賓士四驅系統這麼低調,難道是越野太差見不得人?

2017/09/05

四驅系統早已不是什麼黑科技,滿大街的SUV,總有幾台四驅車在你左右。但雖說四驅的門檻低了,卻別以為只要有了四驅,就能上山下海。如今各大品牌都經營起自己的四驅系統,比如德系三強,奧迪有Quattro,寶馬有xDrive,賓士有4MATIC。大家最熟悉的應該是奧迪Quattro,我們以前也有介紹過,今天想說一下比較低調的賓士4MATIC。

賓士四驅系統這麼低調,難道是越野太差見不得人?

先來吹一波歷史。賓士的第一代4MATIC四驅系統,在1985年的法蘭克福車展上亮相,而首款搭載4MATIC四驅系統的車型,則是1987年的第五代E級(W124)。第一代4MATIC系統有點複雜,其擁有中央和後橋兩個可以鎖止的差速器,而且中央差速器帶有兩個液壓控制的多片離合器。也就是說,幾十年前,賓士就玩起了現在流行的電控多片離合器,ABS系統檢測車輪是否打滑,然後通過多片離合器來分配前後軸的動力,在100%后驅,前軸35%后軸65,前後軸各50%之間切換。

第二代4MATIC系統,還是用在E級上,不過是第六代(W210)。這一代的四驅系統,有前中后三個開放式差速器,中央差速器換成了行星齒輪式結構,依然採用電控多片離合器作為聯軸節。機械結構雖然簡化了,但增加一套電子牽引力控制系統(4ETS),用來提升地面附著力。第三代則是在第二代基礎上改進而來,變化並不大,目前在售的E級就是使用第三代4MATIC。

其實不只E級,現在北京賓士的所有國產車型,都有4MATIC車型可選,包括C級、E級、GLA、GLC。這些車型上的4MATIC系統,都是屬於全時四驅,正常情況下,前後橋扭力分配是45:55,極端情況下可以在70:30和30:70之間切換。當前後軸的扭矩差超過50牛·米,4MATIC系統會重新通過多片離合器分配前後軸扭矩。

在C級、E級這些轎車上,對於駕駛者而言,這個4MATIC系統可謂存在感超低,前後軸扭矩的分配完全由電腦來控制。轎車上的4MATIC當然不是為了越野,設計的初衷是為了提升轎車的行駛安全性和操控性。其中,上面提到的4ETS,對於安全性來說就尤為重要。這個系統和ESP、ABS集成到一起,能夠檢測每個車輪的附著力,通過對打滑一側的輪胎,施加制動力,利用差速器原理,使扭矩轉移到另一側附著力較大的車輪。北方冬天開車就會經常遇到這樣的路況,一邊是冰雪路面,一邊是瀝青路面,如果是沒有輪間限滑,那怎麼分配前後軸扭矩也沒用。

前幾天就有位網友在微信上問,「買E級有沒有必要選4MATIC?」其實已經很明白了,如果你是在北方生活,常常遭遇冰雪天氣,那麼這個4MATIC系統還是很有意義的。4MATIC既能提升行駛安全性,應付雨雪天氣,在彎道中也能提升操控性。但如果你想的是,買台四驅車去越野,那E級上的4MATIC系統肯定不能滿足你,越野還要看SUV上的4MATIC。

但是,SUV也會有各自的定位,不同的SUV,就有會不同結構的4MATIC。比如GLC是典型的城市SUV,所以就沒有差速器鎖止機構,用起來基本和E級差不多。而GLE要求有一定的越野能力,就配備了中央限滑差速器,還有低速四驅模式。當然,既然說到越野,又怎能忘了賓士G級。

G級除了一直都有副硬漢的身材,其越野性能也是很有實力。最初的W460、W461等車型,都使用純機械的分時四驅系統,差速器鎖定全靠手動控制,很少電控部件。但到了W463車型,也開始引入電控的4MATIC系統,有前橋、後橋、中央有三個差速器,差速器還是傘狀齒輪結構,外加分動箱的設計。而現在的G級,依然具備前中后三個差速器同時鎖死的能力,但需要在低速四驅模式下使用,使用后ESP會失效,脫困和越野更強。

所以,雖然賓士的4MATIC四驅比較低調,但其實越野性能一點都不差,只是相對越野而言,賓士更重視用四驅系統,提升日常公路駕駛的操控和安全,更像是一個輔助的角色。而且這個4MATIC四驅系統,在賓士的車型上應用非常廣,對於北方車主,多花兩萬買個更有安全保障的四驅系統,也是值的。

