越野愛好者必看的——越野車四驅基礎知識

越野四驅基礎知識

一、車架

就像人的身體由骨架來支持一樣，汽車也必須有一幅骨架，這就是車架。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時所受的衝擊、扭曲、慣性力等。現有的車架種類有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。

1.大梁式車架：

在港台汽車刊物中常稱作梯形車架Ladder Frame，是最早出現的車架類型(從全世界第一部汽車開始一直沿用至今)。大梁車架的原理很簡單：將粗壯的鋼樑焊接或鉚合起來成為一個鋼架，然後在這個鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個鋼架就是名附其實的「車架」。大梁式車架的優點是鋼樑提供很強的承載能力和抗扭剛度，而且結構簡單，開發容易，生產工藝的要求也較低。致命的缺點是鋼製大梁質量沉重，車架重量佔去全車總重的相當部分；此外，粗壯的大梁縱貫全車，影響整車的布局和空間利用率，大梁的厚度使安裝在其上的坐廂和貨廂的地台升高，使整車重心偏高。綜合這些因素可見，大梁式車架適用於要求有大載重量的貨車、中大型客車，以及對車架剛度要求很高的車輛，如越野車(路虎 的Discovery，Defender)。傳統越野車在良好道路上行駛時表現出重心過高的不良操控性，就是由大梁式車架所致。

2.承載式車架：

也稱作整體式或單體式車架Monocoque Structure。針對大梁式車架質量重、體積大、重心高的問題，承載式車架是用金屬製成堅固的車身，再將發動機、懸架等機械零件直接安裝在車身上。這個車身承受所有的載荷，充當車架，所以準確稱呼應為「無車架結構的承載式車身」(採用大梁車架的汽車車身則稱為「非承載式車身」)。承載式車架由鋼經衝壓、焊接而成，對設計和生產工藝的要求都很高。

承載式車車架是目前轎車的主流，因為這種結構將車架和車身二合為一，重量輕，可利用空間大，重心低，而且衝壓成型的製造方式十分適合現代化的大批量生產。但是除了開發製造難度高外，剛度(尤其是抗扭剛度)不足也是承載式車身的一大缺陷。這問題在日常用車上還不明顯，但對於大馬力、大扭力的SUV，要求有很高的車架剛度，普通承載式車身就顯得剛度不足。

Freelander的承載式車身

XC90的前副車架

由於承載式車架將全車所有部件，包括懸架、車身連成一體，具有很好的操控反應，而且傳遞的震動、噪音都較少，這是大梁式車架不可比擬的。因此不僅是轎車，越野車也有棄大梁車架而改用承載式車身的趨勢, 如近年的使用承載式車身的SUV(New Range Rover，Freelander，PajeroV73，XC90)。在提高車身剛度方面，目前主要採取的辦法是優化車架的幾何形狀和採用局部增粗或補焊以加強抗扭能力。對於像Range Rover這樣的大型SUV，使用承載式車架需要很高的技術。

3.副車架：

這是常常在車書中出現的新名詞，副車架並非完整的車架，只是支承前後車橋、懸架的支架，使車橋、懸架通過它再與「正車架」相連，習慣上稱為「副架」。副架的作用是阻隔振動和雜訊，減少其直接進入車廂，所以大多出現在豪華的轎車和越野車上，如New Range Rover帶有3個鋼製副車架，用於安裝前後懸架和中央差速器, Freelander有一個安裝發動機的副車架。

二、梁式軸

採用梁式以後，傳動軸等部件布置在橋殼內部，免受地面障礙的磕碰，也防止了灰塵的侵襲，非常適合在越野路況使用。在起伏不平的路面上，採用梁式硬軸的車可以更好地保持離地間隙。在Discovery車上，就採用了前後梁式軸。

三、差速器

車輛轉彎時，其外側車輪的運動半徑要大於內側車輪的運動半徑。這意味著儘管它們有相同的動力來源，但內側與外側的運動速度卻不同。

要允許這種速度差存在，就需要差速器。它的作用在於，當車輛直線行駛時，使各車輪以等速運動；而當車輛轉彎時，使各車輪以差速(不同轉速)運動。在兩輪驅動的車輛上，動力傳送到前輪或後輪，所以只需一個差速器。在四輪驅動系統中，前後輪皆用於驅動，所以需要三個差速器(如圖所示)。多數差速器均為機械式齒輪驅動裝置，粘液耦合器viscous coupling unit (VCU) 或多片式離合器multi-plate transfer clutch (MPT) 可同樣起到差速器的作用，在四驅車中常用來取代中央差速器。

