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[汽车杂谈]详解四轮驱动系统
2005-04-29 18:19:17  21CN游戏频道  杯子  

 

  很多人都以为四轮驱动的汽车可在任何地面上跑,想去哪里就去哪里。实际上这是夸大了四驱车的能耐,就算是我的HUMMER,也不敢单独在野外行驶。开过四驱越野车的朋友可能都知道,在恶劣的路面上,汽车差速器使得每一轴只有一个轮可以得到驱动,而且是在不停地打滑。所以四驱车并非万能车,你必须知道四驱系统是怎么一回事。

  四驱系统分类

  四轮驱动顾名思义就是汽车四个车轮都能得到驱动力。这样一来,发动机的动力被分配给四个车轮,遇到路况不好才不易出现车轮打滑,汽车的通过能力得到相当大地改善。四驱系统主要分成两大类:半时四驱(PartTime4WD)和全时四驱(FullTime4WD)。现时,我们使用的四驱车大多是半时四驱。只要车上有专门的两驱、四驱切换拨杆或按钮,那么,这辆就是使用半时四驱的四驱车。半时四驱是四驱车最常使用的四驱系统,基本型号(一辆四驱车可能有4-6种型号,如Pajero的五种型号的引擎、变速箱和车内饰完全不一样,车价可相差近一倍)的三菱帕杰罗、L300、L400、基本型号的陆地巡洋舰PRADO、LC100、LC70、LC75、美国JEEP、五十铃TROOPER、RODEO、铃木VITARA、JIMNY等都使用半时四驱。半时四驱的使用可分两种状态:一种是两驱,汽车只有两个车轮得到动力,与普通汽车没有区别;另一种则是四驱,此时汽车前后轴以50:50的比例平均分配动力。半时四驱历史悠久,其优点是结构简单、可靠性大,加装自由轮毂(FreeWheelHub)后更加省油。全时四驱是使汽车四个车轮一直保持有驱动力的四驱系统。若要细分全时四驱系统,可分成固定扭矩分配(前后50:50比例分配)和变扭矩分配(前后动力分配比例可变)两大类。全时四驱也有很长的历史,可靠性更大,但其耗油量较大。


  两种四驱系统比较

  半时四驱靠操作分动器实现两驱与四驱的切换。由于分动器内没有中央差速器,所以半时四轮驱动的汽车不能在硬地面(铺装路面)上使用四驱,特别是在弯道上不能顺利转弯。这是因为半时四驱在分动器内没有中央差速器,而无法把前后轴的转速调整所致。汽车转向时,前轮转弯半径比同侧的后轮要大,路程走得多,因此前轮的转速要比后轮快;以至四个车轮走的路线完全不一样,所以半时四驱只可以在车轮打滑时才挂上四驱。一回到摩擦力大的铺装路面应马上改回两驱,不然的话,轮胎、差速器、传动轴、分动器都会损坏。不少半时四驱前轮都可以装上自由轮毂(FREEWHEELHUB),这是一个很好的手动离合器,在不用四驱时,它可以断开前轮与传动半轴的连接,从而把车轮和左右传动半轴、差速器、传动轴、分动器的摩擦力都减去,达到省油和延长CVJOIN(万向节,constantvelocityjoint)和分动器齿轮寿命的目的。又可以降低车内噪声,是一个十分好的设计(WARN和ARB都有这产品给SUZUKI、LANDROVER、HILUX、PRANDO、PAJERO、NISSANCHEROKEE等半时四驱吉普车使用)。所以驾驶半时四驱车必须小心,其四驱不可以在硬路面(铺装路面)上使用;下雨天也不可以用;有冰或雪地则可以用,而一旦离开冰雪路面应马上改回两驱。全时四驱系统内有三个差速器:除了前后轴各有一个差速器外,在前后驱动轴之间还有一个中央差速器。这使全时四驱避免了半时四驱的固有问题(在硬路面不能用四驱的问题):汽车在转向时,前后轮的转速差会被中央差速器吸收。所以,全时四驱在硬路面(铺装路面)、下雨时有更可靠的四轮抓着力,比半时四驱优越。但到了冰雪,沼泽地就必须把中央差速器锁上(否则可能无法前进);回到不滑的硬路(铺装路),马上要把中央差速器锁解开。有些全时四驱的中央差速器比较先进,一般情况下它可以把汽车动力平分给前后轴。当车轮出现打滑时,它会自动把中央差速器锁上。在第一代RangeRover自动变速车型中就可以找到这种设备,它是大众汽车发明的粘性防滑差速器。此系统同时也常被Audi的四驱车所使用。这种系统在小车上表现很好(类似的限滑差速器在现代的四驱轿车上被广泛使用,可有效提高行驶的安全性等),但在大四驱车上,它就没有差速器手动锁来得可靠。所以,新一代RangeRover已不再使用这一系统了。另外,有一些四驱车使用看起来像全时四驱的智能四驱系统。这些系统平时是以前驱为主,当前轮打滑时,动力会部分转移后轮,帮助前轮使汽车行驶(可理解为智能的半时四驱),如本田CRV、HRV等就是使用这种系统(不少平价SUV包括CRV,HRV,凌志RX300丰田RAV4等都可能省去四驱系统而只是前轮驱动,购买时请注意)。这种系统并不可靠,但有新意(一般由前置前驱的轿车系统改进而来)。

  从大四驱越野车的驱动系统来看,我个人喜欢半时四驱和有手动中央差速锁的全时四驱车,其它的智能四驱系统都是没有必要的。因为,时间证明了半时四驱和全时四驱带中央差速锁是最可靠的四驱系统。无可否认,智能四驱系统十分适合小汽车用。因为一般市民开车并不需要了解驱动结构,只要汽车会走就可以了。全自动是最简单的选择。

  现在,有的四驱车标榜可以实现半时四驱和全时四驱的切换,我认为这是画蛇添足,只是车商为了增加新意的做法。如美国JEEP中顶级Cherokee、GrandCherokeeEvolution、日本顶级Pajero3.5GDI等。它们还都有一个共同的缺点,就是不能装上自由轮毂(FreeWheelHub),在用两驱时不能真正起到的省油作用。

  差速器简单说

  前面已多次谈到差速器,可能有人连差速是什么也不太了解。要知道差速器对汽车来说是相当重要的。你必须对它有个认识,否则很难继续深入探讨。

  差速器是把两个传动半轴(传动半轴直接连着左右车轮)连起来,通过齿轮组的特殊设计,两半轴(左右车轮)可以实现不同速度旋转,而不会出问题。差速器是1825年由法国人发明的。它是汽车工业发展中十分重要的一环,要是没有差速器,汽车就无法实现顺利地转弯。由于车子在转弯时左右轮转速不一样,内侧车轮转得慢、外侧车轮转得快,驱动轴如何能传递动力而不干扰车轮的正常转速呢?靠的就是差速器,如果没有差速器,汽车在路面上就不能实现转弯(差速器种类及原理,解释起来需要较大篇幅,在此不冗述)。

  在汽车发明的初期,道路条件很差。所以早在1902年,第一辆四驱车就已经诞生,但由于成本问题,加上CVJOJN万向节还没有达到成熟的地步,所以,四驱车并没有被大量生产。到了第一次世界大战,四驱车的可靠性得到认同,促使军队投入大量资金去制造全轮驱动的汽车。今日,全时四驱已十分流行三差速器的设计,它们可以在硬路(铺装路面)使用四驱系统而不会互相干涉。

 
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