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“莫让浮云遮望眼”:谈越野车四驱的技术

来源:汽车与安全
2011年03月25日21:27

  很多人都会惊喜的发现,越来越多的越野车出现在我们的生活中,无论是在车流如织的城市路面上,亦或是群山峻岭中的山路中,都会看到各种品牌款式的越野车从身边驶过,越野车不再仅仅是极少数人追求个性而把玩的玩具,它已经走入了千千万万普通人的生活。我们很难再单纯地以JEEP精神来概括越野了,因为几乎所有的汽车厂商都推出了自己的越野车型,越野车型日益庞大的阵营、眼花缭乱的款式、性格迥异的气质都令车主们有"乱花渐欲迷人眼"之感。但不容否认的是,硬朗的SUV文化俨然已经成为当下中国汽车消费市场的主流之一,一个四驱帝国正在诞生!

  谈起越野,谈起SUV,不得不提四驱,很多人都知道四驱就是四个车轮都有动力的系统,即所谓的"4×4",但究竟怎么样的才算纯粹四驱?四驱都需要具备什么因素?不同版本的四驱的工作原理?发烧级的四驱车仅仅是外观比较威猛吗?我们是否买到了一辆真正意义上的四驱车?面对这些问题,大部分的人都会一团雾水。接下来我们将为大家系统整理了相关四驱系统的知识,希望对大家能够有所帮助。

  四驱形式的分类

  目前四驱形式主要分为全时四驱、适时四驱和分时四驱三类。

  适时四驱

  我们首先要介绍的并不是更加具备越野特质的全时四驱,而是适时四驱,顾名思义,它是指只有在适当的时候才会进行四轮驱动,其它情况下是两轮驱动的驱动系统。相比全时四驱,适时四驱的结构要简单得多,这不仅有效地降低成本,而且也有利于降低整车重量。由于适时四驱的特殊结构,它更适合于前横置发动机前驱平台的车型配备,这使得许多基于这种平台打造的SUV或者四驱轿车有了装配四驱系统的可能。这些优点对于小型SUV,特别是发动机排量较小的SUV来说显得尤其重要。根据我国目前市场情况来看,层出不穷的所谓城市型SUV均是采取适时四驱的形式,所以这俨然成为了影响力最大的四驱。

  相信大部分车友很容易理解适时四驱和全时四驱的区别,但是适时四驱同分时四驱的概念会有所模糊。其实很简单,分时四驱更多的是依靠驾驶员的判断,手动改变驱动的状态,而适时四驱淡化了对人力判断的要求。

  适时四驱的缺点是显而易见的,目前绝大多数适时四驱在前后轴传递动力时,会受制于结构本身的缺陷,无法将超过50%以上的动力传递给后轴,这使它在主动安全控制方面,没有全时四驱的调整范围那么大;同时相比分时四驱,它在应对恶劣路面时,四驱的物理结构极限偏低。

  分时四驱

  分时四驱(PART-TIME 4WD)——这是一种驾驶者可以在两驱和四驱之间手动选择的四轮驱动系统,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。

  分时四驱靠操作分动器实现两驱与四驱的切换。它的优点是结构简单,稳定性高,坚固耐用。但缺点是必须车主手动操作,有些甚至结构复杂,不止是一个步骤,同时还需要停车操作,这样不仅操作起来比较麻烦,而且遇到恶劣路况不能迅速反应,往往错过了脱困的最佳时机;二是因为分时四驱没有中央差速器,所以不能在硬地面(铺装路面)上使用四驱系统,特别是在弯道上不能顺利转弯。

  一般情况下,车辆并不是长时间处于四驱状态,正常行使状况下,采用的是两轮驱动,当需要通过恶劣路面时,驾驶员可以通过分动杆把两轮驱动切换成四轮驱动,让四个车轮都提供驱动力,从而提高车辆的通过性能。分时四驱对于驾驶员的要求比较高,要求其能正确的预判道路情况。