由於差速器允許車輪以不同轉速轉動，所以在泥濘等路面，當一個車輪打滑時，動力全部消耗在飛快轉動的打滑車輪上了，其他車輪會失去動力。因此，在四驅車上，還需配有限制和防止打滑的裝置，如差速鎖、限滑差速器、ETC牽引力控制系統等。

DiscoveryFreelander DefenderRange Rover防止四驅打滑的裝置ETC牽引力控制系統，中央差速鎖（選裝）粘液耦合器VCU（可同時起到差速器和差速鎖的作用），ETC中央差速鎖，ETC 扭矩感應式中央差速器（具有自動鎖止功能），ETC

限滑差速器：LSD(Limited Slip Differential)這一裝置用於控制差速器的運動，是為防止輪胎打滑而設計的，可用於中央差速器或前後差速器。當車輪打滑時，通過對車輪之間阻力差異或轉速差異的感應而工作。比較智能化，但不如差速鎖簡單可靠。

扭矩感應式差速器：在攬勝車上使用，本身就有限滑、鎖止功能，與前款的黏液耦合器相比，工作更可靠，傳遞的力也更大。

四、差速鎖

差速器的一個缺點是它將動力傳遞給需要最小牽引力車輪(或軸)。差速鎖，顧名思義，起鎖止差動的作用，並強制在每個車輪(或每個軸)間平分動力，以獲得最大牽引力。Land Rover Defender 的有中央差速鎖。在現在的Discovery上，差速鎖是一個選裝件。對於分時四驅，由於沒有中央差速器，在掛上四驅時，實際上已鎖死了前後傳動軸。

五、粘液耦合器

粘液耦合器由充滿硅脂的密封缸體組成。裡面是兩組帶槽的金屬板—— 一組與前軸相連接，另一組與后軸相連接。兩軸間存在顯著的速度差異時，金屬板相對旋轉，加熱粘稠(粘性很大)的硅脂。粘稠的液體使金屬板的旋轉速度變慢，從而限制軸間的速度差異及前後軸間的滑轉。實際上，VCU會將軸「鎖」在一起(類似中央差速器中的機械鎖裝置)。當軸間的速度差異極小或幾乎無差異時，粘液耦合器不工作。就是說它同時起差速器和差速鎖的作用。Freelander 利用這一特性，防止車輪打滑。Lexus RX 300、Audi的Allroad也採用這用形式，但由於Freelander動力系統的低速檔扭力較強，所以Land Rover將其歸為永久四驅，而不是AWD全輪驅動。

六、多片傳動器(MPT)

MPT 可作為防滑裝置使用或代替差速器。它實際上是一組離合器，可逐漸接合與分離，以防止打滑和/或允許車輪進行差速運動。大多數MPT 是由計算機進行控制，通過輪速感測器確定何時接合/分離離合器。XC90即是採用這種裝置。

對於粘液耦合器和多片離合器，動力的分配是變化的，平時動力主要在前輪(或後輪)，發生打滑后開始逐步結合，變化地分配動力。而機械式的差速器是固定比率分配前後動力。

七、分動箱

分動箱是用在4 輪驅動汽車上的一個副變速器，它將扭矩從變速器傳遞到前後傳動軸。用於將兩驅轉換為四驅，或將四驅高速檔轉換為四驅低速檔。在使用分動箱的低速檔時，常可以將扭力放大一倍。在裝有全時四驅的車上，分動器常成為中央差速器的組成部分。對於具有有兩種傳動比(即「高速」和「低速」檔)的分動箱常俗稱為加力箱。

八、越野參數

接近角、離去角、縱向通過角、爬坡度、涉水深度是越野車重要的技術參數。其中縱向通過角有兩種說法，在國內常採用銳角表示。

九、四輪驅動的種類

四輪驅動Four Wheel Drive，簡寫為4WD。可分為以下四種

1、分時四驅(短時四驅) Part-time 4WD

分時4 輪驅動是4 輪驅動系統中最基本的驅動方式，行車時駕駛員可選擇2 輪或4 輪驅動。如選用分時4 輪驅動，僅相當於將前後輪鎖定在一起。此系統沒有中央差速器，構造簡單，生產成本低，所以價格便宜。它的運動部件較少，因此堅固耐用。選擇4輪驅動模式后，將在前後輪之間平分動力，獲得較高的牽引力。

