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短板不短 聊全时四驱与分时四驱利弊

2017-12-15 14:47:45 太平洋汽车
导读:短板不短,聊全时四驱与分时四驱利弊。
        最近随着LC150的普拉多再一次改款上市以及新款牧马人的亮相,全时四驱和分时四驱的争论又被再一次炒热起来了。各大论坛和问答平台,不少网友都对着两个四驱系统争吵不断,激烈的辩论这两个系统谁才是最牛的。除了一个有时两腿有时能四腿走路,另一个一直四条腿的区别,全时四驱和分时四驱在使用上还有什么差别呢?

全时四驱与分时四驱结构区别

  首先这里讨论的是硬派越野车或者SUV的四驱形式,至于高级的四驱轿车在此不作为更多深入的讨论。

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  最近中规版的普拉多上市,除了外观内饰的变化外,最重要变化是将全时四驱变为分时四驱。这引来一大片网友的吐槽辱骂,时代的退步、丰田区别对待中国人、减配等一系列不理性的言论。其实全时四驱和分时四驱的实质差别有哪些呢?同时用起来又会怎么样?

  全时四驱顾名思义就是任何时候四个轮子都是有驱动力的。轮间有大伙都非常熟悉的开放式差速器,那至于轴之间也需要中央差速器。大伙可能觉得奇怪,为啥中央需要差速器呢?前后轴不是同样的动力分配么?

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  事实上,车辆在拐弯的时候每个车轮都走着不一样呀的轨迹,左右车轮当然走不一样的路线,即便同一侧的前轮和后轮走的路线也不一,前轮主动后轮随动。因此全时四驱车型动力传达到每个车轮都需要自动调节,若锁定在一个比例后,前后轴之间没有差速将会无法拐弯。因此全时四驱中央必定要有差速器,确保前轴和后轴可以存在速度差。

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  普拉多的全时四驱车型中央配备托森差速器。托森差速器全称为扭矩感应自锁式差速器TORQUE SENSITIVE,TORSEN便是这两个英文的缩写。托森差速器几乎为全时四驱车型的精髓所在,通过蜗轮和蜗杆的机械原理实现的动力的分配。蜗轮无法驱动蜗杆的原理实现互锁。

  当一侧车轮或前轴打滑,另一侧车轮或后轴静止时(后文讨论的是托森中央差速器,托森作为轮间差速器较少),托森差速器依靠蜗轮和蜗杆的自锁结构,能够瞬间对驱动轮之间的阻力差进行反馈,分配扭矩输出,而且扭矩输出是线性的动态分配,能够在一个相对范围内对动力输出进行调节,大概在25%至75%自动调节。

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  如何达到自锁,其原理就是利用蜗轮和蜗杆的摩擦力矩,摩擦力矩是由蜗轮和蜗杆的啮合角度、摩擦角度和旋转角度决定的。假设当前前轴空转,后轴不转,前轴的蜗杆会带动前蜗轮转动,前蜗轮通过常啮合直齿带动后蜗轮转动,后蜗轮本应该要驱动后蜗杆。此时后蜗轮驱动后蜗杆的摩擦力矩非常大,反过来限制后蜗轮的转速,进而抑制了前轴的空转。事实上差速器的壳体一直在转动,当前轴的空转被抑制之后,后轴只能随着壳体转动,从而脱困。

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  由于托森差速器为纯机械的结构,当车辆需要拐弯的时候,前、后驱动轴出现了转速差,由于转速差并不是太大,可以通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动,使一轴转速加快,另一轴转速下降,实现了差速的作用。注意的是,此时依旧前后轴有动力分配,前轴:后轴动力分配大概为25:75-75:25之间连续变化,而且反应非常迅速,几乎不存在滞后。因此配备的托森差速器的全时四驱面对铺装路面和混合路面时,动力分配非常游刃有余,整体的车辆循迹性表现有极大的提升。

  问题就来了,托森差速器是自动分配动力的传递,范围在25~75%,无法主动进行动力的固定分配。这一点在越野时非常被动,只有75%的动力也无法脱困。还有一种全时四驱便是中央差速器采用普通的开放式差速器,一旦一个轮子打滑空转后,动力将会全部流失,有抓地力的车轮无法获得扭矩,从而让车辆停滞不前。

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  不管怎么样,全时四驱也非常害怕打滑空转的出现。若想通过性提升一个层次,必定要把中央差速器变成硬连接,前后轴动力分配为50:50,如此去攀爬越野才有底气。

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  至于分时四驱,从Jeep威利斯便存在四驱结构这么几十年甚至小一百年来都没有明显变化。除了因电控技术的改进,操纵机构采用电控操作,更加节约空间外,机械结构并没有太大的变化。分时四驱只有两种驱动模式,两驱或者四驱(别哔哔低速四驱,这也是四驱),其两驱和四驱的接通方式采用坚固的牙嵌式结合装置实现,实现100%锁止,并不会有任何滑动的现象或者趋势。

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  分时四驱在四驱模式下都为硬连接,前后轴都是直接相连,整体转速和扭矩输出都是固定,属于刚性连接。由于前后轴都是刚性的连接,必然转速都同步的。因此分时四驱在转弯时需要通过车轮的打滑吸收转速差实现差速,越急的弯表现越为明显。若是在抓力非常好的路面行驶,压根无法拐弯,方向盘打不动。因此分时四驱无法在抓地力良好的路面畅顺行驶。

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  因此全时四驱和分时四驱在机械层面差别就是一个中央差速器。无论是在开放式的中央差速器还是托森扭矩感应自锁式差速器,全时四驱可实现转弯的差速,而分时四驱在四驱模式下在抓地力良好的路面无法实现畅顺拐弯。与其同时,大多数配备全时四驱和分时四驱的车型都搭载了分动箱,能够对差速器进行锁止或者前后轴进行硬连接以及增大齿比达到减速增扭的作用。

