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人们常用“头脑简单,四肢发达”来形容一个人只是具有蛮力而没有聪明才智,这句话应用到汽车身上却刚好相反,如果汽车也能都做到“四肢发达”,那么它的头脑一定不会简单——四轮驱动车型无论从技术上还从车辆的构造上比起两驱车型显然都会更加先进一些。个中原因,本文将进行详细的阐述。
四轮驱动技术的由来
四轮驱动也叫作全轮驱动,世界汽车工业史上的第一款带有全轮驱动技术的车型来自于戴姆勒汽车公司,而在这第一辆全轮驱动汽车诞生的背后,戴姆勒公司创立人戈特利布·戴姆勒的儿子——保罗·戴姆勒不容忽略。从1903年就开始研究设计全轮驱动汽车的他,在当时的戴姆勒发动机公司就已经树立了一条明确的原则:“如果你想安全有效地在复杂路况下驾驶,那么全轮驱动技术就是你最好的选择。”1907年,戴姆勒汽车公司的一位重要客户定购了一辆车,要求这辆车要具有卓越的越野性能,这对于刚刚诞生20年左右的汽车产品而言,不蒂是一个巨大的挑战。为此,戴姆勒汽车公司的工程师们进行了反复的探讨与研究,在经过大量的试验之后,最终设计制造出了全球第一辆全轮驱动汽车,并将之命名为Dernburg Wagen。当时的Dernburg Wagen采用了6座旅行车的车身设计,车长4.9 m,宽1.42 m,包括顶蓬高度超过2.7 m,载重量约为3.6吨左右。为了能有更好的机动性和可操作性,该车配置了永久全轮驱动技术以及连贯的全轮操作系统,其卓越的爬坡能力比其它汽车增加了25%,而排量大约为6.8 L的26 kW四缸发动机则为其提供了充沛的动力。同时,特别针对热带地区设计的冷却系统以及装配在所有动力传输部分上的流沙防护罩,也让该车能够更好的适应当地的地形和气候。此外,Dernburg Wagen的钢轮还装配上了气胎。遗憾的是,在殖民地时代结束后,这辆当时唯一的全轮驱动乘用车不知所踪,它的下落到今天仍然是一个谜。毫无疑问,Dernburg Wagen的问世具有着划时代的意义,它所采用的四驱技术大大地增强了汽车的路面适应性,使得汽车的应用范围变得更加广泛。自Dernburg Wagen问世之后,四驱技术开始为众多的汽车厂商所关注,并投身于对该项技术的研发和应用中。
四轮驱动技术原理
所谓四轮驱动,又称全轮驱动,是指通过各种机械连接装置,将发动机输出的扭矩传递到前后4个车轮上,使得汽车前后轮都有动力,并且可按行驶路面状态不同而将发动机输出扭矩按不同比例分布在前后所有的轮子上,以提高汽车的行驶能力。一般用4X4或AWD来表示,如果你看见一辆车上标有上述字样,那就表示该车辆拥有四轮驱动的功能。过去只有越野车采用四轮驱动,一般的越野车,变速器后面装有手动分力器,前后车轴各装一个称为“驱动桥”的部件。变速器输出的扭矩通过分力器和传动轴,分别传递到前后车轴上的驱动桥,再通过驱动桥将扭矩传递到轮子上。前轮(后轮)驱动的轿车即使在良好的路面上也会打滑,四轮驱动就可以防止这种现象发生。四轮驱动车型在分动箱中使用一种叫粘性耦合的系统,在一个或更多车轮打滑时将驱动力传到仍有附着力的车轮上。该系统的前后传动轴通过硅化合物连接,该化合物升温后变得更粘,四轮驱动的车子当前轮(或者后轮)开始打滑时,前、后轮的转速差异会使耦合器中的粘液立即变稠并锁住耦合器,从而使传动轴只将扭矩传递至后轮,待前、后轮的转速差异消失就自动回复原有驱动形式。这也是为什么四轮驱动车辆可以在某个车轮悬空之后,不会出现空转现象,而由其他仍然附着在地面上的车轮来提供扭矩输出的原因。四论驱动是保证车辆通过性能的一个重要手段。此外,由于四个车轮全部具有驱动力,这样就可以摆脱传统两轮驱动车型,包括前轮驱动车型和后论驱动车型在转弯时出现的转向不足和转向过度问题,能够保证更加可靠的过弯性能。
