先后后前汽车驱动形式知识全方位解读

发布时间： 2023-12-30 栏目：呼吸阀系列

  说到四驱，一般人第一想到的可能是那些强调越野性能的硬派SUV车型，如Jeep牧马人、奔驰乌尼莫克、路虎卫士等等。的确，四驱本身就是为解决通过性而诞生的，其初期也主要是出现在一些SUV等注重通过性的车型上。而随着四驱系统的发展，四驱系统也不在仅仅是为了追求通过性能，更好的操控性能和安全性能现在也是四驱系统的追求。而装备四驱系统的车型也出现在轿车以及一些注重操控性能的跑车等车型上。

  四驱系统最早诞生于1903年，早期的四驱结构相对比较简单、功能单一，整体显得较为笨重。而随着近百年的发展，现在的四驱系统品种繁多、体积紧凑、智能化程度更高。现在比较有代表性的四驱系统主要有奥迪的Quattro、奔驰的4MATIC、大众的4MOTION、宝马的X-Drive、三菱的SS4、本田的SH-AWD和斯巴鲁的SAWD等。

  在1980年，亮相于日内瓦车展上的奥迪Quattro引起了世界的轰动，原因并不是其棱角分明的轿跑车型，也不是其最大200匹马力的发动机。真正的奥秘是这款车型采用的驱动形式--四轮驱动。在当时四轮驱动技术仅限于越野车，奥迪Quattro的出现开启了民用轿车四驱历史的新篇章，跟着时间的推移奥迪Quattro技术已经历了7代近30年的发展。

  说到Quattro，很多人都会想到托森（Torsen）差速器。而实质上，刚刚诞生的时候，也就是第一代Quattro系统这是采用了3个普通开放式差速器，而到看第二代Quattro，托森差速器才被采用。而最新的一代，第七代Quattro系统也没采用托森差速器，而是用冠状齿轮差速器取代了托森差速器作为中央差速器。

  虽然Quattro系统的中央差速器采用托森差速器，可以很好的将动力分配给前后车轴，但前后轮间差速器采用的是普通开放式差速器，在遇到特殊路况时，依然无法脱困，故在第四代quattro系统中首次加入了“EDL电子差速锁”功能，当单侧车轮出现打滑时，“电子差速锁”可利用液压控制单元对打滑车轮进行制动，有效增强另外一侧车轮的驱动力。

  现在奥迪装备的Quattro系统还是带有托森差速器的，其采用了3个差速器结构，其中托森（Torsen）差速器作为中央差速器，是其核心，而前后轴上的轮间差速器则是普通差速器。如现在奥迪Q5、Q7、A4L和A6L所采用的是第六代Quattro系统，其核心是托森C型中央差速器。在通常情况下，中央差速器以40:60的分配比例将动力传递至前后轴，当遇到特殊路况时，前轮能够准确的通过需要分配到15%～65%的动力，后轮则可以分配到85%～35%的动力。偏向后轮的动力输出特点为车辆提供了更高的操控性能，在直线加速和弯道中这一特点表现的尤为突出。

  说到这里，很多人认为只要是奥迪的四驱车型，其装备的都是Quattro系统，其实这点是片面的。奥迪的Quattro系统一般是采用纵置发动机，而像奥迪Q3、TT等采用横置发动机的车型，其采用的是Haldex四驱系统，负责分配前后桥动力的是电-液控制的多片离合器，这种结构和大众横置平台的4MOTION其实在本质上相同，只是属于奥迪品牌下，才被成为quattro，其实并不是真正的quattro系统。

  与奥迪、大众四驱系统的核心技术是差速器不同，奔驰4MATIC的核心技术是4ETS（4 Electronic Tranction System），一种类似ESP的电控牵引力系统。当ECU收到转速传感器传来的转速信号后计算各车轮的转速与理论转速之间的差值，如果差值在允许范围内，4ETS不进行干预；倘若不在允许范围内，4ETS则利用4通道4传感器的ABS对打滑的车轮进行制动。举个例子，如果单个车轮打滑，4ETS则会将其制动，而动力会平均分配到其余三个附着良好的车轮，也就是说每个车轮基本能分得到33%的动力；如果只有一个车轮的附着良好，那么该车轮能够获得该车全部的动力。