  全时四驱

  全时全轮驱动——简称AWD(All Wheel Drive的简写)。字面理解是汽车在行驶的任何时间,所有轮胎均实现独立运动。全时全轮驱动车辆会比两驱车型(2WD)拥有更优异与安全驾驶基础,尤其是碰到极限路况或是激烈驾驶时。理论上,AWD会比2WD拥有更好的牵引力,车子的行驶是依据它持续平稳的牵引力,而牵引力的稳定性主要由车子的驱动方法来决定,将发动机动力输出经传动系统分配到四个轮胎与分配到两个轮胎上做比较,其结果是AWD的可控性、通过性以及稳定性均会得到提升,即无论车辆行驶在何种天气以及何种路面(湿地、崎岖山路、弯路上)时;驾驶员都能够更好的控制每一个行迹动作,从而保证驾驶员和乘客的安全。

  无疑,全时四驱是所有四驱分类中性能最为优异,最符合越野精神的四驱方式,但同时因为其复杂的构成和昂贵的价格也使它远离大多数SUV车主的生活。

  在四驱系统中,差速锁是关键性的一环。我们希望让车主要理清的是差速器和差速锁之间的概念,这两个是完全截然不同的词汇。从世界上第一辆汽车的诞生之后不久,差速器这个东西也就随之诞生了,它存在的意义只有一个——为了汽车能正常转弯。过去的马车两侧车轮是通过一根硬轴链接的,所以两侧的车轮的转速永远是相同的,因为无法差速,转弯的时候内侧的车轮除了滚动摩擦外还会有滑动摩擦,还好马车的车轮是木头做的,耐磨......同理汽车在转弯的时候也会有同样的问题,如果还是采用一根硬轴链接,那么转弯时汽车的轮胎等部件将会受到严重的损伤。差速器的作用就在于允许左右两边的驱动轮以不同的转速运行,目前使用的汽车都是两个半轴的设计,将两个半轴链接起来的就是差速器,有了差速器也就允许两侧车轮有转速差。差速器安装位置是处于传动轴与左右半轴的交汇点,从变速箱输出的动力被分配到左右两个半轴。

  普通差速器由行星齿轮、行星轮架(差速器壳)、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器,直接驱动行星轮架,再由行星轮带动左、右两条半轴,分别驱动左、右车轮。差速器的设计要求满足:(左半轴转速)+(右半轴转速)=2(行星轮架转速)。当汽车直行时,左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态,而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏,导致内侧轮转速减小,外侧轮转速增加。

  由于差速器允许车轮以不同转速转动,所以在泥泞等路面,当一个车轮打滑时,动力全部消耗在飞快转动的打滑车轮上了,其他车轮会失去动力。通俗的话说,差速器是让车辆转弯时候内外轮有轮速差用的,否则车辆转弯就会困难,但是差速器在越野道路上无疑是一个阻碍。因此,在四驱车上,还需配有限制和防止打滑的装置,如差速锁、限滑差速器、牵引力控制系统等。

  限滑差速器的作用是若左右半轴的转速差过大,限滑差速器会锁止普通差速器,让动力能够在左右两侧半轴合理分配。而一些专业的越野车装备四驱装置和差速锁,在抓地力不足的情况下通过手动控制或者电子设备把差速器锁止,此时差速器就不起作用了,动力被平均分配到四个车轮上帮助车辆摆脱困境,关于四驱装置的原理会在之后的文章中做具体讲解。

  差速器诞生后,为了让动力能够正常的传递到那个"静止"的车轮上,就必须有差速锁,它可以将两个半轴进行钢性连接,使其成为一个整体,这样两侧的车轮都可以得到相同的动力,使车辆可以摆脱困境,这就是差速锁的作用。当今主流的差速锁有机械式和伊顿式差速锁。

  机械式差速锁

  机械差速锁的技术简单,生产成本低,但却仍然是迄今为止最为可靠、最有效的提高车辆越野性能的驱动系统的装备。它可以实现两个半轴的动力完全机械式结合,很牢固。但是只有在恶劣路况或极限状态下使用差速锁,在正常行驶时使用会对汽车的轮胎等部件造成严重的损害。

  伊顿式差速锁

  伊顿差速锁也是机械差速锁的一种,当两侧车轮的附着力出现差异时,如果两侧车轮的转速差达到了设定的数值,那么伊顿差速锁将会自动锁止差速器,使得两侧车轮拥有相同的动力,从而使车辆脱困。差速锁和差速器的作用是完全相反的,差速器是让两侧车轮允许有速度差,差速锁是不允许两侧车轮有速度差。

(责任编辑:宋双辉)
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