四驅系統

現時,我們使用的四驅車大多是半時四驅。只要車上有專門的兩驅、四驅切換撥桿或按鈕,那麼,這輛就是使用半時四驅的四驅車。半時四驅是四驅車最常使用的四驅系統,基本型號(一輛四驅車可能有4-6種型號,如Pajero的五種型號的引擎、變速箱和車內飾完全不一樣,車價可相差近一倍)的三菱帕傑羅、L300、L400、基本型號的陸地巡洋艦PRADO、LC100、LC70、LC75、美國JEEP、五十鈴TROOPER、RODEO、鈴木VITARA、JIMNY等都使用半時四驅。

半時四驅的使用可分兩種狀態:一種是兩驅,汽車只有兩個車輪得到動力,與普通汽車沒有區別;另一種則是四驅,此時汽車前後軸以50:50的比例平均分配動力。半時四驅歷史悠久,其優點是結構簡單、可靠性大,加裝自由輪轂(FreeWheelHub)后更加省油。

全時四驅是使汽車四個車輪一直保持有驅動力的四驅系統。若要細分全時四驅系統,可分成固定扭矩分配(前後50:50比例分配)和變扭矩分配(前後動力分配比例可變)兩大類。全時四驅也有很長的歷史,可靠性更大,但其耗油量較大。

系統比較

編輯

半時四驅靠操作分動器實現兩驅與四驅的切換。由於分動器內沒有中央差速器,所以半時四輪驅動的汽車不能在硬地面(鋪裝路面)上使用四驅,特別是在彎道上不能順利轉彎。這是因為半時四驅在分動器內沒有中央差速器,而無法把前後軸的轉速調整所致。汽車轉向時,前輪轉彎半徑比同側的後輪要大,路程走得多,因此前輪的轉速要比後輪快;以至四個車輪走的路線完全不一樣,所以半時四驅只可以在車輪打滑時才掛上四驅。一回到摩擦力大的鋪裝路面應馬上改回兩驅,不然的話,輪胎、差速器、傳動軸、分動器都會損壞。

四驅系統

不少半時四驅前輪都可以裝上自由輪轂(FREEWHEELHUB),這是一個很好的手動離合器,在不用四驅時,它可以斷開前輪與傳動半軸的連接,從而把車輪和左右傳動半軸、差速器、傳動軸、分動器的摩擦力都減去,達到省油和延長CVJOIN(萬向節,constantvelocityjoint)和分動器齒輪壽命的目的。又可以降低車內雜訊,是一個十分好的設計(WARN和ARB都有這產品給SUZUKI、LANDROVER、HILUX、PRANDO、PAJERO、NISSANCHEROKEE等半時四驅吉普車使用)。

所以駕駛半時四驅車必須小心,其四驅不可以在硬路面(鋪裝路面)上使用;下雨天也不可以用;有冰或雪地則可以用,而一旦離開冰雪路面應馬上改回兩驅。

全時四驅系統內有三個差速器:除了前後軸各有一個差速器外,在前後驅動軸之間還有一個中央差速器。這使全時四驅避免了半時四驅的固有問題(在硬路面不能用四驅的問題):汽車在轉向時,前後輪的轉速差會被中央差速器吸收。所以,全時四驅在硬路面(鋪裝路面)、下雨時有更可靠的四輪抓著力,比半時四驅優越。但到了冰雪,沼澤地就必須把中央差速器鎖上(否則可能無法前進);回到不滑的硬路(鋪裝路),馬上要把中央差速器鎖解開。

有些全時四驅的中央差速器比較先進,一般情況下它可以把汽車動力平分給前後軸。當車輪出現打滑時,它會自動把中央差速器鎖上。在第一代RangeRover自動變速車型中就可以找到這種設備,它是大眾汽車發明的粘性防滑差速器。此系統同時也常被Audi的四驅車所使用。這種系統在小車上表現很好(類似的限滑差速器在現代的四驅轎車上被廣泛使用,可有效提高行駛的安全性等),但在大四驅車上,它就沒有差速器手動鎖來得可靠。所以,新一代RangeRover已不再使用這一系統了。

另外,有一些四驅車使用看起來像全時四驅的智能四驅系統。這些系統平時是以前驅為主,當前輪打滑時,動力會部分轉移後輪,幫助前輪使汽車行駛(可理解為智能的半時四驅),如本田CRV、HRV等就是使用這種系統(不少平價SUV包括CRV,HRV,凌志RX300豐田RAV4等都可能省去四驅系統而只是前輪驅動,購買時請注意)。這種系統並不可靠,但有新意(一般由前置前驅的轎車系統改進而來)。

