玩儿转四驱——各类车型之四驱知识

独语斜阑

（1） 四驱基础知识讲解
四驱，是一个很值得讨论的话题，我们在大街上经常能看到贴着4×4或AWD商标的汽车。相信“四驱”这个概念在每个网友心里都有不同的解释，其实很简单，就是四个车轮都有动力的车就是四驱汽车。但是要是再往进一步说，四驱车的结构都是一样的嘛？为什么有些恶劣地形有的四驱车能过去有的四驱车过不去？发烧级的四驱车仅仅是外观比较威猛？如果您对这些问题还有疑问，不用着急，在这里可以让您对四驱的一切变得明晰。


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这里包含了所有在国内销售的拥有四驱车型的品牌以及旗下车型介绍，各种品牌生产的四驱车型的区别和优势我们也会通过详细的讲解得以体现。这些文章会在2010年之内陆续上线，为喜欢四驱的您更加了解自己的爱车，为想买四驱车的您提供更专业的参考。

    在介绍每款四驱车型的详细介绍之前，汇总了一份比较基础的关于四驱的知识，以便对四驱不太了解的网友对四驱有个初步的了解，同时也是为了在之后阅读四驱文章有模糊感念时可以方便查询。

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一、差速器/差速锁——不能混淆的基础概念！
①
差速器
    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。为了解决这个问题，当今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。


『直行状态下差速器不工作』
『转弯状态下差速器工作』

[ 本帖最后由 独语斜阑 于 2011-10-5 20:24 编辑 ]

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能达到实现两侧车轮转速不一样，最重要的是差速器里面的一组行星齿轮。为了通俗易懂，我们做一个比喻：差速器壳体里面的一组行星齿轮就可以抽象地看作为只有一个齿的“齿轮”，也就是一根棍子，这个棍子可以链接两侧的半轴，并带动两个半轴旋转。注意，这个棍子除了随着传动轴公转，同时还可以自转。如果两侧的车辆受到的摩擦力是相同的，那么这根棍子就不会有自转，即两侧车轮转速也相同；如果有一侧车轮受到的摩擦力大于另一侧，那么这根棍子本身就会发生自转，这样在不改变公转转速的情况加上自转，就可以达到两侧转速不一样的目的。也就是说，如果一侧的轮子被卡死不能转动了，那也无妨，虽然动力依然存在，但这个会自转的棍子就会带动那个没有被卡死的轮子转动。如果再加上更多的棍子，也就形成了齿轮，即行星齿轮，也是差速器的核心部分。当今的汽车通常有一组四个行星齿轮。
优点：可以让车辆正常转弯，允许两侧车轮有转速差；
缺点：在越野路况下差速器会影响车辆的脱困性。
小贴士：一般来说，越野性能的是否优良一般是由两个指标来判断的。
① 通过性：接近角、离去角、车身最小离地间隙越大的车通过性越好。
② 脱困性：在极限路况下能够自救的能力。（有差速锁的车型脱困性较强）
差速器对越野性能的影响：
　　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就是帮倒忙的。
    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。

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详解——

拒绝专业术语！详解汽车差速器构造原理
http://www.autohome.com.cn/drive/200903/57727.html

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②
差速锁

    上面讲的是差速器，那么还有一个经常被人混淆的词汇就是“差速锁”，差速锁这个东西和差速器起到完全相反的作用。也就是不让差速器工作，让两侧的车辆转速相同。
    为什么发明了差速器还不让他工作？这是因为差速器越野路面行驶时就显出了弊端，差速器会成为汽车前进的障碍。比如一侧的车轮卡死另一侧车轮打滑的情况下，差速器就会起作用了，因为差速器的作用就是允许两侧车轮出现速度差，这样，被卡死的一侧车轮仍静止不动，而另一侧车轮则会因为差速器的作用而疯狂的旋转，一侧卡死，一侧狂转，汽车自然也就无法前行。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（牙嵌式），经典车型Jeep牧马人，伊顿式差速锁，经典车型大切诺基。
① 手动机械式差速锁（牙嵌式）
    手动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。

『Jeep牧马人罗宾汉和奔驰G 500均使用的是机械差速锁』

优点：在越野路况可以使车辆所有车轮得到有效动力，在恶劣情况下摆脱困境；
缺点：必须在停车状态下切换。
② 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。
优点：完全自动控制锁止；
缺点：不可手动控制，必须等到转速差出现的时候才起作用，反应速度略慢。

