驅(qū)系統(tǒng),最直接的分類就只有兩種,機械式和電子式,顧名思義,電子式就是要經(jīng)過電腦程序控制來實現(xiàn)四驅(qū)功能,機械式則是通過機械原理來實現(xiàn)。表面上看很簡單,是不是?但實際上,電子技術(shù)也不斷地進入機械式四驅(qū)系統(tǒng)里,起到一些很重要的作用,不過,在核心機構(gòu)里,那依然是機械的部件,所以本分類依然有效。 為什么需要四驅(qū)? 看到這里,相當多的人會覺得這是個白癡問題,四驅(qū)不就是四個輪子都有驅(qū)動力嗎?那肯定比兩驅(qū)要穩(wěn),性能更好,油耗更大,就好比人用兩條腿,很難跑過大多數(shù)四腿哺乳動物一樣。但這里我們說的是機械,這個技術(shù)的存在必然有最根本的作用,那個作用就叫做限滑。 為什么會滑? 既然是限滑,那就先要明白什么叫打滑,這當然不是說輪胎磨平,抓地力不夠那種滑,那個是任何四驅(qū)都處理不了的......這里說的滑,有兩種情況,第一種就是在鋪裝路面發(fā)生的,激烈駕駛導(dǎo)致輪胎打滑,這個比較好理解,打滑會失控,會損耗動力,這個很不好,所以我們要限滑。而第二種則會難理解些,就是在非鋪裝路面,某個或某幾個輪抓地力變小或失去抓地力后汽車被困的情況,這樣的打滑為什么會發(fā)生?在一個法國人發(fā)明了一種技術(shù)后,這個問題才出現(xiàn),而這個技術(shù)也是汽車發(fā)展史上一個里程碑式的發(fā)明創(chuàng)造,這個技術(shù)就是差速器,它給我們帶來快樂,同樣也帶來了煩惱。 較勁的差速器 差速器,顧名思義就是吸收轉(zhuǎn)速差的機器,在汽車轉(zhuǎn)向的時候,由于左右輪行駛軌跡不同,行駛距離也不相同,硬連接的左右兩輪無法完成轉(zhuǎn)向動作。為解決這個難題,差速器發(fā)明出來,通過利用左右兩輪轉(zhuǎn)向過程中摩擦力的不同這個原理化解了轉(zhuǎn)速差,將動力由摩擦力大的內(nèi)側(cè)輪向摩擦力小的外側(cè)輪轉(zhuǎn)移,從此四輪交通工具也能跟兩輪的一樣,甚至更順暢的進行轉(zhuǎn)彎。到了后來,在輪間差速器的基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了中央差速器,從而能夠在四個車輪之間分配動力,讓轉(zhuǎn)彎變得更平穩(wěn),這也是本帖中出現(xiàn)的第一種機械式四驅(qū)系統(tǒng),后文還會詳細分析。差速器不再詳細說了,但是這個好東西,也帶來了新的問題。在非鋪裝路面行駛中,一旦驅(qū)動輪有一輪打滑或離地,會出現(xiàn)什么情況?我們知道,機械是很單純的一種東西,它只知道有一個輪子上摩擦力小得可憐,甚至等于0,所以就繼續(xù)忠實得履行職責,把動力瘋狂的從其他地方轉(zhuǎn)移給那個可憐的輪子。于是我們就會發(fā)現(xiàn),那個輪子在發(fā)瘋一樣的空轉(zhuǎn),而真正著地的那個輪子一點力也沒有,沉默的等待有人能來把它拖走。這種情況下,有兩個辦法能讓車子脫困,一是把這個可惡的差速器關(guān)掉,問題當然解決了,而能關(guān)掉差速器的這個東西,也有個如雷貫耳的名字-差速鎖(也叫差速器鎖)。但通過前邊我們知道,差速器多數(shù)時候還是勤勤懇懇干活的,這樣就關(guān)掉了并不太好,我們能硬來,難道就不能來點軟的?于是,我們想,可以騙騙它啊,我們來告訴它,摩擦力小的那個輪子其實摩擦力沒那么?。ê苻挚诎桑?,怎么做呢?很簡單,對那個輪子制動,摩擦力不就大了?摩擦力大了,我們這勤勞的差速器就能休息一下,看來不需要我啊,那我就不用轉(zhuǎn)移動力了,休息去了。這樣,另外一只還能抓地的輪子就不用再去供奉差速器,自己轉(zhuǎn)自己的,OK,脫困了。