從大四驅越野車的驅動系統來看,我個人喜歡半時四驅和有手動中央差速鎖的全時四驅車,其它的智能四驅系統都是沒有必要的。因為,時間證明了半時四驅和全時四驅帶中央差速鎖是最可靠的四驅系統。無可否認,智能四驅系統十分適合小汽車用。因為一般市民開車並不需要了解驅動結構,只要汽車會走就可以了。全自動是最簡單的選擇。

現在,有的四驅車標榜可以實現半時四驅和全時四驅的切換,只是車商為了增加新意的做法。如美國JEEP中頂級Cherokee、GrandCherokeeEvolution、日本頂級Pajero3.5GDI等。它們還都有一個共同的缺點,就是不能裝上自由輪轂(FreeWheelHub),在用兩驅時不能真正起到的省油作用。

差速器

編輯

差速器是把兩個傳動半軸(傳動半軸直接連著左右車輪)連起來,通過齒輪組的特殊設計,兩半軸(左右車輪)可以實現不同速度旋轉,而不會出問題。差速器是1825年由法國人發明的。它是汽車工業發展中十分重要的一環,要是沒有差速器,汽車就無法實現順利地轉彎。

四驅系統

由於車子在轉彎時左右輪轉速不一樣,內側車輪轉得慢、外側車輪轉得快,驅動軸如何能傳遞動力而不干擾車輪的正常轉速呢?靠的就是差速器,如果沒有差速器,汽車在路面上就不能實現轉彎(差速器種類及原理,解釋起來需要較大篇幅,在此不冗述)。

在汽車發明的初期,道路條件很差。所以早在1902年,第一輛四驅車就已經誕生,但由於成本問題,加上CVJOJN萬向節還沒有達到成熟的地步,所以,四驅車並沒有被大量生產。到了第一次世界大戰,四驅車的可靠性得到認同,促使軍隊投入大量資金去製造全輪驅動的汽車。今日,全時四驅已十分流行三差速器的設計,它們可以在硬路(鋪裝路面)使用四驅系統而不會互相干涉。

解決缺陷

編輯

差速器的結構精巧,可巧妙地抵消不同車輪間的轉速差,但它又有致命的弱點。就是碰到惡劣路面如沙、泥地時,只要一個車輪陷入打滑狀態,差速器另一端的車輪會完全喪失動力而一動不動。為解決這個問題,你必須為你的差速器裝上LSD防滑差速器或AIRLOCK氣動差速鎖,把差速器的齒輪組部分完全鎖止,使差速作用臨時失效。

現代不少四驅車都裝有差速器鎖。在越野時可自動或手動地鎖上差速器;如果你的四驅車沒有差速器鎖,那麼,只要自己裝上前後差速鎖,在越野時可以發揮出真正的四驅本色。

如今,有不少車裝有ATRC(ACTIVETRC)、TT4(TORQUETRACK4)等牽引力控制系統。當前或后軸輪胎髮生空轉打滑時,汽車會對空轉輪施以制動力。由於差速器的結構使得其驅動力自動轉往另外一邊的車輪。這看起來很方便,在理論上十分好,但在攀爬高山和沼澤地時這套系統容易出現故障。這個連HUMMER身上的TT4也不例外,有時甚至連剎車系統也同時出現故障。所以我自己的HUMMER也再加上了前後兩組ARBAIRLOCK(ARB品牌的手動控制氣動差速器鎖,這是一種改裝用的限滑差速器鎖),手動的差速鎖是最可靠的。

L.S.D(LimitedSlipDifferential)限(防)滑差速器有許多種,但適合越野的不多。只有50%,75%和100%的限滑率才適合真正的越野。5%,25%的防滑差速器並不適合真正的越野,最起碼應有50%。但50%和75%LSD在硬路U形轉彎時會發出一點「滴、滴」聲,因為它是用離合器的原理。而100%鎖止的Airlock則是所有LSD中最好的一組,它是唯一可完全鎖止差速器的裝置(回到硬路面又可恢復一般差速器功能),是通過壓縮空氣來推動的。賓士G系原裝有三個用油壓推動的差速器鎖,而LC100、LC90、日產等四驅車也可以加裝這種配件,Airlock在四驅車專門店都可以找到。如果你還不能理解為什麼要裝差速器鎖的話,希望我平時玩四驅車曾出現各種車輪離地打滑的狀況能幫助你理解這一原理。