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很多读者可能曾经被差速器和差速锁这两个极为相似的词汇所困扰，看了上面应该会有一些概念了。如果看了上面的解释觉得还是难以理解，索性您就记住一个概念，差速器和差速锁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。记住这个就OK了！

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二、差速器的种类
①
开放式差速器
    顾名思义，开放式差速器就是没有任何限制，可以在汽车转弯时正常工作的差速器，行星齿轮组没有任何锁止装置。
优点：没有特别的优点，因为差速是汽车正常行驶的必备条件；
缺点：在越野车领域，开放式差速器会影响非铺装路面的脱困性。
②
多片离合器式差速器
    多片摩擦式限滑差速器依靠湿式多片离合器产生差动转矩。这种系统多用作适时四驱系统的中央差速器使用。其内部有两组摩擦盘，一组为主动盘，一组为从动盘。主动盘与前轴连接，从动盘与后轴连接。两组盘片被浸泡在专用油中，二者的结合和分离依靠电子系统控制。
    在直线行驶时，前后轴的转速相同，主动盘与从动盘之间没有转速差，此时盘片分离，车辆基本处于前驱或后驱状态，可达到节省燃油的目的。在转弯过程中，前后轴出现转速差，主、从动盘片之间也产生转速差。但由于转速差没有达到电子系统预设的要求，因而两组盘片依然处于分离状态，此时车辆转向不受影响。

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『上图为前、后轴之间的多片离合器式差速器-模型图』

    当前后轴的转速差超过一定限度，例如前轮开始打滑，电控系统会控制液压机构将多片离合器压紧，此时主动盘与从动盘开始发生接触，类似离合器的结合，扭矩从主动盘传递到从动盘上从而实现四驱。
    多片摩擦式限滑差速器的接通条件和扭矩分配比例由电子系统控制，反应速度快，部分车型还具备手动控制的“LOCK”功能，即主、从动盘片可保持全时结合状态，功能接近专业越野车的四驱锁止状态。但摩擦片最多只能传递50%的扭矩给后轮，并且高强度的使用会时摩擦片过热而失效。
优点：反映速度很快，可瞬间结合；多数车型都是电控结合，无需手动控制；
缺点：最多只能将50%的动力传递给后轮，高负荷工作时容易过热。

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③
托森差速器
   
Torsen这个名字的由来取Torque-sensing Traction——感觉扭矩牵引，Torsen的核心是蜗轮、蜗杆齿轮啮合系统，从Torsen差速器的结构视图中可以看到双蜗轮、蜗杆结构，正是它们的相互啮合互锁以及扭矩单向地从蜗轮传送到蜗杆齿轮的构造实现了差速器锁止功能，这一特性限制了滑动。在在弯道正常行驶时，前、后差速器的作用是传统差速器，蜗杆齿轮不影响半轴输出速度的不同，如车向左转时，右侧车轮比差速器快，而左侧速度低，左右速度不同的蜗轮能够严密地匹配同步啮合齿轮。此时蜗轮蜗杆并没有锁止，因为扭矩是从蜗轮到蜗杆齿轮。而当一侧车轮打滑时，蜗轮蜗杆组件发挥作用，通过托森差速器或液压式多盘离合器，极为迅速地自动调整动力分配。
                                             

『托森差速器-结构图』

    当车辆正常行驶的时候，差速器壳P转动，同时带动蜗杆3和4转动，此时3和4之间没有相对转动，于是红色的1轴和绿色的2轴以同一个速度旋转。而当一侧车轴遇到较大的阻力而另一侧车轴空转的时候，例如红色车轴遇到较大的阻力，则一开始它静止不动，而差速器壳还在旋转，于是带动蜗杆齿轮4沿着红色轴滚动，4滚动的同时又带动3旋转，但是3与绿色的车轴2有自锁的效果，所以3的转动并不能带动绿色车轴2转动，于是3停止转动，同时又使得4也停止转动，于是4只能随着差速器壳的转动带动红色车轴旋转，即将扭矩分配给了红色车轴，车辆脱困。

    最核心的装置就是中央扭矩感应自锁式差速器，它可以根据行驶状态使动力输出在前后桥间以25：75～75：25连续变化，而且反应十分迅速，几乎不存在滞后（扭矩感应自锁式差速器的特点在前面也详细分析过），而且有电子稳定程序的支持，更进一步提高了动力分配的主动性。