限制空轉(zhuǎn)輪的滑動,這就是限滑 從上邊看,無論公路還是越野,我們對限滑的要求都不是一般的高,于是,在電子技術(shù)高度發(fā)達,出現(xiàn)ABS,ESP,TCS,VSC等神鬼莫測的字母前,四驅(qū)系統(tǒng)就已經(jīng)在起作用了。 通過以上一些描述,不少四驅(qū)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件已經(jīng)亮相了,但是在詳細介紹各類四驅(qū)系統(tǒng)前,還必須面對四驅(qū)系統(tǒng)設(shè)計過程中也要面對的問題,這就是發(fā)動機的布局。 發(fā)動機布局對四驅(qū)系統(tǒng)設(shè)計的影響 眾所周知,根據(jù)發(fā)動機的位置不同,我們有前置,中置,后置三種基本形式,不過對于四驅(qū)系統(tǒng)來說,發(fā)動機在哪都好干活,這個影響不大。但是,發(fā)動機的擺放形式這點,極大地影響了四驅(qū)系統(tǒng)的設(shè)計。擺放形式分為兩種,縱置和橫置。橫置發(fā)動機優(yōu)點多多,節(jié)省空間,提高安全性,動力輸出直接,設(shè)計難度低。尤其是前橫置發(fā)動機,看現(xiàn)在市場上可怕的使用率就知道這肯定是最受歡迎的。但對于四驅(qū)系統(tǒng)來說,這就不那么友好了,我不能光想著這兩個輪吧,另外兩個輪怎么辦?問題出來了,這動力傳遞方向是向左右,而不是向前后!那我們可憐的機械式四驅(qū)系統(tǒng)這時候是徹底沒治了??v置布局就不一樣了,中央差速器可以很舒服地趴在傳動軸上,帶動前后軸兩個差速器小弟悠閑工作,完成任務(wù)。所以說,在機械式四驅(qū)年代,橫置發(fā)動機的四驅(qū)系統(tǒng)基本上是無解的,(除了三菱,一個超級死硬又愛鉆牛角尖的廠家,在前橫置平臺的EVO上設(shè)計了一套足夠獲得汽車界諾貝爾獎,異常復(fù)雜至今也沒其他廠家跟進的機械式四驅(qū)系統(tǒng)) 機械式四驅(qū)面對橫置發(fā)動機完全無解嗎?后來,還真出現(xiàn)了一個辦法,那就是我們很熟悉的液力耦合四驅(qū)系統(tǒng),原理呢,跟自動變速箱的差不多,簡單介紹就是在驅(qū)動輪打滑的時候通過液體傳遞扭矩給其他輪。這種設(shè)計,成本低廉,結(jié)構(gòu)簡單,效果么,也就那么回事,因為液體傳遞動力,能量損失是可怕的。不過這種四驅(qū)出現(xiàn)后,并不是只有橫置發(fā)動機的車型才采用,很多縱置的車型也用了。而且這種四驅(qū)也存在誤區(qū),往往容易被人歸入電控式四驅(qū)系統(tǒng),實際上從原理看,這還是不則不扣的機械式四驅(qū),而這種結(jié)構(gòu)簡單的四驅(qū)系統(tǒng),經(jīng)受住了世界上最艱苦的達喀爾拉力賽的考驗,多次將保時捷959和三菱帕杰羅送上冠軍領(lǐng)獎臺。 從以上可以看出,橫置發(fā)動機布局確實給四驅(qū)系統(tǒng)設(shè)計帶來了難題,而縱置布局多數(shù)是被商用車或者高性能車所采用,在這樣的平臺上設(shè)計四驅(qū)SUV,或者舒適性不佳,或者成本難以控制,如何在最簡單的橫置轎車平臺上設(shè)計出四驅(qū)SUV是各廠家絞盡腦汁思考的問題。終于,電控式多片離合器系統(tǒng)出現(xiàn)了,這種通過電腦偵測驅(qū)動輪打滑,進而壓緊另一軸上的離合器片組,從而實現(xiàn)了動力轉(zhuǎn)移,某種意義上來說,這種四驅(qū)系統(tǒng)是第一個,也是目前唯一一個電子式四驅(qū)系統(tǒng),主要生產(chǎn)廠家有兩個-Haldex和BorgWarner,而各汽車廠采購不同版本或通過調(diào)試程序來實現(xiàn)這種四驅(qū)系統(tǒng)的各類功能強化。 那么,現(xiàn)在遇到了一個不可避免的問題,比較。是的,我知道這兩種系統(tǒng)是怎么回事了,但是,哪個更好呢? 答案很欠扁,都好。再詳細說還是欠扁:各有特色。 