四驅類型/差速器 玩轉四驅基礎知識篇

　　[汽車之家 四驅詳解]　　隨著大家生活水平不斷提高，越來越多的人選擇空余時間開車遠離城市。很多時候我們都會碰到路況不好的情況，駕駛愛車穿過障礙也成了一種享受。在擺脫不佳路況時，因為沒有四驅系統而挑戰失敗怎么行？今年，我們將會對市面銷售的所有品牌裝配四驅系統的SUV車型進行測試。四驅系統也有不同？什么是差速器？差速鎖又是什么？在測試前我們有必要了解上面那些名詞是什么。

　　四驅結構可謂歷史悠久，早在1900年，保時捷便已生產出世界上最早的電動四驅車型。2年后的1902年，荷蘭兄弟Spijker/Spyker設計并生產出了前后軸硬連接的Spijker賽車。從四驅結構誕生之日起便表現出相比兩驅車型更好的脫困能力以及更優秀的操控感受，這些優勢一直保持至今。

　　現在，我們選購SUV車型問及銷售人員時，他們會把四驅系統作為一項重要配置加以宣傳，并不加以區分。實際上四驅系統同樣是分為不同形式的，這篇文章就會為您剖析它們之間的區別。

　　同樣是四驅結構的車型，發動機的不同布局也會影響到四驅系統的布置。比如很多縱置發動機四驅車型前后軸中間會加裝分動箱，從而控制傳遞至前后軸的動力。橫置發動機四驅車型則很多情況下不會配置分動箱。

● 四驅形式

　　前面說到四驅也是分為不同形式的，其主要指的是四輪介入時間，從這方面分類，目前市面上四驅可以分為三種形式，即全時四驅、分時四驅、適時四驅。

■ 全時四驅

代表技術：縱置發動機的大眾4MOTION、奧迪quattro、奔馳4MATIC等

技術特點：反應速度快、脫困能力強

『部分品牌的高端SUV采用全時四驅』

　　全時四驅全稱為全時全輪驅動，英文寫作AWD、4WD等。顧名思義就是車輛在任何狀態下，所有車輪均會得到動力。相比兩驅以及下面我們要介紹的分時、適時四驅，全時四驅車型通過障礙物能力更強、反應速度更快。因此，全時四驅也被廣泛地運用在軍事和賽車領域。

■ 分時四驅

搭載車型：Jeep牧馬人、豐田FJ 酷路澤、陸風X8、哈弗H5等

技術特點：可靠性強、不同模式切換需要手動操作、反應速度相對較慢、不能在鋪裝路面使用

　　分時四驅（Part Time 4WD）是一種駕駛者可以在兩驅和四驅之間選擇的四輪驅動系統，由駕駛員根據路面情況，通過接通或斷開分動箱切換兩輪驅動或四輪驅動模式，這也是很多“硬派”越野車常用的四驅形式。

　　其實現四驅的方法是發動機輸出動力通過分動箱傳遞到前、后軸，通過分動箱實現兩驅、高速四驅、低速四驅間的切換。采用分時四驅的車型一般都有2H（高速兩驅）、4H（高速四驅）、4L（低速四驅）這幾個擋位。

　　除三菱品牌的超選四驅外，一般的分時四驅系統分動箱里是沒有中央差速器的，接通四驅后，前后軸剛性連接，以固定的比值進行動力分配。由于車輛在鋪裝路面轉彎的時候前輪的轉彎半徑要比同側的后輪大，前輪的轉速就要比后輪快，前后軸的轉速不相同，因此會出現“轉彎制動”的現象。這種情況會造成分動箱、差速器、傳動軸、輪胎等部件損壞，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。

　　雖然它具有結構簡單，穩定性高的優點，不過缺點同樣明顯，那就是模式切換時必須車主停車手動操作，且操作步驟較復雜。在遇到惡劣路況時不能迅速反應，往往錯過了脫困的最佳時機。同時由于沒有中央差速器，所以不能在硬地面（鋪裝路面）上使用四驅系統，在彎道中也不能順利轉彎。

■ 適時四驅

搭載車型：本田CR-V、豐田RAV4、日產奇駿、馬自達CX-5等

技術特點：相比分時四驅，模式切換更智能

　　適時四驅（Real Time 4WD）是只有在適當的時候車輛才會使用四輪驅動，其它情況下仍然是兩輪驅動的四驅系統。相比全時四驅，適時四驅的結構更簡單，較適合于前橫置發動機前驅平臺的車型配備，這使得許多基于這種平臺打造的SUV或者轎車有了裝配四驅系統的可能。

