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公路四驅系統誰家強?EVO是不是其中的「大魔王」

公路四驅系統誰家強?EVO是不是其中的「大魔王」

本文是駕仕派的原創文章,來自撰稿人哲不才。

四驅兄弟是老夫小時候最愛看的動畫篇之一,兄弟倆一個偏重彎道,一個熱愛直線(不過操控全憑吼),現在小朋友長大成了老夫,也喜歡上了真正的汽車。在此之前,寫了一個越野四驅系統的系列,今天,我再來聊聊公路四驅系統,看看在該領域裡的箇中好手都有哪些?

在汽車發展的早期,由於車企造不出足夠結實的轉向節,所以在很長一段時期中「后驅」幾乎是唯一的形式。隨著汽車的發展,人們對車輛公路性能的要求越來越高,雖然後驅在直線能力上完全沒問題,但后驅已經不能滿足現人們對車輛在彎道中性能的要求,以及公路上防滑的要求——各式各樣的公路四驅便應運而生。

由於公路四驅防滑功能相對簡單,所以著重談公路四驅的彎道性能。而說道彎道性能,就不得不提「內輪差」這個概念。如上圖所示,其實內輪差特別簡單,像這樣車輛左轉(不打滑的情況下),右前輪轉速最快,左前輪第二,右後輪第三,左後輪最慢,在轉彎中前輪轉速比後輪快——這其實很淺顯,不過在公路四驅中這個結論特別的重要。

由於汽車早些時候大多都是后驅的,所以最早出現的公路四驅形式與越野四驅形式基本一樣的,只不過由於不需要額外的大牽引力來脫困,所以分動箱里沒有了低速擋用來增加車輛的扭矩。但公路四驅與越野四驅不一樣的是——公路四驅的轎車沒有越野車這麼高的底盤,空間也沒有這麼大,所以為了讓四驅結構更緊湊,工程師把變速箱和分動箱集成到一起,做成一個殼體來節省空間,但其實分動箱里的結構是完全沒變的,中央差速器也是在分動箱里的。注意,因為其他四驅形式中有的分動結構是和中央差速器分開,或者是乾脆就沒有分動箱,所以這裡再次強調,縱置四驅的中央差速器是在分動箱裡邊的。

這種縱置四驅的代表車型就是德國賓士C級的4mitic、寶馬3系的Xdrive,而奧迪的縱置四驅和他倆是存在一定區別的。

像賓士C這樣的后驅平台公路四驅,和越野車是一樣的,都是後輪驅動為主——後輪都和發動機硬連接,然後通過中央差速器把動力傳到前橋。這時候問題就出現了:前邊分析「內輪差」的時候提到,轉彎中前輪是比後輪轉的快的(不打滑的情況下),而動力又是後輪給前輪的,那既然前輪都比後輪快了,為什麼後輪還要給前輪動力?這就好比一個人推著小推車跑,當小推車都比你跑得快了,你怎麼還推著小車跑?

所以這就是后驅平台四驅的弱點,絕大多數情況都是後橋動力強,前橋很難分配到很強的動力,為了解決這個問題,這種后驅平台的中央差速器基本都是多片離合器式的——因為多片離合器式的差速器動力傳遞是雙向的,不是單向的。(所謂動力傳遞的雙向性,就好比一扇可以朝內和朝外雙向開的門,如果這扇門有門把手,你既可以推也可以拉,這就叫雙向性;但如果這扇門只是光滑的一個平板而沒有把手,你就只能推不能拉了。)

利用多片離合器雙向傳遞動力的能力,後輪就能通過多片離合器「管住」前輪,不讓前輪出去瞎跑,該快的時候快,該慢的時候慢,於是四驅就形成了——我這麼說可能在科學上不夠嚴謹,但大概可以這樣理解。

而這一切怎麼控制?誰聽誰的?——當然是聽行車電腦的。賓士C級的4MATIC四驅系統,通過行車電腦控制中央差速器的電控液壓系統,實時調節對中央多片離合器的壓緊力,好讓後輪管住前輪,最大程度的發揮出四驅的實力。

但在實際道路中,車輛轉彎是時刻在變化的,甚至就像上圖一樣雜亂無章,所以行車電腦想控制多片離合器讓後輪很好的管住前輪,事實上是非常難的。這時候寶馬就發話了:「不怕,寶馬我伺服電機玩的溜,用伺服電機來控制多片離合器的壓緊力。」

