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越野技术哪家强 四驱系统大混斗

一猫汽车网 2015-02-05 14:25:01 图片作者:一猫编辑

       还记得那个段子“车到山前必有路,只要不过30度。”如此囧况,到底是哪里出了状况呢?山丘后的风景何其漂亮,居高临下令人心旷神怡,只是回头与同伴分享的时候,才发现他们有的还在泥泞中奋战、有的在山脚等待救援、有的就直接放弃回家了。


       

       其实现代的汽车已经不再需要我们拥有多强的越野技巧,我们只需要知道哪里的风景最漂亮,立刻走起。所以四驱系统必须是好伙伴,怎样知道四驱系统是否靠谱?电子式的中央差速锁必定不如机械式吗?所谓的全地形模式真能遇神杀神?本文猫哥教你如何“越过山丘,让其他人跟丢。”一招摆平囧况。


 

Jeep智能可调四驱系统


       在路虎、Jeep、奔驰、丰田等品牌的手动可调四驱系统当中,其所代表车型的四驱能力都十分强。这次我们就以Jeep大切诺基的Quadra-TRAC II为代表,详细了解其特性。


       Jeep大切诺基为采用Quadra-TRAC II和Quadra-Drive II两套全时四驱系统。其中在 5.7L车型上搭载的是“Quadra-Drive II”四驱系统,相比Quadra-TRAC II,它的后轴多了一套ELSD电子限滑差速器。不过,在它们身上都搭载了Selec-Terrain路况牵引力控制系统。

       大切诺基身上的Selec-Terrain操作系统成为路况牵引力控制系统,其包括经济、运动、自动、雪地、沙地、泥地和岩石共7大驾驶模式,其中的5种驾驶模式(自动、雪地、沙地、泥地和岩石)旋钮面板进行操作。另外,车辆提供低速四驱、陡坡缓降以及悬架调节功能选取,确保大切诺基拥有出色的路面通过能力。

       在常规行驶时,全新大切诺基以最优的驱动力矩48:52分配,它会非常聪明地自己去调节扭矩分配、离地间隙、ESC车身控制程度等12项参数,车辆接近后驱的状态,当出现打滑情况时,系统会自动切换为四驱模式来适应路况。

       选择雪地模式时,中央限滑差速器锁止,此时变速箱默认的最低挡为2挡,前后轴扭矩输出比例为50:50。由于冰雪地面很滑,车轮动力输出不平均会导致车辆的行驶轨迹发生偏离。前后动力输出50:50则很好解决这样的问题。

       选择砂石模式时,系统为了提高车轮的转速,会对ABS和ESC进行限制。此时沙地上的车辆牵引力被提高,限滑差速器锁止,前后轴的扭矩输出比例为50:50。

       选择泥地模式时,车身高度升高了33mm,发动机牵引力控制关闭。当遇到恶劣路况时,按下低速四驱按键。此时前后轴刚性锁止,变速箱降到2挡起步,分动箱将扭矩输出放大2.72倍。遇到单侧车轮打滑,电子辅助系统会对其进行锁止,并且将动力传递给另一侧有附着力的车轮。

       岩石模式需要在低速四驱的状态下才能启动。此时分动箱同步到四驱低速状态,扭矩被放大到2.7倍,使车辆攀爬比达到44.1:1,底盘达到270mm的最大高度。电子辅助系统会进入预判断状态,某一侧车轮打滑,会迅速将对其进行制动,保证车辆的通过能力。

       运动模式下,这款全时四驱系统会调整前后输出,后轮得到的驱动力分配最高可达80%,前轮则为20%。车身稳定控制系统(ESC)同步降低对系统的干预。 Quadra-Lift四轮独立空气悬架在常规状态的基础上再将车身降低15毫米。既可达到最强的燃油经济性,又能令驾驶者享受到最大幅度的公路操控乐趣。