全时四驱和分时四驱使用上的差异

  全时四驱和分时四驱就差一个中央差速器,实际使用究竟有多大的影响呢?首先我们对路面的划分,抓地力良好的路面和抓地力不好路面。这样子才有研究的意义。

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  首先摩擦力良好的路面还要四驱?显然抓地力好的路面,四驱系统就是一个累赘。

  其一、燃油经济性不佳。全时四驱不管是哪种方式的中央差速器,在良好摩擦力的路面下都是四轮有动力传递。本来可以通过两轮驱动,硬要四轮驱动,无论传动损耗还是动力分配都不是那么完美。因此,分时四驱在抓地力良好的路面的燃油经济性要比全时四驱更高。

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  其二、加速更慢。这一点估计要颠覆很多人的固有思维。四轮传动不应该更好传递动力转化为有效驱动力么?的确全时四驱的确有效减缓起步瞬间的动力过剩的打滑现象,能够让静止起步瞬间稍微快那么一丢丢。然而,还是归根于传动效率问题。全时四驱驱动肯定要比分时四驱的两驱模式有更多机械损耗,换句话来说四轮系统传递到轮子上的力没有后驱的大,特别是在全力加速情况下,因为重心后移的出现导致后轮发力更好。

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  其三、车辆循迹性。关于操控上,无疑全时四驱会带来一定的操控优势,这一点分时四驱也是无法媲美的。然而,车辆循迹性更大的程度跟轮胎有关系,突破轮胎的极限后即是再牛逼的四驱系统也没法挽救。

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  至于摩擦力低的路面又如何呢?全时四驱会不会又有更好的表现呢?

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  先讨论的越野路况。这种情况也无需过多的辩论,低摩擦力路面每个车轮非常容易打滑。全时四驱的动力传递为发动机→变速箱→中央差速器→前、后差速器→驱动轮。如果全时四驱没有中央限滑装置的话,前后桥即使具备最厉害的辅助装置,其极限扭矩分配只能达到75:25或25:75左右,并不像机械式差速锁那样可以做到扭矩100%向一侧分配(扭矩分配跟摩擦力有关系,没有摩擦力就是没有扭矩),所以它的极限性能终究会受到一些限制出,从而造成牵引力不足。

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  此时带托森差速器的全时四驱虽然可自动分配动力,但由于动力也会流失,并不利于越野时候的脱困以及动力分配,更不用说中央开放式差速器的全时四驱,只车轮中无论哪个首先失去行驶附着力,动力将会以此全部流失,导致车辆失去牵引力。因此全时四驱车型都需要锁上中央差速器固定前后轴的动力输出。因此在越野是全时四驱需要锁止中央差速器,以防动力的流失。

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  带托森差速器的全时四驱整体结构较为复杂,若没有中央锁止机构的话,整体的越野性能并不高。同时由于复杂性无疑大大增加了野外的不确定因素,极限越野时候有所顾虑。然而,中央为开放式差速器搭配锁止机构的全时四驱在野外可靠性能更有优势,奔驰G级便是采用这样的中央差速机构。

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  那么分时四驱挂上四驱后,便是前后动力平均分配50:50,扭矩100%达到前后轴。中央没有差速器属于硬连接。由于路面摩擦力较低,差速可以完全由轮胎进行打滑吸收。纯粹手动或者电控结合分动箱的分时四驱保证了强大的越野可靠性。分时四驱没有了中央差速器,可让传动效率进一步提高。所以说分时四驱才是越野血统的真正精髓。

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  综合来说越野路况,分时四驱要比全时四驱更加可靠。然而,低摩擦力路面不单只是越野或是非铺装路面。还有一些混合路面,如泥泞或者是冰雪路面等摩擦力不均路面,此时全时四驱更有优势。

  日常行驶的路况连续的变化,特别是冬季的结冰积雪铺装路面或者是时而破损的铺装路面等。这些情况路面的摩擦力都是连续可变,而且摩擦力都是不确定,同时拐弯也是连续变化。此时全时四驱的优势就完全发挥出来,无论是托森差速器还是中央开发式差速器,全时四驱都能时刻让轮子都有驱动,可稍微提升操控稳定性,减少失控的机率。

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  至于分时四驱就稍微尴尬了,应该是非常尴尬。由于分时四驱的四驱模式下固定动力的分配,在摩擦力高的路况轮胎无法消除差速,导致转向非常困难。即便在摩擦力较低的路面,车轮能够消除差速,一旦突然进入摩擦力高的路面,便会影响车辆的循迹性。整体来说,分时四驱的确在这种时滑时不滑的路面,毫无优势,甚至有点影响行驶安全,甚至翻车。

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  不过分时四驱虽然缺少的中央差速器,但挂上四驱后在摩擦力高的路面也不是没法行驶。挂上四驱后,直线行驶、紧急变道等小幅度打动方向盘并没有什么问题,只不过在拐较急的弯,会出现难以打方向的情况。在这种混合路面下,使用分时四驱系统时需要稍加注意,切勿出现大幅度快速打方向便可。

总结

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  总而言之,全时四驱与分时四驱各有优点,同时各自的缺点也没有达到无法接受的地步。分时四驱有更高的可靠性能,越野性能也更高,油耗也更低;全时四驱在路况的适应性更好,对驾驶员要求相对没有那么高。对于四驱的系统,实际使用上也无需过于介怀,分时四驱只有极端的混合路面需要费点心之外,也没有什么不好的。相反全时四驱在实际城市路况更多是一种负累,为了一时的快感而长期拖着负累行驶,并不值得。你觉得呢?


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