所以寶馬,保時捷等實力強勁的品牌,為了極端的四驅操控性能,嘗試放棄電控液壓系統,改成伺服電機來控制中央多片離合器的方式,不過畢竟成本和控制難度很高,所以應用範圍不如電控液壓系統廣泛。

之前,我在越野四驅篇中談托森差速器時候也提到過托森動力單向傳遞這事。(點擊閱讀:為這麼說分動箱才是越野四驅的靈魂所在?|駕仕科普) 托森差速器利用的是蝸桿對渦輪動力傳遞的單向性來傳遞動力,而公路四驅在轉彎的時候(不打滑的情況下)前輪比後輪轉的快,托森又是純機械差速器,不能控制,所以這時候托森就失效了(變成后驅)。

因此,基於后驅平台的公路四驅,基本不會安裝托森中央差速器——但凡事都有例外,比如奧迪。

德國三強里就屬奧迪最個性,奧迪嫌棄電控中央差速器性能——不能真正連續的、實時分配前後輪扭矩,所以非得要上機械中差,於是奧迪的quattro四驅就開啟了個性之路。

當然,奧迪的quattro甭管怎麼個性,四驅結構的主體還是那套東西。但不一樣的是,奧迪分動箱里的差速器比較的特別——比如奧迪著名的冠狀齒輪純機械差速器和托森純機械差速器。

由於冠狀齒輪機械差速器機械原理比較複雜,非機械專業的讀者我怎麼講也很難明白,所以在這裡只說結果:冠狀齒輪中差的奧迪車型,既不是以後驅平台帶前驅的方式變成四驅,也不是以前驅平台帶后驅的方式變四驅,精簡成一句話——冠狀齒輪中差的奧迪車型「天生」是四驅。

由於冠狀齒輪中差又貴又費油,所以奧迪決定還是在民用車上玩托森中差便宜點。這時候讀者又該問了:你不是說后驅平台的四驅不能裝托森么?

請看上圖——奧迪的車是縱置前驅平台的!縱置前驅,在汽車界是很著名的存在,但優缺點也很明顯,我之後再講。由於奧迪採用的是前驅平台帶動后驅從而形成四驅,所以托森差速器的方向和后驅平台帶動前驅的越野車四驅是反過來的。

直線的時候,車輛的兩個前輪和兩個後輪的轉速相同;在轉彎的時候,兩個前輪轉速比兩個後輪快,所以兩個前輪在任何時刻都能經由托森差速器單向傳遞給兩個後輪動力,形成四驅。而托森又是純機械差速器,前後輪間的動力分配都是自動完成的,連續而且實時,所以奧迪的quattro四驅性能非常的棒,非常的成功。

但奧迪為了這性能優異的四驅系統,同樣也付出很大的代價。正統的奧迪兩驅車型(如A4、A6這樣正統的奧迪車型,而不是A3那樣的高爾夫換殼車),都是縱置前驅。而縱置發動機必須的把變速箱「伸進」駕駛艙中控台底下,侵佔了車頭的空間,因此駕駛艙的空間設計就得為其妥協。此外奧迪quattro車型在後橋上又有著名的奧迪quattro後橋運動差速器,也會佔用不少後橋的空間,所以車尾的空間設計也得妥協。

正統奧迪quattro車型的車艙,前後空間都會向性能妥協,所以著名車評人「38號」批評奧迪A6、A8因空間劣勢影響了乘坐舒適度是有科學的。但老夫認為,只有裝備大馬力發動機加quattro四驅系統的奧迪才是真正的奧迪。

如果說大家對quattro為代表德系ABB公路四驅系統已經審美疲勞了,那還有更新鮮的——斯巴魯,採用了比奧迪更有個性的四驅系統。

上圖就是斯巴魯著名的左右對稱全時四驅,斯巴魯的四驅確實相當個性,非常具有機械美感。

斯巴魯的水平對置發動機的先天優勢是比較扁平、比較短,這為實現左右對稱四驅打下了良好的基礎。而實現左右對稱結構最大的功臣,還是設計精妙的斯巴魯變速箱。

斯巴魯的變速箱從前後兩個方向,把同一根傳動軸從兩端伸出來——向前連接前橋差速器,向後連接中央差速器並向後橋傳遞動力。所以斯巴魯車型都是沒有分動箱的,甚至連分動結構都省了。