  奔驰4MATIC根据车型的不同，所装配的传动单元也不一样，动力分配也不一样。例如M系列、C系列、E系列等都是采用一个中间多片离合器式差速器，前后采用开放式差速器（普通差速器）；GL系列的与M系列的后桥差速器不一样，也是采用多片离合器式差速器；而越野性能老大G系列则是完全不同的风格前中后三把牙嵌式差速器，并带有中间分动器连接。G系列前后扭矩分配比为50：50，是偏重越野的调校；C、E、S系列则是40：60，是偏重公路的调校；M系列采取中庸的风格，前后扭矩分配为48：52。

  表面上看，4MATIC的机械设备与电子系统并无特别之处，但4ETS与开放式差速器的搭配却起到奇效。首先，4ETS使用ABS已有的回流泵，在每个对角制动回路处开有两个阀门，油液可以反向流动，比一般的ESP靠减油门开度制动的做法快了5倍；其次，由于装载的是开放式差速器，在制动车轮的时候，动力会转移到另外的车轮，动力损失极少；再次，4ETS通常是在低速情况下起到作用，因而制动能量不大，发热量也不多，零部件损耗少；最后，4MATIC装备的净重比其他对手的差速设备都要轻，这对行驶性能和经济性又有一定的帮补。有必要注意一下的一点是当锁止差速器时，ABS会不起作用，也就是说4ETS默认退出，只靠锁止差速器来脱困。同样，进行行车制动时多片离合器式差速器则会自动退出，不影响制动工作。

  4MATIC全四轮驱动系统模块设计紧凑，轻巧，同时在摩擦力上也拥有最优化的表现，对比起其他的全四轮驱动系统来，优势相当的明显：重量，燃油经济性，舒适性以及被动状态下的安全性等方面都表现非凡。取决于发动机的型号，这套全四轮驱动科技的最新产物比起普通后轮驱动系统来只多出了区区66到70公斤的重量。

  宝马xDrive全轮驱动系统的核心技术是由奥地利的马格纳斯太尔研制的分动器，以对扭矩分配进行不间断地调节。xDrive系统根据道路情况不断改变扭矩的分配，向前后车轮传输各自所需要的扭矩，最高可达到40：60的分配比例。

  宝马早期的四驱并不叫Xdrive而是叫ADB-X，它跟奔驰的4MATIC几乎是同时代的产品。从设计和性能上也跟奔驰的4MATIC非常相似。宝马早期的ADB-X四驱系统采用的也是前，中，后三个开放式差速器。动力通过这三个差速器分配给每个车轮，当有车轮打滑时，通过ABS的制动来实现差动限制的。

  后来推出的Xdrive全时四驱系统在ADB-X的基础上做出了很大的改进，在一套多片离合器取代了中央差速器。对前后轴的动力分配，不在是采用ABS制动，而是采用多片离合器的分离和结合来实现差动限制。这套多片离合器由一个液压阀控制，液压阀能产生很大的推力，在电脑的控制下实现多片离合器的分离和结合。当多片离合器分离时，中央差速器按照把动力分配给受阻力小的车轮的原则分配动力，但当车轮打滑时，多片离合器结合，把动力分配到抓地力大的车轮上。

  宝马xDrive车型的最大卖点，并不在翻山越岭、爬石过坑的从容无畏，而在于在冰雪湿滑路面或简单非铺装路面上相比于普通后驱宝马轿车所拥有的更好的操控性、更高的安全性和更强的通过能力。

  大众的4MOTION其实就是大众集团的横置发动机四驱系统的统称，如上面我们说的奥迪Q3、TT等采用横置发动机的车型，其本质上都应该叫大众的4MOTION系统。和奥迪quattro系统一般都会采用纵置发动机不同，大众的4MOTION四驱系统一般是采用横置发动机，其实质就是Haldex四驱系统，负责分配前后桥动力的是电-液控制的多片离合器，而非托森差速器。

  说到4MOTION的历史，就必须将时间拉回到上个世纪40年代。当德国人在开发具有非常出色越野性能车型时，传奇的费迪南德波尔舍博士将点子对准了自己曾经所设计的甲壳虫车型，他利用来自Type 82 Kubelwagen（甲壳虫前身车型）的现成钢管车架，直接将其前后传动轴安置在了车架钢管内驱动两个自锁式差速器，这一创举让该车实现了四轮驱动。40年代初该车真正开始生产，当年六月先头部队即使用该车完成了一次长距离、全天候全路段的测试。

  而到了1986年，第一辆四驱量产车型高尔夫syncro正式推出，其配备的“syncro”四驱系统就是今天4MOTION的前身，当时以硅油粘性耦合器作为限滑传动装置。“syncro”系统虽然响应比较慢，但能较好地把驱动力分配到各个车轮以改善牵引性能，完全满足了冬季驾驶的要求，很适合冰雪湿滑路面使用，深受驾驶者喜爱。