所有分時四驅的4輪驅動模式不適於乾燥甚至部分乾燥的路面行駛，因為汽車沒有中央差速器，無法讓前後輪以不同速度旋轉，汽車不能在路上的轉彎處平穩地轉向。所以分時四驅只有在車輪打滑時才可以使用四驅，一回到摩擦力大的硬地面應馬上改回兩驅，否則輪胎、差速器、分動器、傳動軸都會損壞。較新的系統安裝有自動輪轂，無須駕駛員下車手動操縱。分時4 輪驅動SUV如：北京212，以往引進的Jeep(吉普)切諾基(不是大切諾基)、日產途樂Patrol、國產的獵豹(三菱帕傑羅V31)、三菱速跑。

2、全時四驅 Full-time 4WD

從字面上可以這樣理解：在所有路面均可以使用四輪驅動。在乾燥的公路上行駛時，汽車可以使用兩輪驅動，如車輪打滑，可以手動或自動接合4輪驅動。大多數全時4輪驅動系統還具備高低檔分動箱(加力箱)，可在惡劣地形情況下使用分動箱(加力箱)的低速檔，提供更大的四輪驅動力。全時4 輪驅動的主要缺點是：由機械、電子和液壓件組成，比較複雜；對於手動轉換四驅的車型，需預先判斷路面情況再決定是否掛四驅，在判斷不準或遇到緊急情況時，會喪失發揮四驅性能的時機；對於自動轉換四驅的車型，車輪出現打滑后才能接入4 輪驅動，無法在出現打滑時立刻傳遞動力，時機同樣會延誤。總之，它是一個反應系統，而不是預動系統。使用這種系統的汽車有豐田霸道、國內引進的大切諾基4000、三菱帕傑羅V73。

3、永久四驅(恆時四驅) Permanent-time 4WD

永久4 輪驅動是最完善的驅動系統? 無論路況如何，汽車始終使用四輪驅動方式，沒有兩驅方式。這些系統一般具有高低檔分動箱(加力箱)，可應付最惡劣的路面。動力傳遞給全部四個車輪，在公路上或越野行駛時均可獲得最高的牽引力。它是使用最方便的系統，駕駛員介入最少。當然，這類系統一般不如全時4 輪驅動系統省油。並且，此系統更為複雜，生產成本也更高，所以車價也就更昂貴。通常像路虎 這樣名聲顯赫的車型均採用永久四驅。永久四驅系列還包括豐田的陸地巡洋艦4700、凌志LX470、賓士M級和大切諾基4700。

4、全輪驅動 All-wheel Drive

全輪驅動AWD 系統通常用於小客車及「轎車式」輕型SUV。這些系統的運行時類似不帶加力箱的永久四驅，但其動力設計只是用來在城市使用。動力可按固定或變化的比率傳遞給全部四個車輪，無需駕駛員介入。動力系統低檔扭力輸出不夠大，爬坡能力不強，無法在稍複雜的越野環境中使用。全輪驅動在幾款轎車、及多用途運動車中是十分時尚的選擇，將它稱之為全天候系統比全地形系統更為合適。使用全輪驅動的SUV 包括：Honda CR-V、LexusRX300、Toyota RAV4、寶馬的X5，Volvo的XC70，三菱Outlander。

總結：分時四驅是有兩驅和四驅，但四驅模式只能在越野路況使用，不能在公路使用，因此被稱為分時四驅；全時四驅則在所有路面都可以使用四驅，並有兩驅模式；永久四驅是只有四驅模式；全輪驅動是主要用於城市四驅，類似不帶加力箱的永久四驅，但低檔扭力不足以應付越野路況。

十、系統使用情況概述

許多製造商都擁有其4 輪驅動系統的行銷用名。具有諷刺意義的是，有些帶有高低檔分動箱(加力箱)的永久四驅系統標的卻是「全時四驅」(如豐田的巡洋艦，凌志LX470)。

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