       在越野操控系统调整过程中,车辆车身变化都有所变化,这是Jeep Quadra-Lift四轮独立空气悬架的作用。Quadra-Lift四轮独立空气悬架系统针对不同的状态都有对应的高度,以让车辆达到最佳的行驶状态。


       Quadra-TRAC II 和Quadra-Drive II四驱系统仅在Jeep大切诺基上配备。至于Jeep旗下车辆还具备了其他四驱系统,而Jeep最强的Rock-Trac四驱系统则装配在牧马人Rubicon中。

       硬派越野并非所有人手中的那杯茶,什么翻山涉水只留在YY之中满足一下,现实是很多人买越野车,只为周末逛逛郊外,轻松地爬个小山吸收一些负离子,仅此而已。所以,极端的越野情况我们根本就不会涉猎,自然,太过硬派的越野性能并非我们所需。因此,一部同时兼具公路性和越野性的SUV才是我们的首选,而从各大厂商五花八门的四驱系统中也证明了这个巨大的市场需求。


宝马xDrive


       xDrive全轮驱动系统的核心技术是由奥地利的马格纳·斯太尔研制的分动器,以对扭矩分配进行不间断地调节。xDrive系统根据道路情况不断改变扭矩的分配,向前后车轮传输各自所需要的扭矩,默认状态下前后扭矩分配为40:60,最大前后扭矩分配比例为0:100到100:0之间。而扭矩分配则可以在0.1秒内完成。

       假设我们在行驶过程中,如果系统发现车辆可能转向不足,也就是前轮开始被拖向弯道外侧,就会减少分配给前桥的扭矩,将几乎所有动力都输送至后桥。该系统还不断与动态稳定系统DSC交换信息,可以从一开始就识别到车轮打滑。一旦出现车轮打滑,电动机会锁定xDrive的膜片式离合器,并通过额外的驱动力矩使这个车轮拥有更好的附着力,同时空转的车轮也会得到刹车装置的有效控制。这就意味着,无论路面如何突然变化,都会有适量的扭矩被输送到抓地性最好的车轮上,即使是在部分结冰的道路上。

       而宝马X6在其基础上增加了一套动态驱动力分配系统(DPC)。该系统可以对车辆的后轮进行独立的动力分配。当车辆右转弯时,左后轮会向道路传递更多的动力,因此动态驱动力分配系统会分配更多驱动力至左后轮。当车辆左转时,动态驱动力分配系统会将更多驱动力输送至右后轮,因此在这种情况下,右后轮会向道路传递更多的动力。而当车辆直线行驶时,动态驱动力分配系统将向两个后轮输送相同的动力,从而获得最佳的牵引力。

  

       总的来看,xDrive的优点在于,它几乎所有动力分配是通过多片离合的压力控制,非常智能,不会因为制动损失动力,在高速过弯时,还可通过调整四轮的驱动力(而不是刹车)来辅助过弯,所以极限过弯能力较强,而且可以实现动力的四轮任意分配,所以爬滑坡能力可能也会比较强。

奔驰4MATIC

奔驰GLA四驱方式:

       奔驰GLA与A级车一样来自于奔驰的紧凑型横置前驱平台,其适时四驱的结构也较为简单,中央差速器采用了电液控制的多片离合器结构。日常驾驶时,动力主要传递至前桥,当路况需要时,多片离合器压紧,理论上最多有50%的动力经过传动轴传递至后桥的适时四驱方式。这种四驱方式仅仅能上个路,或者在一些普通的沙石路面上行驶,说到爬坡,NO WAY!