　　適時四驅會根據車輛的行駛路況，自動切換兩驅或四驅模式，不需要人為操作。這種四驅系統相對于分時四驅系統來說，免去了繁瑣的手動操作，缺點是在前后軸傳遞動力時，受制于結構本身的缺陷，無法將超過50%以上的動力傳遞給后軸，還有部分適時四驅系統的前后軸間采用開放式差速器，在一些復雜路段行駛時，出現單側兩個車輪打滑時，車輛無法脫困，所以遇到復雜一些的越野路段就無能為力了。

　　此外，有一點值得注意的是，隨著科學技術的發展，現在的四驅分類已經出現日漸“模糊”的特點，比如四驅結構上是全時四驅，但是可以通過擋桿切換，實現分時四驅的功能，三菱帕杰羅便是一個絕好的例子。它上面搭載的超選四驅結構允許車主在車輛時速100km/h以下時，自由切換4H和2H擋位。也就是說，你可以把它理解為在傳統硬派分時四驅系統的基礎上，加入了可以在鋪裝路面行駛的高速四驅擋，所以此前對于四驅系統的嚴謹判定已經不再100%適用。在日后的玩轉四驅評測中，您便會發現這個特點。

　　了解了各種四驅形式后，讓我們了解下影響四驅系統工作的重要組成部分。正是有了它，車輛才可以如“絲般順滑”地拐彎，也正是因為它，車輛可能被困“險境”，它就是差速器。

● 什么是差速器

　　不知道您有沒有仔細觀察或者琢磨過車輛拐彎時，車輪的行駛軌跡。在轉彎時，左右半軸間的車輪、同側車身前后車輪的行駛軌跡都是不一樣的。如下圖這輛右轉的汽車，彎道用黃色標記，靠近彎道的藍色車輪其行駛軌跡要遠遠小于遠離彎道側的車輪，因此如果兩個車輪間只存在一個硬軸相連，那么轉彎時外側車輪就會因為轉速差的緣故產生滑動摩擦，這樣不僅乘坐舒適性不佳，車輛穩定性不好，還會造成輪胎不必要的磨損，更重要的是會對車輛安全性產生影響。因此，差速器便出現了。

　　如果兩側車輪沒有轉速差或轉速差不大時，差速器并不會工作。如果兩側車輪轉速差過大，那么差速器內的齒輪組會協同工作將內外側車輪轉速差抵消。文字說明比較枯燥，推薦您觀看下面這部視頻。（視頻2分20秒處為您展示了彎道內側與外側車輪行駛半徑不同，3分30秒處為您展示差速器原理，簡單易懂，推薦您觀看）

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■ 開放式差速器

布置位置：前后軸間、左右輪間

　　顧名思義，開放式差速器就是沒有任何限制，它既可以布置在前后軸間，又可以布置在左右輪間。一般布置在軸間的是直線式差速器，布置在輪間的是錐齒輪差速器。如果您覺得理解起來費勁，那么只要記住開放式差速器其行星齒輪組沒有任何鎖止裝置，它是汽車正常行駛的必備條件即可。

　　當兩側車輪與地面之間附著力不等時，兩側車輪作用于道路的驅動力只能取決于附著力較小的一側。舉個例子，當車輛一側車輪位于冰面打滑，另一側在瀝青路面時。瀝青路面上車輪所傳遞轉矩不會大于冰面上打滑車輪所傳遞的車輪轉矩，也就意味著車輛無法前進。這個結論的推導有些復雜，如果您對嚴謹的推論感興趣，不妨點擊《拒絕誤導 重新了解差速器和差速鎖！》閱讀。

■ 限滑差速器

　　顯然，車輛需要通過克服車輪打滑來進行脫困，那么對打滑車輪加以限制這類想法便應運而生，下面這些類型的差速器便可起到限制車輪“打滑”的作用。目前市面上常見的限滑方式有依靠電子輔助制動系統起到限滑作用、多片離合器式限滑差速器、采用蝸桿機構的扭矩感應式限滑差速器、采用粘性聯結軸的限滑差速器、機械鎖式限滑差速器等。

● 依靠電子輔助制動系統起到限滑作用

　　這種限滑系統是利用輪速傳感器收集到的信息與其它傳感器收集到的信息對車輪的工作狀態和車輛行駛狀態作出判斷，當監測到車輪將發生打滑或已經打滑時，ESP會對車輪實施制動，不同品牌的車型其電子限滑程度也各不相同，這也是直接影響車輛的脫困能力的重要因素之一。