  “syncro”系统采用无中间差速器方式的动力传动，通过黏性耦合器传递到后桥，由于其结构相对比较简单、价格比便宜，降低了整车的制造成本，使Golf syncro成为一般消费的人都买得起四驱车。随着汽车电子化技术的进步和发展，德国大众于1998年引入了瑞典Haldex耦合器，首先装备到第四代Golf，由于模块化设计的Haldex耦合器具有电子化程度高、结构紧密相连、与ABS/ESP协调性好、响应快和可靠性高等特点，很适合对结构紧密相连、发动机前置、前轮驱动的紧凑型轿车进行四驱化，采用Haldex耦合器的四驱系统被命名为“4MOTION”。随着Haldex耦合器结构优化和性能改善，它被陆续装备到了Passat、Sharan、Touareg、Phaeton、Multivan、Caravelle、Transporter和最新的SUV：Tiguan等四驱车型上。

  大众的4MOTION的核心部件是Haldex耦合器，而Haldex耦合器一般被划分到适时四驱中，故大众的4MOTION也被伪全时四驱系统，但其实随技术的发展，采用最新Haldex耦合器技术的适时四驱增加了预载功能，能够最终靠前轮的运转情况来实现预判断，在前轮有打滑趋势之前就预先接通，理论上已经做到与全时四驱类似的效果。另外这种适时四驱还能做到正常行驶情况下，前后轴之间的动力分配恒定在90:10。所以从某一种意义上说，大众的4MOTION还是被划分到全时四驱系统的范畴。

  SS4是三菱超选四驱系统（Super-Select 4WD）的缩写，该系统是一种分时四驱系统。我们前面对超选四驱分动箱做过介绍，而三菱超选（Super-Select 4WD）四驱系统就是指采用超选四驱分动箱的四驱系统。

  因为超选四驱分动箱带有中央差速器，即使在四驱状态下，车辆也能够顺利转弯，故三菱的超选四驱是分时四驱和带差速锁的全时四驱的综合体。当驱动转换开关切换到四驱模式时，装备此种驱动系统的车型就是辆全时四驱车辆，而当切换到两驱状态时则又变成普通的前驱车型。

  三菱的超选四驱所采用的分动杆有4个挡位，分别是：2H、4H、4HLC、4LLC。2H就是分动器在这个挡位时此车采用两轮驱动（后轮驱动），这是普通的干铺路面上采用的行驶挡。4H是高速四驱。但这个4H跟分时四驱上的4H含义不一样，它是有中央差速器调节转速差的四轮驱动而非分时四驱那种前后桥刚性连接的四驱。然后通过电子差速制动来提高干铺路面或雨水路面的主动安全性能和操纵性能。4HLC是前后桥刚性连接的四轮驱动，它的作用跟分时四驱的4H一样，它是把前后桥刚性的连接在一起，提高在松软路面或者雪地上的通过性能。4LLC跟分时四驱的4L一样，就是在4H的基础上采用了超低速越野挡，提高牵引力，来提升无道路条件下的通过性能。也就是说三菱的这套超选四驱，是把全时四驱和分时四驱的优点集于一身。更难得的是，在高配的帕杰罗V77上还配备了后差速锁，它是通过中控台下面一个开关控制的，若需要把后桥刚性连接的话按下这个控制开关，差速锁便锁死了后差速器，将后桥左右车轮刚性连接。

  目前超选四驱有两个版本，黑金刚，老款飞腾装备了型号为SS4-Ⅰ，而帕杰罗V73及其以后的车型则配备了SS4-Ⅱ。

  S-AWC是三菱超级全轮驱动（Super All Wheel Control）的缩写，是三菱根据多年的世界拉力锦标赛的比赛经验，经过多年的技术积累研发出来的电子式动力分配系统。S-AWC是由AYC、ACD、ASC、ABS这四个系统共同组建而成。其中AYC（主动偏转控制管理系统）和ACD（主动中央差速器）是S-AWC的最重要技术构成。