四轮驱动技术的种类
目前,汽车的四轮驱动技术主要分为全时四驱、分时四驱、以及适时四驱等3种。
全时四驱:全时四驱即在任何工况下,车辆始终保持四轮驱动的驱动方式,行驶时将发动机输出扭矩按50∶50设定在前后轮上。全时四驱的车辆可始终让四个车轮保持着扭矩输出,并且以不同速度转动,在前轮和后轮间各有一个差速器,在前、后传动轴间的分动箱中还有第三个差速器,这就使左右轮和前后轮转动速度可以不同。全时驱动系统具有良好的驾驶操控性和行驶循迹性,但其燃油经济性相对较差。
分时四驱:分时四驱就是由驾驶员根据路面情况,通过接通或断开分动器来变化两轮驱动或四轮驱动模式,这也是一般越野车或SUV最常见的驱动模式。缺点是其机械结构比较复杂,要有一定的经验才能掌握好切换时机。分时四驱的车在分动箱内没有差速器,在四驱模式下,前后传动轴以相同速度运转,前后轮受同样大的动力驱动,这可以提高附着力。锁住分动箱差速器意味着有一个、甚至两个后轮空转时,两个前轮依然有驱动力使车前进;反之亦然,在前轮空转时,后轮可以驱动车辆。许多4X4车辆都有分时四驱,还有两驱和低速四驱的选择。由于前后轮锁在一起,因此不要在干燥路面使用分时四驱,否则会增加轮胎和传动机构其它部分的磨损。
适时四驱:其实就是分时四驱的一种自动化体现,其原理同分时驱动相似,即可以在两轮驱动与四论驱动模式之间切换,但不同的是,整个切换过程是由车载电脑根据道路状况自动完成的。在一般的道路条件下,车辆以两轮驱动的模式行驶。而当在特殊路段时,电脑就会自动检测各个车轮的实时行驶状态,并随时将两轮驱动切换到四轮驱动状态,并随时将两轮驱动切换到四轮驱动状态。适时四驱最大的优势就是操作简单,但操作程序的优劣会影响到驱动模式切换的智能化。不过,电脑与人脑相比,反应毕竟较慢,而且这样一来,也缺少了那种一切尽在掌握的征服感和驾驶乐趣。
四轮驱动技术的应用
虽然四轮驱动技术的基本原理是相同的,但目前每个汽车生产厂家都拥有着自己独特的四轮驱动技术,以彰显自己的个性。下面我们就介绍几个代表着四轮驱动技术发展方向的著名汽车品牌的四轮驱动技术,分别是奔驰、宝马、奥迪和大众,也是目前国内的消费者认知度比较高的汽车品牌。
■宝马Xdrive
宝马Xdrive是在中央差速器安装了一套多片离合器,对中央差速器的差动限制比较独特,不是采用ABS制动,而是采用多片离合器的分离和结合来实现差动限制。在车载电脑的控制下达到多片离合器的分离结合,从而实现差动限制。当多片离合器分离时,中央差速器按照把动力分配给受阻力小的车轮的原则分配动力,但当车轮打滑时,多片离合器结合,把动力分配到抓地力大的车轮上。这些都是在分动箱里面通过调节多片离合器的结合力度来调节动力分配的,所以不需要频繁制动就能实现前后车桥的动力的合理分配,比起奔驰的4MATIC技术会更加节省能量。
■奥迪quattro