這也沒辦法,很多車型采用電子式的四驅(qū)系統(tǒng),實現(xiàn)了比大多數(shù)機械式四驅(qū)系統(tǒng)還要強大的功能,而很多機械式四驅(qū)系統(tǒng)在電子設(shè)備的加持下功能如虎添翼。但要真說一點局限性,那就是電控式多片離合器的耐用性,畢竟對于手動檔車來說離合器也是個耗損件不是....... 那到底哪種更適合公路,哪種更適合越野呢?其實從功能性來講,區(qū)別不大;但從耐用性角度考慮,長距離,長時間的高強度越野,并不太適合電控式多片離合器系統(tǒng)。 兩種四驅(qū)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)介紹的差不多了,還是回到中心主題,限滑。在忽略輪胎因素外,很多汽車媒體都喜歡通過滑輪組來檢測車輛四驅(qū)系統(tǒng)的功能,這個原理是什么?其實就是限滑。讓輪胎位于開放的滑輪組上方,可以模擬出實際路況車輪打滑的狀態(tài),有的測試為了加大難度,還把滑輪組放在上坡路段上。而滑輪組開放數(shù)量和位置的不同,則體現(xiàn)著測試難度大小。 在只有一個車輪打滑的狀態(tài)下,根據(jù)之前理論,只要能連通前后兩軸的動力傳輸,限制中央差速器,那另一軸上兩個輪子就會獲得動力來脫困,同一軸兩個滑輪組打開原理也是一樣;但如果是前后各有一個滑輪組打開呢?這種情況就是著名的交叉軸了。這種狀態(tài)下,根據(jù)之前所述,如果前后軸均是完全開放的差速器,又沒有其它電子程序來"欺騙"它們,那十有八九是沒法脫困的;更加BT的還有三個滑輪組打開的測試,來模擬只有一個車輪有抓地力的情況,能通過這種測試的車就更鳳毛麟角了。 理論的東西基本介紹完了,下面來說說市面上比較常見的幾款車型的四驅(qū)表現(xiàn),注意,很多時候車輛脫困能力并不是只由四驅(qū)系統(tǒng)來決定,包括輪胎,包括變速箱承受能力等很多因素都有可能構(gòu)成最短的那塊木板,也就是說,不是四驅(qū)不行,而是其他因素阻礙了四驅(qū)能力的發(fā)揮。 電控式多片離合器四驅(qū)系統(tǒng),主要生產(chǎn)廠家為Haldex和BorgWarner,各車型可通過ESP等程序獲得一定的限滑能力 最低版本:在驅(qū)動輪打滑后一定時間動力才會向另一側(cè)傳遞,無法連通前后軸動力(等同機械式四驅(qū)上的中央差速器鎖,下同),無法通過交叉軸。代表車型包括本田新CRV,雪弗蘭科帕奇,歐寶安德拉,別克昂科拉 次低級版本:日常狀態(tài)前后軸都有動力分布,無法連通前后軸動力,一般無法通過交叉軸。代表車型包括途觀、ACT-4系統(tǒng)的森林人(據(jù)說新款通過改寫程序加強了限滑能力,可以挑戰(zhàn)交叉軸,待查)、蘭達3.5。 高級版本:可以連通前后軸動力,日常駕駛趨近于前驅(qū)或者四驅(qū)或者可以自由選擇。一般無法通過交叉軸。代表車型有RAV4、歐藍德、南者、自由客、新索蘭托、ix35、智跑、全新勝達、勁炫、逍克虎、新ACT-4森林人(帶有X-Mode模式的版本)。 最高版本:可以連通前后軸動力,后軸上配備電子LSD限滑,可以通過交叉軸。代表車型三個,奇駿、逍克龍、科雷傲。 奢侈版本:這個分類下可以實現(xiàn)以上絕大多數(shù)功能,而且在公路性能方面會更加強大,但多配在豪華車或高性能車上,具體有多強大我還是真沒研究,就知道買這種車的多數(shù)也不會看我這篇文章了。代表車型:凱迪拉克SRX、寶馬X6、謳歌MDX、吉普新大切諾基。 前邊介紹完了電控式多片離合器系統(tǒng),我們發(fā)現(xiàn)這確實是一個好東西,既有大切諾基上能踏過Rubicon小路的Quadra-Drive II,又有本田能征服一切賽道的Sh-AWD,正可謂既上得了廳堂,又下得了廚房,所以各家車廠都爭著把它塞到自家的SUV產(chǎn)品里邊,只是出于成本或者功能的考慮,有的加點東西,有的減點東西,最終就導(dǎo)致了實際各車型不同的表現(xiàn)。 