奔驰GLK/ML


       GLK和ML的四驱方式极为相似。GLK和ML的中央差速机构是一套双片式离合器,前后桥轮间都是开放式差速器,轮间限滑依靠4ETS电子限滑系统。四驱系统在车内没有任何控制按钮,完全由车辆自行控制,常规行驶状态下动力的前后分配比例为45:55。而区别在于ML在GLK的四驱系统上多了低速扭矩放大挡。


奔驰GL


       GL级是目前奔驰旗下体量最大的SUV车型,先不看悬挂,V6或V8双涡轮增压发动机的强大动力,已经高出之前的奔驰SUV几个级别。而且还配有全地形反馈系统令4MATIC系统如虎添翼,配合高度主动可调的空气悬架,GL级的通过能力颇为强悍。尤其是GL 500比起低配的GL 400多了后桥限滑差速器,对于后轮打滑的抑制更加有效。


奔驰G级


       目前国内在售的奔驰G级共两款车型,分别是G 500和G 63 AMG。这两款车型在四驱系统上没有区别。它装备有目前奔驰旗下最高标准的四驱系统,采用的是全时四驱的结构,中央分动箱配备开放式差速器,并配有扭矩放大挡,同时还包含三把牙嵌式差速锁,必要时可以由驾驶员主动将其锁止。在三把差速锁锁止的状态下,每个车轮都能够得到恒定的扭矩输出,并且保持每个车轮转速一致。

       经过以上分析,我们可以看到4MATIC其实是奔驰四驱系统的一个简称,而并非是四驱技术。4MATIC从普通的适时四驱,到硬派专业的全时四驱都有,所以很难总结出它的特点,只能具体看某款车型的四驱特点。

奥迪quattro/大众4Motion

       为什么把奥迪quattro和大众4Motion归在一齐写呢?其实这两套四驱系统以及搭载的车型有着剪不断,理还乱的关系。因为奥迪部分车型与大众共用平台的关系,所以那些车型在技术上会有些交集,但是它们四驱系统的名字还是以品牌划分。以下我们就来讲解一下。

       从上表也再一次证明,四驱名称是根据品牌定名的,并不包含特定结构。四驱结构更多的是由发动机横纵置决定。无论是4Motion还是quattro,都拥有托森和Haldex两种形式。

       quattro的核心技术的中央差速器是采用行星齿轮结构的扭矩感应式中央差速器结构,其自动锁止功能的反应时间更为迅速。当年,全系标配quattro全时四轮驱动技术的奥迪Q7正式问世,标志着奥迪Q系列车型的诞生。第六代quattro系统采用了托森C型中央差速器,它与上一代产品最大的变化是在一般状态下,前后轴的扭矩分配比被控制在40:60。在路况不理想时系统可以自动调整至25:75或75:25。


       4Motion的技术核心是Haldex(瀚德)中央差速器。Haldex中央差速器至今已发展为多片离合差速控制系统,通过机械装置与电控液压系统共同作用达到智能分配扭矩的目的。这个多片离合器依车型不同而布置在不同的位置,有的靠近后桥差速器,有的类似于奥迪的方法与变速器融为一体。它的原理类似于手动挡汽车的离合器,只不过摩擦件间的压紧力由弹簧力变成油液压力。基本结构为:输入轴末端通过花键与离合器片径向固定;输出轴与壳体铸为一体,壳体内侧也安装了多片离合器片。扭矩的分配便是通过油压对离合器片的作用来实现,油压的高低决定了分配扭矩的大小,而油压则是通过ECU控制电磁阀产生的。有了ECU这个聪明的家伙,至于何时何地分配多少扭矩到各个车轮,自然也就变得简单。


       不过要提到一个特例--4Xmotion,它是新途锐3.0TDI车型选装的四驱系统。途锐虽然出自纵置发动机平台,但并未采用托森差速器,而采用具有多级减速功能的Haldex多片离合中央差速系统。虽然没有纯机械差速器稳定可靠,但拥有0-100%的扭矩分配能力和非常快的相应速度。

       在上述与大众4Motion的对比中,我们说到了Haldex中央差速器。除了经典的纵置发动机车型采用托森差速器外,奥迪旗下TT、奥迪Q3以及奥迪A3(A3国内暂无配备quattro车型)都是使用了横置发动机平台的车型,它们所采用的四驱系统Haldex的四驱系统,通过机械装置与电控液压系统共同作用达到智能分配扭矩的目的。这个多片离合器依车型不同而布置在不同的位置,有的靠近后桥差速器,有的类似于奥迪的方法与变速器融为一体。