當然,我畫的這個僅僅是示意圖,真正的斯巴魯變速箱、前橋差速器、中央差速器,三位一體的設計成一個殼體,節省了大量的空間,為性能和乘坐空間做出巨大的貢獻。

不過話說回來,斯巴魯左右對稱全時四驅其實是和奧迪一樣,是縱置前驅平台帶后驅的四驅方式,所以斯巴魯的車能裝多片離合器或者純機械的托森中差。但唯和奧迪不同的是,由於沒有了分動結構,所以斯巴魯不能像奧迪一樣變換中央差速器,讓車輛變成天生四驅,而只能是前驅平台帶后驅的形式。

斯巴魯這套四驅的優點非常突出,首先結構上的精簡會讓重量更輕,而且左右對稱結構對車輛底盤調校也有非常大的益處,所以斯巴魯的四驅車非常優秀非常有名——它稱霸各類拉力賽不是沒有原因的。

前面講了由后驅和縱置前驅演變而來的四驅系統,下面我來講更有話題性的,由橫置前驅演變而來的橫置四驅,其中的「大魔王」,便是著名的三菱EVO。

這是橫置四驅的示意圖,它和縱置四驅不一樣的是——不管是縱置后驅平台的賓士C還是縱置前驅的奧迪A6,在變速箱後端還有一個一進兩出的分動結構;橫置四驅則是直接從前橋差速器上引出來一根傳動軸,直接把動力向後傳遞。中央差速器也從變速箱後端轉移到了後橋,和後橋差速器集成到一個殼體里,方便節省空間。

橫置四驅的動力是由發動機變速箱首先先傳給前橋差速器,由前橋差速器通過傳動軸,傳遞給中央差速器,中央差速器再傳遞給後橋差速器。(而縱置四驅是發動機傳遞動力給中央差速器,中央差速器同時傳遞給前、後橋差速器,進而驅動車輪。)

基本所有的橫置四驅車型都是這樣,中央差速器和後橋差速器集成在一起,包括橫置平台的城市SUV,轎車,MPV,等等車型,而且由於沒有傳統分動箱,也就沒有了低速放大擋,所以一般來說(JEEP不在此範圍)橫置四驅的城市SUV越野性能相對比較差的。當然凡事都有例外——

三菱槍騎兵蘭瑟EVO的大名應該是無人不知無人不曉了吧,這個鋼炮屆的「大魔王」就有著與眾不同的橫置四驅結構,下面我來說說它到底是怎樣的?

上面是老款EVO的四驅形式簡圖。你沒看錯,老EVO把中央差速器和前橋差速器集成到了一起,這其實是一個很複雜的套軸結構,非機械專業很難看懂這套結構,但老夫可以說說它是怎麼工作的。

別看EVO是橫置發動機,但麻雀雖小五臟俱全,EVO的工程師硬生生的把分動箱結構、中央差速器和前橋差速器用套軸的方式,全塞進這麼小的一個小分動箱里,由分動結構將發動機動力一分為二,分別專遞給前橋,再由前橋通過中央差速器傳遞給後橋。所以事實上,雖然EVO是橫置發動機,但它和縱置發動機一樣有分動結構,並靠中央差速器來實現差速和傳遞動力的能力。

所以你甚至可以理解為,EVO的四驅相當於奧迪那樣縱置前驅帶后驅形成四驅的變種,他們的動力傳遞方式其實是一樣的,但EVO在後橋奧迪多了一個限滑裝置——後橋是限滑差速器,能夠限制兩個後輪出現轉速差。

EVO這套四驅是前無古人後無來者,獨此一家的同時也創造了無比輝煌的歷史。要老夫評價,EVO這套四驅的設計者,真的喪(牛)心(逼)病(頂)狂(天)。牛歸牛,但這套四驅一樣也有弱點——過於複雜的設計增加了各方面的成本;此外在性能上,由於發動機、變速箱、分動箱、前差速器、中差速器都布置在前橋,所以車頭會比較沉重。

駕仕總結:

今天文章正文就先寫到這裡,文章中我簡單介紹了縱置四驅和採用該形式的箇中好手,以及橫置四驅、牛逼頂天的EVO……但這些僅僅是公路四驅的冰山一角,比如,比亞迪的電四驅我就還沒來得及介紹,此外,四驅並不僅僅光有結構就行了,更多的細節設計和調校同樣是非常重要的,留待以後再為大家詳細介紹。

本文為作者原創,未經授權不得轉載

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