『很多類似翼虎這樣的城市SUV，其輪間限滑功能就是通過電子輔助制動系統實現的』

　　電子輔助系統對車輪實施制動就相當于提高了打滑車輪這一側的附著系數，使傳遞到輪端的有效扭矩提升，只要這個通過制動帶來的“附著系數”比外側有附著力車輪的附著系數高，差速器就能夠傳遞足夠的驅動轉矩驅動外側車輪轉動，從而幫助車輛脫困。很多城市SUV開始利用“制動”來進行輪間的扭矩分配，幫助車輛提高公路行駛性能和通過能力。

● 多片離合器式限滑差速器

使用位置：前后軸間、左右輪間

　　多片離合器式限滑差速器內部一般有兩組摩擦盤，一組為主動盤，一組為從動盤。主動盤與前軸連接，從動盤與后軸連接。兩組盤片被浸泡在專用油中，二者的結合和分離依靠電子系統控制。

　　由于多片離合器式限滑差速器擁有反應速度很快、可瞬間結合、電控結合，無需手動控制等優點，下至20萬元左右人民幣的適時四驅SUV，上到百萬元人民幣的全時四驅SUV身上均可以看到它的身影。在強調通過性或者是定位高端的SUV上，它們裝配多片離合器式限滑差速器的分動箱中還會加入低速齒輪，可以起到扭矩放大的作用，能起到彌補車輛在復雜路況下發動機扭矩不足的劣勢。

-采用多片離合器式限滑差速器的全時四驅

　　上圖就是奔馳ML350采用的四驅結構，與發動機橫置布局為基礎的四驅系統的多片離合器的傳動方向不同，它的多片離合器式限滑差速器負責向前橋分配動力。

-采用多片離合器式限滑差速器的適時四驅

『這是北京現代的全新勝達，其中央差速器也采用多片離合器式限滑差速器』

-布置在左右輪間的多片離合器式限滑差速器

　　雖然其具有反應速度很快、可瞬間結合、無需手動控制等優點，但是高負荷時容易過熱、由于非“硬”連接，還會存在打滑的缺點均是無法回避的事實，所以裝配這類限滑差速器的四驅車型用武之地顯然不是載著您“披荊斬棘”、翻溝越坎兒“荒野求生”之類。

● 托森自鎖式限滑差速器

使用位置：前后軸間、左右輪間　　

　　托森是Torsen的音譯，這個名字取自Torque-sensing Traction的單詞頭幾個字母的組合，中文名稱為扭矩感應式限滑差速器。它可以根據各個車輪對牽引力的需求而分配扭矩輸出，這樣的分配完全靠機械裝置來完成，反應迅速而準確。整套系統的核心是蝸輪、蝸桿齒輪嚙合系統，扭矩分配則是依靠嚙合系統的自鎖功能實現的。 

　　由于托森差速器具有反應速度快的優點，因此它被眾多車輛運用到中央差速器以及輪間差速器上。目前為止，其經過了A、B、C、三代的發展。

● 粘性聯軸節式限滑差速器

使用位置：前后軸間

　　粘性聯軸節式差速器通常安裝在以前輪驅動為基礎的四輪驅動汽車上。其特點也是不需駕駛員操縱，就可根據需要自動把動力分配給后驅動橋。 

　　當前輪出現打滑時，前后輪就會出現較大的轉速差（前輪轉速遠比后輪快），此時，在前半段中央傳動軸的帶動下，粘性聯軸節內部的硅油會被攪動起來，基于其受熱膨脹的物理特性，離合器片會被擠壓，進而實現前后兩段傳動軸近乎剛性的連接狀態，前輪空轉流失的動力便可被輸送至后輪（受結構所限，這部分動力最多不會超過發動機輸出動力的30%）。

　　這種差速器最大的缺點是四驅系統遲滯性較明顯，且這種動力傳遞方式效率不高，所以采用這種差速器的車輛其定位在于簡單條件下的爛路行駛，高強度的非鋪裝路面通過性顯然不是它的“專長”。

『長城M1這臺對越野性能追求不是很高的小車使用的正是粘性聯軸節式限滑差速器』

　　此外請您注意，裝配了這種粘性聯軸節式限滑差速器的車輛是不允許采用將驅動輪抬起的方式進行拖車的，由于該裝置不具備完全切斷的能力，如果采用這種方式進行拖車，則剛好滿足了它的限滑條件（前輪不動，后輪旋轉），使得粘性聯軸節將前后兩段傳動軸進行連接，由于前后傳動軸與各自的車橋不具備差速的能力，所以，這會給四驅系統帶來損傷。

● 機械鎖式差速器

使用位置：前后軸間、左右輪間

　　上面提到的限滑是在車輛一側車輪打滑時通過部分限制左右車輪的相對轉動，將部分的發動機扭矩傳遞到不打滑的車輪上差速器，但在大部分情況下由于傳遞的扭矩有限，所以還是存在無法幫助車輛獲得足夠牽引力脫困的情況。