       托森差速器虽然喜闻乐见,但第七代quattro系统却完全放弃了它。全新一代的quattro四驱系统,最大的改变在于将托森中央差速器更换成了冠状齿轮差速器。冠状齿轮差速器体积紧凑、重量轻,同时有着更高的动力分配比。依靠多片离合器的控制,冠状齿轮差速器能更大范围地调节扭矩比例。正常状态下,前后桥以40:60的扭矩分配,前后冠状齿轮与行星齿轮相对静止,当车轮打滑时,根据车辆前后桥附着力情况,前轴与后轴的驱动力比例在70:30到15:85之间连续变化。冠状齿形差速器中差最先在RS5上应用,随后在奥迪A7和新A6上使用。


未来四驱


      奥迪全新电动四驱e-quattro系统使用了一个独立的电动机来驱动后轴。未来,不管是混动车、插电式混合动力车型以及纯电动车型都可以通过该系统,把这些再生制动能量存储在电池组当中。该系统还能实现制动能量回收,而电动四驱的具体性能暂时还不得而知。


       总的来讲,奥迪的quattro系统尽管在每款车型上的实现方式会有所不同,但是它们的主要目的是让车辆在公路行驶上更加出色,操控感更好。所以我们可以看到在奥迪的车型体系中,没有一款较为硬派的越野高手。但说起越野,大众途锐的四驱模式算是最接近越野四驱模式了,并且加上它自身强大的马力。

讴歌SH-AWD

       是的,其实讴歌的四驱系统并不复杂,但是它有着自身非常独特的实现四驱的方式。SH-AWD是一款主动全时四驱系统。这套系统可以使前、后桥扭矩实现在30:70-70:30之间调节,同时还可以实现左后轮和右后轮扭矩在100:0-0:100之间无级调节。即根据汽车不同的行驶状态可以主动分配扭矩,直白地说就是在ESP等电子辅助装置介入之前就可以通过主动分配动力达到调整车身姿态的目的,超过SH-AWD调整能力时ESP等电子稳定系统才会介入。更形象地比喻,动物做转弯动作时是靠外侧的后腿加力而完成的,SH-AWD系统就是模仿了这样的动作。可以理解成在汽车转向时拥有了双保险,而由于SH-AWD并没有太多差速器以及辅助工具,所以这套四驱系统对越野性能没有太大的帮助。上面这段话就是SH-AWD最主要的作用。

       一众YY四驱车中,唯独这辆披着“四驱”皮的东风本田CR-V ,成为了适时四驱系统的一个代表性教材。东风本田CR-V可以说是一台奇怪的四驱车,在各大媒体的四驱车对比评测中,CR-V总是能毫无悬念地夺得垫底的名次。但无论大众途观上位之前之后,CR-V偏偏还能在紧凑型SUV市场卖的风风火火,口碑也不差。虽然包括很多车主在内的人对其四驱系统都没有信心,但真的需要四轮驱动的时候,你又会发现它的四驱系统原来还是存在的。

       让我们换一个通俗点的说法吧:四驱模式下CR-V很像一款前驱车。当车辆前轮打滑时,前后轴产生转速差,从而搅动粘性联轴节中的硅油使其温度上升,硅油温度升高后会膨胀变稠,且具有一定的刚性,从而将驱动力分配给后轴。尽管如此,2013款前的CR-V的适时四驱系统前后轮的动力分配都是设定好的,最多可达到前轮70%、后轮30%的动力分配,但因为传动的滞后性,这个过程完全交给液力泵机械控制,不会由电脑干涉,驾驶员也无法像一般城市SUV一样从车内锁定或者切换至四驱模式。这套四驱系统仅有在城市道路中,路况较差(较为平坦的坑地与积水)的地方起到四驱作用,而且后轮的力道介入也是相当的有限。 因此网上常流传一个笑话:这个价位的四驱SUV,无论进口(jeep),合资(一大把),还是国产(长城),每当这些车出来搞宣传,或者媒体搞四驱测试的时候,CR-V是必须拉出来的,没有CR-V就完成不了测试。