既然電控式多片離合器這么好,是不是傳統(tǒng)的機械式四驅(qū)就沒生存空間了呢?想獲取這個答案,還要接著向下講。 在差速器部分我們介紹了對差速器的限制可以實現(xiàn)限滑的目的,能不能直接設(shè)計差速器的時候就把限滑功能給加進去呢?這個當然可以,于是就有了LSD(限滑差速器)這種東西,更強的還在中央差速器上做功課,出現(xiàn)了Torsen這種更加強大的東西。但是,我們也知道,這種專用設(shè)計只用來提高一點點脫困能力,顯然在成本控制上是不可取的,于是在現(xiàn)在這個電子時代,廠家更愿意在現(xiàn)存的設(shè)備上添加一段源代碼來實現(xiàn)類似的功能,能夠提供后輪限滑的ESP(TCS,VSC等等這些)就成了首選目標。不過就實際體驗來講,有些是有效果的,有些還真沒啥用。 前邊電控式多片離合器介紹中,我們也看到,較高級的設(shè)計里,為了實現(xiàn)全時四驅(qū)功能,離合器片組是需要一直保持接合的,除非到了一定的高速度,為了離合器片組的耐用性考慮,才切斷動力。所以,四驅(qū)和兩驅(qū)之間的切換是自行實現(xiàn)的,人為無法控制(某些車上設(shè)計的2WD,4WD檔,也只是給往后輪切換的動力范圍進行限制,后輪其實一直是有動力的)。如果我們想自己控制怎么辦?這里就要介紹一種機械四驅(qū)結(jié)構(gòu)——分時四驅(qū)。 分時四驅(qū)這種結(jié)構(gòu),最大的好處是平時狀態(tài)可以實現(xiàn)完全的兩輪驅(qū)動,可以獲得最好的經(jīng)濟性,也不需要中央差速器這種復(fù)雜的東西。在需要四驅(qū)的時候,只需要用機構(gòu)將前后軸硬性連接(等同于前邊說到的鎖死中央差速器),就實現(xiàn)了四驅(qū)的基本功能,然后還可以繼續(xù)設(shè)計加力箱,利用跟變速箱一樣的原理進一步擴大輪端動力輸出,實現(xiàn)兩倍或者多倍扭力,增大脫困能力。這種四驅(qū)結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,效果也不差,但是如果在鋪裝路段上不慎打開四驅(qū),那就極大增加了駕駛危險性;另外,公路行駛中,純兩驅(qū)狀態(tài)也沒有任何性能提升。從這些優(yōu)缺點看,此類四驅(qū)當然出現(xiàn)在一些比較專業(yè)的越野車上,牧馬人、吉姆尼、路虎衛(wèi)士等都毫無懸念的采用了這種機構(gòu),另外,由于成本低廉,很多國產(chǎn)皮卡車型及衍生SUV也用了這種結(jié)構(gòu),比如長城,中興這些廠家的皮卡或硬派SUV產(chǎn)品。 分時四驅(qū)外,必然還有全時四驅(qū),當然本文里提到的分時全時,并不是嚴格意義的定義,只是本人為了區(qū)分功能而說的,不要等同于廠家或者媒體在宣傳中所使用的概念。機械結(jié)構(gòu)的全時四驅(qū),就是比分時四驅(qū)。 多出來一個日常處于連接狀態(tài)的中央差速器,壞處當然是沒法兩驅(qū)狀態(tài)行駛,油耗不理想,至于好處,當然多多,主要是提供了日常行駛中的四驅(qū)功能,而且純機械結(jié)構(gòu)肯定不存在耐用性問題,主動安全性和公路性能大大提高。 中央差速器里也有很多分類,齒輪的,傘狀的,等等。這幾種功能上區(qū)別不大,我也沒細心去研究,所以不詳細提。但是,還有一類值得濃墨重彩一下,那就是Torsen差速器,這就是大名鼎鼎的奧迪quattro的核心部件。差速器原理比較復(fù)雜,機械結(jié)構(gòu)原理要詳細介紹恐怕得來幾頁,簡要的說,就是這種差速器與一般差速器的最大差別就是Torsen利用齒輪傳遞不可逆這一設(shè)計實現(xiàn)限滑,而且與其它任何四驅(qū)系統(tǒng)不同的是,這種限滑是優(yōu)先向抓地力大的輪傳遞扭矩,所以此類四驅(qū)公路性能和越野性能都非常強大,至于我們?nèi)粘R姷降氖褂?