　　機械鎖式差速器在限滑差速器上進一步改善，在一側車輪打滑的情況下，觸發機械鎖合機構將車橋完全鎖死，將發動機扭矩100%傳遞到有抓地力的有效車輪上，從而提供足夠的牽引力幫助車輛駛出困境。文字描述有些難以理解的話，推薦您觀看下面這段視頻。

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　　這類差速器同樣無需駕駛員手動控制就能實現完全鎖止以及解鎖，同時具有結構簡單、無需含有特殊添加劑的齒輪油、維護成本較低等優點。我們熟悉的伊頓式機械鎖差速器便是其中的代表，陸風X8、長城風駿6皮卡均有搭載。

■ 差速鎖 

　　相信看了上面的介紹，您一定明白了差速器的作用。差速器允許內外側車輪轉速差，這既是它的優點也是它的缺點，保證過彎平順性的同時，它也令車輛在輪速差過大時無法脫困，比如車輛在惡劣路況下，一側車輪打滑時，發動機動力就會源源不斷地被打滑車輪所消耗，此時，如果能夠限制打滑車輪的轉動車輛便可以脫困，這里便是差速鎖“施展才華”的地方。

　　差速鎖可以將兩個半軸進行鋼性連接，使其成為一個整體，這樣兩側的車輪都可以得到相同的動力，使車輛可以擺脫困境。也就是說，差速器和差速鎖的作用是完全相反的，差速器是讓兩側車輪允許有速度差，差速鎖是阻止兩側車輪有速度差。

　　目前，較為多見的差速鎖是手動式機械差速鎖。其技術簡單、生產成本低、可靠性高。能夠實現軸間完全機械式結合，當然，在正常行駛時如果仍舊采用鎖止功能，就會對車輛的半軸、輪胎等部件造成嚴重的損害。

■ 玩轉四驅測試

　　今年，我們將對目前國內各品牌在售的四驅SUV車型進行介紹，其中既有結構原理，又包括實地測試。請您注意，我們的測試只涉及車型的四驅性能，車輛通過性不在我們的測試項目之中。玩轉四驅的全部文章會在2014年之內陸續上線，為想購買四驅車型的朋友提供參考，喜歡四驅的您可以更加了解自己的愛車。

■ 我們怎么測

　　目前在售的裝配四驅功能的SUV有橫置以及縱置兩種發動機布局，同時還分別存在偏向前驅和偏向后驅的不同四驅形式，因此我們對每款車型都會進行三大組測試。第一組令車輛兩個前輪或兩個后輪都處于滑輪組中，這樣可以保證以前驅或后驅為主的不同四驅形式。第二組測試是令處于對角線的車輪位于滑輪組中，第三組是令三個車輪都位于滑輪組中，只有一個前輪或后輪與地面接觸。這樣將分別考驗車輛前后軸間扭矩分配、左右半軸間扭矩分配等不同情況。

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小貼士：攀爬角度

　　雖然此次我們并不對車輛通過性能進行檢測，不過在這里簡單為您講解下廠家評價車輛性能的一項測試：攀爬角度。我們經常聽到的百分之多少的坡道便是這項測試的內容，不過您不要誤會，這個百分之多少的角度并不是我們想象中坡道與水平面的角度，而是指水平距離每100米，垂直方向上升或下降多少米。比如40%坡就是水平距離每100米，垂著方向上升或下降40米。因此當您看到100%坡的時候，不要再認為這是類似于一堵墻那樣直上直下的坡了。

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全文總結：

　　全時四驅是將發動機動力經傳動系統分配到四個車輪上，裝配這種四驅結構的車輛在雨雪天氣以及各種路面（濕地、崎嶇山路、彎路上）上行駛時操控性相比兩驅車型更好。分時四驅則是駕駛者可以在兩驅和四驅之間選擇的四輪驅動系統，由駕駛員根據路面情況，通過接通或斷開分動箱來變化兩輪驅動或四輪驅動模式，這也是越野車或四驅SUV常見的驅動模式。適時四驅指只有在適當的時候車輛才會使用四輪驅動，其它情況下仍然是兩輪驅動的驅動系統。 相比全時四驅，適時四驅的結構更簡單，適合于前橫置發動機前驅平臺的車型配備，許多基于這種平臺打造的SUV或者四驅轎車都裝配這種四驅結構。關于四驅部分的知識部分相信您已經有所了解了，具體每款車型四驅系統表現如何請您繼續關注我們的測試報道。（文/圖 汽車之家 唐朝）

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　　采用電動四驅 比亞迪唐技術細節解讀
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