    简单地说，托森差速器就是一个全自动纯机械差速器，即不需要人为控制+100%可靠的+传动直接的限滑差速器，从某个角度来说是一种很均衡的设计。

优点：能够在瞬间对驱动轮之间出现的阻力差提供反馈，分配扭矩输出，而且锁止特性是线性的，能够在一个相对宽泛的扭矩输出范围内进行调节；

缺点：没有两驱状态；差速器限滑能力有限，动力无法完全传递到有某一车轮。

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④
粘性联轴节式差速器
    粘性联轴节式差速器，这种结构的差速器是当今全轮驱动汽车上自动分配动力的灵巧的装置。它通常安装在以前轮驱动为基础的全轮驱动汽车上。这种汽车平时按前轮驱动方式行驶。粘性联轴节的最大特点就是不需驾驶员操纵，就可根据需要自动把动力分配给后驱动桥。
    粘性联轴节的工作原理，有点类似于多片离合器。在输入轴上装有许多内板，插在输出轴壳体内的许多外板当中，并充入高粘度的硅油。输入轴与前置发动机上的变速分动装置相连，输出轴与后驱动桥相连。

『粘液藕合器式差速器-结构图』

    在正常行驶时，前后车轮没有转速差，粘性联轴节不起作用，动力不分配给后轮，汽车仍然相当于一辆前轮驱动汽车。
    汽车在冰雪路面上行驶时，前轮出现打滑空转，前后车轮出现较大的转速差。粘性联轴节的内、外板之间的硅油受到搅动开始受热膨胀，产生极大的粘性阻力，阻止内外板间的相对运动，产生了较大的扭矩。这样，就自动地把动力传送给后轮，汽车就转变成全轮驱动汽车。
    在汽车转向时，粘性联轴节还可吸收前后车轮由于内轮差而产生的转速差，起到前后差速器的作用。在汽车制动时，它还可以防止后轮先抱死的现象。
更多解释请查看：
拒绝专业术语 浅析四驱车的粘性耦合器
http://www.autohome.com.cn/drive/201003/101414.html
优点：尺寸紧凑、结构简单、生产成本低；
缺点：缺点是反应速度慢，扭矩分配比例小，结合和分离不可手动控制，高负荷工作时因为过热可能会失效。

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三、四驱形式的分类——三大类
①
全时四驱
    全时全轮驱动——简称AWD（All Wheel Drive的简写）。具体的含义是：汽车在行驶的任何时间，所有轮子均独立运动。
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。
    而在驾驶时，全时全驱的转向风格也很有特点，最明显的就是它会比两驱车型转向更加中性，通常它可以更好的避免前驱车的转向不同和后驱车的转向过度，这也是驾驶安全性以及稳定性的特点之一。
    也正因为AWD的存在，为汽车提供了“主动安全、主动驾驶”的机会。目前应有这种技术的厂家已经有不少，这其中包含我们熟悉的奥迪Quattro、大众4motion、奔驰4MATIC、讴歌SH-AWD等等……
    操作方式：直接驾驶；
    代表车型：A4 3.2
FSI
Quattro、大众CC、奔驰S350 4MATIC、讴歌MDX等。

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②
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，这也是越野车或四驱SUV最常见的驱动模式。


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。
    操作方式：车内会特别设计分动装置，有些是分动箱的挡杆，有些是电子的按钮或旋钮；
    代表车型：JEEP牧马人、长城哈弗等。

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③
适时四驱
    适时四驱（Real－Time）——单纯从字面来理解，就是指只有在适当的时候才会的四轮驱动，而在其它情况下仍然是两轮驱动的驱动系统。这个名称是有别于需要手动切换两驱和四驱的分时四驱，以及所有工况下都是四轮驱动的全时四驱而来的。

相比全时四驱，适时四驱的结构要简单得多，这不仅可以有效也降低成本，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。
    前驱平台相对于后驱平台本身就有着诸多优势，如更有利于拓展车内空间、传动效率更高、传动系统的噪音更小等等。这些优点对于小型SUV，特别是是发动机排量较小的SUV来说显得尤其重要。
    当然，适时四驱的缺点仍然是存在的，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。
    操作方式：大多数都在车内设计了单独的按钮，印有“LOCK”字样，而也有些为自动感应式的联通四驱状态，车内无按钮；
    代表车型：奇骏、RAV4、CRV等。

