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全時四驅(qū)和分時四驅(qū)的區(qū)別是什么?

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-07-25 08:49 ? 次閱讀

最近隨著LC150的普拉多再一次改款上市以及新款牧馬人的亮相,全時四驅(qū)和分時四驅(qū)的爭論又被再一次炒熱起來了。各大論壇和問答平臺,不少網(wǎng)友都對著兩個四驅(qū)系統(tǒng)爭吵不斷,激烈的辯論這兩個系統(tǒng)誰才是最牛的。除了一個有時兩腿有時能四腿走路,另一個一直四條腿的區(qū)別,全時四驅(qū)和分時四驅(qū)在使用上還有什么差別呢?

全時四驅(qū)與分時四驅(qū)結構區(qū)別

首先這里討論的是硬派越野車或者SUV的四驅(qū)形式,至于高級的四驅(qū)轎車在此不作為更多深入的討論。

最近中規(guī)版的普拉多上市,除了外觀內(nèi)飾的變化外,最重要變化是將全時四驅(qū)變?yōu)榉謺r四驅(qū)。這引來一大片網(wǎng)友的吐槽辱罵,時代的退步、豐田區(qū)別對待中國人、減配等一系列不理性的言論。其實全時四驅(qū)和分時四驅(qū)的實質(zhì)差別有哪些呢?同時用起來又會怎么樣?

全時四驅(qū)顧名思義就是任何時候四個輪子都是有驅(qū)動力的。輪間有大伙都非常熟悉的開放式差速器,那至于軸之間也需要中央差速器。大伙可能覺得奇怪,為啥中央需要差速器呢?前后軸不是同樣的動力分配么?

事實上,車輛在拐彎的時候每個車輪都走著不一樣呀的軌跡,左右車輪當然走不一樣的路線,即便同一側(cè)的前輪和后輪走的路線也不一,前輪主動后輪隨動。因此全時四驅(qū)車型動力傳達到每個車輪都需要自動調(diào)節(jié),若鎖定在一個比例后,前后軸之間沒有差速將會無法拐彎。因此全時四驅(qū)中央必定要有差速器,確保前軸和后軸可以存在速度差。

普拉多的全時四驅(qū)車型中央配備托森差速器。托森差速器全稱為扭矩感應自鎖式差速器TORQUE SENSITIVE,TORSEN便是這兩個英文的縮寫。托森差速器幾乎為全時四驅(qū)車型的精髓所在,通過蝸輪和蝸桿的機械原理實現(xiàn)的動力的分配。蝸輪無法驅(qū)動蝸桿的原理實現(xiàn)互鎖。

當一側(cè)車輪或前軸打滑,另一側(cè)車輪或后軸靜止時(后文討論的是托森中央差速器,托森作為輪間差速器較少),托森差速器依靠蝸輪和蝸桿的自鎖結構,能夠瞬間對驅(qū)動輪之間的阻力差進行反饋,分配扭矩輸出,而且扭矩輸出是線性的動態(tài)分配,能夠在一個相對范圍內(nèi)對動力輸出進行調(diào)節(jié),大概在25%至75%自動調(diào)節(jié)。

如何達到自鎖,其原理就是利用蝸輪和蝸桿的摩擦力矩,摩擦力矩是由蝸輪和蝸桿的嚙合角度、摩擦角度和旋轉(zhuǎn)角度決定的。假設當前前軸空轉(zhuǎn),后軸不轉(zhuǎn),前軸的蝸桿會帶動前蝸輪轉(zhuǎn)動,前蝸輪通過常嚙合直齒帶動后蝸輪轉(zhuǎn)動,后蝸輪本應該要驅(qū)動后蝸桿。此時后蝸輪驅(qū)動后蝸桿的摩擦力矩非常大,反過來限制后蝸輪的轉(zhuǎn)速,進而抑制了前軸的空轉(zhuǎn)。事實上差速器的殼體一直在轉(zhuǎn)動,當前軸的空轉(zhuǎn)被抑制之后,后軸只能隨著殼體轉(zhuǎn)動,從而脫困。

由于托森差速器為純機械的結構,當車輛需要拐彎的時候,前、后驅(qū)動軸出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速差,由于轉(zhuǎn)速差并不是太大,可以通過嚙合的直齒圓柱齒輪相對轉(zhuǎn)動,使一軸轉(zhuǎn)速加快,另一軸轉(zhuǎn)速下降,實現(xiàn)了差速的作用。注意的是,此時依舊前后軸有動力分配,前軸:后軸動力分配大概為25:75-75:25之間連續(xù)變化,而且反應非常迅速,幾乎不存在滯后。因此配備的托森差速器的全時四驅(qū)面對鋪裝路面和混合路面時,動力分配非常游刃有余,整體的車輛循跡性表現(xiàn)有極大的提升。