       2013年6月以后生产的CR-V车尾多了“AWD”的标识,CR-V悄悄升级成了电控式液力泵适时四驱系统,但实际效果却达不到传说中的50:50动力分配,即便如此还是比老款CR-V的四驱靠谱一点。如果诸位看官嫌我们在挖掘人家CR-V“咸丰年间”的故事出来做例子,那么我们不妨看一看最新款的CR-V四驱系统表现如何。一家瑞典专业汽车媒体对本田2015款CR-V进行四驱系统测试,惊人地发现其四驱系统居然是纯营销,即四驱系统无法正常工作,全部动力均由前轮负责输出。

       这种前后桥为开放式差速器,四轮都没有电子制动辅助系统,中央差速器采用了粘性联轴节结构,通过感应转速差来实现动力自动分配的四驱系统成本低,性能差,越野表现严重不足,市面上已经很少有车型采用了,充其量也就能应付烂路,与普通的越野还是相差甚远。无论是北方的冰天雪地还是南方的烂路水坑,大部分的CR-V车主反馈其表现的都差强人意,用他们的话讲就是“掉坑里了,起不来。”CR-V的四驱缺点就是反应慢,大约1秒后四驱才开始工作,如果工作超过几秒,就会过热进入保护状态,等于说如果你四驱状态几秒钟脱不了困,就没有四驱了,实际效果极其有限。

       实际上CR-V不是越野车,而是城市多功能车。从通过性来看,最小离地间隙才135mm的CR-V真的不用勉强自己去越野,这么一想CR-V配备了这种适时四驱也算合情合理。

       说起越野界中的劳斯莱斯,相信没有人不知道这说的就是路虎。经历了多个东家的不断转换,很多人都在为它的血统而迷糊的时候。路虎用其多年累积而来的越野强者地位告诉世人,豪华越野车技术还是路虎最强。


      路虎的越野车型所使用的四驱系统名为“全地形反馈系统”,这套系统最独特之处在于能够通过数个模式便将所有非铺装路面的状况囊括其中;在现款的路虎揽胜中,更提供全自动模式,让驾驶者专注于方向盘和刹车便可完成外人看来出自越野高手的通过能力。

       神行者2的四驱系统使用了中央多片离合器式差速锁,而在后桥则加入了LSD限滑差速器,并且在四轮上通过电子辅助制动,更好地把动力从打滑的车轮传递至有附着力的车轮上。路虎引以为豪的“全地形反馈系统”在神行者2上都有出现。但因为定位的原因,神行者2的“全地形反馈系统”与家族大佬们相比还是少了岩石模式。

       发现的四驱系统为全时四驱,配备带差速锁止功能的分动箱。前桥采用开放式差速器而后桥则是带锁止的多片离合器。与神行者的四驱系统相比,发现的系统要多出岩石模式和底盘高低调节。电子限滑和电控差速锁会锁止将动力输出至有附着的一方。

       揽胜的四驱系统和发现的相差不大,但中央差速锁也有所不同,由多片离合器换成了托森限滑差速器。作为纯机械的结构,托森差速器通过齿轮的啮合达到传动的目的。当有轮子打滑时,轮速差会把两边轮子通过托森差速器给连通起来。并且能够承受更大的扭矩。

       卫士使用的是全时四驱系统,位于中间的托森差速器,并配有高低挡。而卫士的前后轴都没有开放式差速器,而且没有具备电子限滑功能;以至于交叉轴这种基本项目,卫士都完成不了。

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