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四、分动箱
    所谓分动箱，就是将发动机的动力进行分配的装置，可以将动力输出到后轴，或者同时输出到前/后轴。特点是：带有分动箱的汽车，都是动力先由传动轴传递到分动箱，在由分动箱来分别传递到前轴和后轴，并且可以在后驱和四驱之间切换，多使用在硬派越野车上。

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①
分时四驱分动箱——硬链接机构
    分时四驱汽车就是平时可以为两驱车，越野路况转为四驱的汽车。分时四驱分动箱是一种纯机械的装置。这种结构的分动箱在挂上4驱模式的时候，前后轴是钢性连接，可以实现前后动力50：50的分配，对于提高车辆的通过性非常有利。另外由于它的纯机械结构，可靠性很高，这对于经常在缺少救援的荒野行驶的车型是至关重要的。即使到现在，仍然有大量的硬派越野车采用这种分动箱。
    但是也正是因为如此，硬链接机构的分动箱少了一个状态，就是用四驱状态在正常道路上行驶。这是由于分动箱接通为四驱模式后，前后车轴的转速就被锁定为相同的了，这时汽车只能保持直线正常行驶，而无法正常转弯，否则代价就是加快对轮胎的磨损，甚至发生危险。

『分时四驱分动箱操作杆——纯手动、纯机械』

    早期的分时四驱是完全靠手动来切换的，当今电动切换的分时四驱装置也纷纷出现在一些硬派越野车上，它的基本原理与手动切换的分时四驱是一样的，只不过所有的切换是通过电机来完成罢了。

优点：纯机械结构可靠性很高；能实现50：50的动力分配；提高汽车的脱困性；
缺点：无差速器，四驱状态下无法转弯；没有同步器，只能在车辆停止时进行切换。

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②
超选四驱分动箱——带有中央差速器
    “超选四驱分动箱”是三菱对其的称呼，它也是一种分时四驱分动箱，结构域普通的分时四驱分动箱相似，但是要多出一个中央差速器来，当挂上4H的时候，不仅能在沙石路面上高速行驶，也能在普通公路上实现公路四驱的功能。而它提供的4HLC和4LLC选项，则是锁上了中央差速锁的四驱模式，这个时候，它与普通分时四驱中的4H和4L的功能是一样的。目前三菱越野车多采用的是这种分动箱。

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『三菱的部分越野车采用的就是超选四驱分动箱』

优点：可以实现前后轴差速功能，四驱模式下也可正常行驶；行驶中可切换二/四驱；

缺点：无明显缺点。

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除了四驱结构之外，在此在补充一下四驱文章中可能会遇到的知识点。
★
交叉轴（炮弹坑）
   
交叉轴是越野时经常会遇到的情况，也就是我们常说的交叉轴行驶。过炮弹坑时前轮和后轮会分别交叉达到最高和最低位置，做这个动作主要是显示汽车的两个性能，如下。

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①
对汽车脱困性的考验（有无差速锁是关键）
   
在交叉轴行驶的情况下，四个轮胎受到的附着力是完全不同的，极限状态下是一对对角的轮子被压缩到极限，而另外一对对角的轮子完全悬空。在这种情况下，有无差前/后速锁就是能否通过的决定性因素。没有差速锁的车型在交叉轴的情况下是无法通过的，因为两侧的车轮附着力不一样，差速器就会疯狂的工作，一侧车轮静止，一侧车轮空转，结果是车辆原地不动，无法脱困。所以说差速锁是通过交叉轴的基本条件，如果在加上强大的动力，从炮弹坑里脱困就不能问题了。
② 对车身钢性的考验
   
一般来说，专业级别的越野车采用的是非承载式车身，这样在通过炮弹坑时就比承载式车身有优势，不会直接地把底盘受到的压力传递给车身，造成车身变形，经典车型有Jeep牧马人。当然也会一些采用高强度承载式车身的专业越野车，比如长丰帕杰罗V73。
关于车身结构请点击以下链接
①
承载式车身：http://www.autohome.com.cn/dic/word.aspx?id=133
②
非承载式车身：http://www.autohome.com.cn/dic/word.aspx?id=134