2H是半時四驅車在硬路面時使用的

4H是半時四驅車在沙、泥、雪地時使用的

4L是半時四驅車攀爬1:4以上的大斜坡或是更大的拖力和驅動扭力在野地時使用

N是被拖時用的或都使用本地的PTO(Powertakeoff,除車輪外其它的動力輸出),

雪佛蘭科帕奇四驅系統

如絞盤時才可以用,因為當掛上了N,四個輪都沒有動力,但如裝有PTO,動力會轉向PTO那裡

4H是全時四驅在馬路上用的

4HLC是全時四驅碰到有車輪打滑時使用,在沙、泥和雪地一定要把中央差速器鎖上

4LLC是全時四驅攀爬1:4以上的大坡或需要更大的拖力(拖動3-5噸以上卡車用)和驅動扭矩的情況下使用

N和以上一樣,全車沒有驅動力,引擎離合器、波箱不能把動力傳給分動器

1、這輛LANDROVER1106×6前懸挂行程用盡了,左輪離地,差速器會把所有動力傳去左輪。如果這車沒有裝上防滑差速器鎖,只有用絞盤拖回平地。

2、一般前置引擎的越野皮卡在陷入大坑時,用盡懸挂行程後輪會離地。所以,一般LSD和AIRLOCK首先一定是裝在後軸。

3、一般前置引擎的五門吉普車陷入大坑用盡懸挂行程后也是後輪首先離地。

4、這輛PRADO後面裝了近150斤的物品,所以可以做到前輪離地。一套好的升高件可以把懸挂行程加大,大大提高越野能力。

5、豐田LC80VX採用前後硬軸,升高改裝後會有更出色的懸挂行程,但地面差距過大也同樣會造成後輪離地。需要裝差速器鎖。

6、PAJERO的懸挂行程很有限,因為前輪採用獨立懸挂設計。

7、越輕的吉普,懸挂必須越軟,因為車身無法把懸挂押下,所以,沒有LSD的四驅車其實只是兩驅車。

9、賓士G系吉普雖然採用前後硬軸設計,但也會有用盡懸挂行程的時候。如果把防傾桿拆下可以增加30%的行程,但在高速公路上行駛十分危險,但G的設計師已在G身上加上了前、中、后差速鎖。

10、這輛美軍M38A1小吉普在大碎石破路行駛時前左輪出現明顯打滑,如果有了LSD或差速器鎖問題馬上就解決了。

11、大型4×4,6×6卡車也不例外,噸位並不能防止打滑,反而在沼澤地會沉下去,LSD和差速器鎖(DIFFLOCK)對大卡車是很重要的。

12、這輛PRADO雖然有絞盤幫助爬泥坡,但右前輪用不上力,前LSD或差速器鎖同樣重要。

13、這輛賓士G系雖然有前、中、后差速器鎖,但其街道用的輪胎和原裝的懸挂並不十分適合越野。

14、這輛牧馬人雖然有4.2L引擎,但陷入沙坑內沒有差速器鎖只有靠絞盤

四驅系統

才可以拖出。如果這車裝有差速器鎖,在下去之前應把后差速器鎖鎖上。

15、在這種小河內駕駛吉普,除了要鎖上前、后差速器鎖外,還必須有防水裝置才可以下去,另外所有無線電設備必須舉高。

18、這輛LC60在駛入沼澤地前已把前後差速器鎖鎖上,然後用加力擋(低速擋),再用一擋衝過去。

19、PAJERO加上了后Airlock,越野性能還可以,由於車身比較輕,加上V6引擎,馬力還不錯。

20、除有防撞器、車底保護板、差速鎖等裝備還是不夠的,舉升懸挂絞盤,防水裝置都是不可少的裝備,下次再為大家介紹。

21、ARB100%差速鎖,比一般LSD更適應豐田所有的吉普及皮卡,三菱PAJERO、L300、L200、五十鈴、日產的大小四驅車、JEEP的牧馬人、切諾基系、越野陸虎的DISCOVERY、RANGEROVER還有HUMMER、道奇、GMC、福特、鈴木等。

22、23、不要小看這輛手工制1:10DAF6×6卡車模型,整個底盤設計和真車一樣,有長衝程的懸挂行程,這輛模型成交價達到HK000!在澳門,這個價錢可以買到一輛使用不到四個月的起亞四驅車!

本文來自微信公眾號「汽車工程師之家」

本文由 一點資訊 提供 原文連結

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