/span>Torsen差速器的四驅(qū)車型性能有區(qū)別,也是廠家出于種種目的進行了一定限制,沒法發(fā)揮出全部功能來,至于Torsen差速器的缺點,成本高是第一,其次就是這種機械結(jié)構(gòu)重量較大,影響了車子的性能。機械全時四驅(qū)的車型市面上并不太多,普通中央差速器的有鈴木超級維特拉,Torsen差速器的有絕大多數(shù)奧迪標注quattro的車型(Q3大概是少有的例外),以及豐田的普拉多和蘭德酷路澤。 機械式四驅(qū)基本介紹完了,可能有的人會發(fā)問了,機械式和電子式各有優(yōu)缺點,全時和分時也各有優(yōu)缺點,能不能設(shè)計一種四驅(qū)把這兩種結(jié)合起來呢?還真別說,這樣的事情還真有車廠在做,其中最具代表性的就是前邊提到的那個總喜歡挑戰(zhàn)設(shè)計難題的三菱,交出的作品自然是三菱鼎鼎大名的超選四驅(qū)。超選四驅(qū)提供了四種模式選擇,2H可以實現(xiàn)完全兩輪驅(qū)動節(jié)約燃油,4H可以在公路上實現(xiàn)全時四驅(qū)功能,4HL則鎖定了中央差速器,4LL在鎖定基礎(chǔ)上又加入了加力箱,實現(xiàn)了2倍扭矩輸出,雖然也有其他廠家用了帶有這四種模式的四驅(qū)系統(tǒng)(比如之前老款切諾基,還有現(xiàn)在的道奇RAM1500皮卡),但是可以做到最高可以在100km/h速度下進行切換的,也只有三菱一家了,這也是帕杰羅安身立命的招牌。第一代超選四驅(qū)用了液力耦合系統(tǒng)的4H模式,新一代也引入了電控式多片離合器系統(tǒng),變成了真正的機械式電子式結(jié)合體。這種四驅(qū)最大的優(yōu)點就是功能全面,可勝任各種用途,缺點么,看到少得可憐的裝備車型就知道,成本肯定居高不下,這也是追求完美的代價,所以我們有時候也不得不感嘆,要是多點三菱這樣愿意鉆牛角尖的廠家該多好...... 前邊提到的,還有個單純?yōu)榱嗽揭暗难b備,往往出現(xiàn)在機械式四驅(qū)系統(tǒng)上,那就是差速鎖。差速鎖的作用就是完全鎖止差速器,確保所有的動力都能夠用來脫困,所以一般這屬于比較極端的越野車配備的利器,有中央差速鎖可以做到單一車輪打滑的完全脫困,加一個后輪差速鎖或者前輪差速鎖能夠任意兩輪打滑才可以脫困;如果還有更強的三把鎖都齊備的,那一個輪打滑也可以脫困。目前市面上三把鎖的車型,常見的只有奔馳G、Unimog、牧馬人Rubicon幾個越野屆振聾發(fā)聵的角色,兩把鎖的有普拉多VX、帕杰羅勁暢、帕杰羅V93頂配、帕杰羅V97,中央鎖的就太多了,基本上所有的分時四驅(qū)車型和絕大多數(shù)全時四驅(qū)車型都有配備。 機械式四驅(qū)通過前邊的介紹可以知道,為了實現(xiàn)更多的功能,廠家也紛紛加進去一些電子設(shè)備來提升性能。另外也由于耐用性的優(yōu)點,在一些專業(yè)車型上機械式四驅(qū)依然無法替代,但在現(xiàn)今的熱點車型城市SUV來看,電控式多片離合器依然是最佳選擇。 介紹到這里,基礎(chǔ)版塊就全介紹完畢了,還有一些細節(jié)的東西,將陸續(xù)補充?,F(xiàn)在又回到一個話題,四驅(qū)性能強弱,到底有什么意義?其實很多跟帖的TX也已經(jīng)說了,四驅(qū)功能上多少在實際使用中帶來的提升并不明顯,交叉軸能脫困的車型和不能脫困的車型,實際駕駛中也很難看出區(qū)別,甚至同樣路段,兩驅(qū)車開的虎虎生威,擁有最強大四驅(qū)的車型反而被困的場景比比皆是,所以這也跟汽車其它裝備一樣,不能迷信的一個配置,駕駛員的技術(shù)、經(jīng)驗、心態(tài)才是實際駕駛中真正能仰仗的利器。 |
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