  ACD(Active Center Differential)是主动中央差速器的英文简写，最早出现在大改款的Evolution VII 中。ACD的作用就是通过一个限滑差速器控制着前后轮动力输出，限滑差速器由电子控制液压多片离合器组成。主动中央差速器能适时控制差速器打滑的力量，保证最大牵引力而不可能影响到转向。在直线行驶时，由于前后轮轮速差几乎一样，ACD处于松开状态，保证车辆在加速、制动时保持稳定；过弯时，差速器适度锁止，增加转向响应。ACD会根据车速、转向角度、转向速度由电子控制保证最佳牵引力和转向响应；当需要锁死前后轴的时候，ACD结合。此时连接着中央差速器两个锥形齿轮的壳体轴结合了，也就是说，两个锥形齿轮刚性连接，前后轴不再产生转速差，前后轴动力就成50:50分布，并以此来克服恶劣路面的阻力。

  AYC(Active Yaw Control system)是主动偏转控制管理系统的英文简写，这套系统最早出现在1996年的四代蓝瑟Evolution上。现在的S-AWC整合的是改进后的超级主动偏转控制Super AYC。Super AYC出现在2001年（Evolution VII），可以使两后轮扭矩输出不同，按实际所需要的扭矩输出，满足了车身对偏转控制的需求。这一技术的最高状态是为4个车轮提供对应的扭矩。

  S-AWC正常的动力传递路线为：发动机变速器前桥差速器ACD中央差速器后桥差速器各车轮。而对于驾驶员的操纵及车子的反馈信息的摄取由传感器来完成，转向角速度、节气门开度、车轮转速、纵向加速度和横向加速度通过传感器收集数据反映给ECU，ECU再综合情况做调整，这与其他厂商的四驱系统也无太大分别。

  S-AWC主要是装配在Evolution上，而旗下的SUV欧蓝德EX也有装备。欧蓝德EX上的S-AWC有3种模式可选：柏油、雪地和锁止，而Evolution上的S-AWC也有三种模式可选：柏油、雪地和砂石。由这两者的不同就能够正常的看到Evolution的所有四驱设计面向的目的只有一个：公路拉力。

  本田SH-AWD的全称是Super handling All Wheel Drvie，中文译为超级全时四驱。和其他全时四驱系统一样，SH-AWD由一大堆传感器件、分动装置、差速装置、牵引力控制管理系统（VSA）组成，但其独特之处在于它没有中央差速器和限滑差速器，核心部件是加速装置。

  SH-AWD的前后桥分动装置直接安装在前部的传动桥上，它将一部分扭力分配给前桥，另一部分则通过碳纤维传动轴传递给加速装置。

  加速装置在后桥差速器与传动轴之间，传动轴将扭力传递到位于加速装置，内部包含一组高速离合器和一组低速离合器。直线行驶时它接通的是低速离合器，也就是前后桥的转速是完全相同的；高速转弯时，加速装置会自动切换到高速离合器（靠增速行星齿轮提速），此时后桥的转速被加快了5%。这样设定的作用在于弥补在过弯的时候后桥比前桥减慢的轮速差，相当于后桥主动推着前桥过弯，也会使推头现象减弱。由此得知，加速装置起到的作用相当于中央差速器，只是没有锁止功能，不适宜用在越野车上，但优点是整体质量较轻，公路运动能力大幅度的提升，SH-AWD亦因此而成为首屈一指的四驱系统。

  SAWD是斯巴鲁左右对称全轮驱动系统（Symmetrical AWD）的缩写，顾名思义，左右对称全时四驱就是指传动轴位于车辆底盘中线，前后轮的两侧半轴长度相等。这样设计的目的是让扭力从传动轴经半轴输出到左右车轮的力矩相等，在急加速或转弯时，不会出现前驱车左右半轴长度不等而造成的车身偏转问题，以达到最佳的平衡操控感受，这便是该套系统的魅力所在。

  斯巴鲁在1972年研发完成这套系统的开发工作，并在接下将近三十年的时间里不断对其进行改进和提升。其重要特征是变速器、分动器、传动轴、后差速器都在水平对置发动机(SUBARU?BOXER)后面呈直线型一一对称地排列。这就从另一方面代表着相对于其他的全时四轮驱动系统而言，它的独特性在于它是两侧对称平衡的，设计简单，有较低的重心。此外，如果行驶中有车轮产生侧滑，它还会自动控制前后轮之间的扭矩分配，继续保持行驶的稳定性。

  而左右对称全时四驱系统的工作核心是斯巴鲁的中央防滑式差速器，它能依据各种路面情况提前做出调整，而非反应性地限制车轮滑动。这种实时调整确保车辆即便是在路滑和恶劣条件下，经过一个很急的弯道或高速改向驶入另一条车道以避开忽然出现的障碍时，车辆的反应极其敏捷、自然，并保持车身稳定，不会出现任何危险状况。