問題就來了,托森差速器是自動分配動力的傳遞,范圍在25~75%,無法主動進行動力的固定分配。這一點在越野時非常被動,只有75%的動力也無法脫困。還有一種全時四驅(qū)便是中央差速器采用普通的開放式差速器,一旦一個輪子打滑空轉(zhuǎn)后,動力將會全部流失,有抓地力的車輪無法獲得扭矩,從而讓車輛停滯不前。

不管怎么樣,全時四驅(qū)也非常害怕打滑空轉(zhuǎn)的出現(xiàn)。若想通過性提升一個層次,必定要把中央差速器變成硬連接,前后軸動力分配為50:50,如此去攀爬越野才有底氣。

至于分時四驅(qū),從Jeep威利斯便存在四驅(qū)結構這么幾十年甚至小一百年來都沒有明顯變化。除了因電控技術的改進,操縱機構采用電控操作,更加節(jié)約空間外,機械結構并沒有太大的變化。分時四驅(qū)只有兩種驅(qū)動模式,兩驅(qū)或者四驅(qū)(別嗶嗶低速四驅(qū),這也是四驅(qū)),其兩驅(qū)和四驅(qū)的接通方式采用堅固的牙嵌式結合裝置實現(xiàn),實現(xiàn)100%鎖止,并不會有任何滑動的現(xiàn)象或者趨勢。

分時四驅(qū)在四驅(qū)模式下都為硬連接,前后軸都是直接相連,整體轉(zhuǎn)速和扭矩輸出都是固定,屬于剛性連接。由于前后軸都是剛性的連接,必然轉(zhuǎn)速都同步的。因此分時四驅(qū)在轉(zhuǎn)彎時需要通過車輪的打滑吸收轉(zhuǎn)速差實現(xiàn)差速,越急的彎表現(xiàn)越為明顯。若是在抓力非常好的路面行駛,壓根無法拐彎,方向盤打不動。因此分時四驅(qū)無法在抓地力良好的路面暢順行駛。

因此全時四驅(qū)和分時四驅(qū)在機械層面差別就是一個中央差速器。無論是在開放式的中央差速器還是托森扭矩感應自鎖式差速器,全時四驅(qū)可實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的差速,而分時四驅(qū)在四驅(qū)模式下在抓地力良好的路面無法實現(xiàn)暢順拐彎。與其同時,大多數(shù)配備全時四驅(qū)和分時四驅(qū)的車型都搭載了分動箱,能夠?qū)Σ钏倨鬟M行鎖止或者前后軸進行硬連接以及增大齒比達到減速增扭的作用。

全時四驅(qū)和分時四驅(qū)使用上的差異

全時四驅(qū)和分時四驅(qū)就差一個中央差速器,實際使用究竟有多大的影響呢?首先我們對路面的劃分,抓地力良好的路面和抓地力不好路面。這樣子才有研究的意義。

首先摩擦力良好的路面還要四驅(qū)?顯然抓地力好的路面,四驅(qū)系統(tǒng)就是一個累贅。

其一、燃油經(jīng)濟性不佳。全時四驅(qū)不管是哪種方式的中央差速器,在良好摩擦力的路面下都是四輪有動力傳遞。本來可以通過兩輪驅(qū)動,硬要四輪驅(qū)動,無論傳動損耗還是動力分配都不是那么完美。因此,分時四驅(qū)在抓地力良好的路面的燃油經(jīng)濟性要比全時四驅(qū)更高。

其二、加速更慢。這一點估計要顛覆很多人的固有思維。四輪傳動不應該更好傳遞動力轉(zhuǎn)化為有效驅(qū)動力么?的確全時四驅(qū)的確有效減緩起步瞬間的動力過剩的打滑現(xiàn)象,能夠讓靜止起步瞬間稍微快那么一丟丟。然而,還是歸根于傳動效率問題。全時四驅(qū)驅(qū)動肯定要比分時四驅(qū)的兩驅(qū)模式有更多機械損耗,換句話來說四輪系統(tǒng)傳遞到輪子上的力沒有后驅(qū)的大,特別是在全力加速情況下,因為重心后移的出現(xiàn)導致后輪發(fā)力更好。

其三、車輛循跡性。關于操控上,無疑全時四驅(qū)會帶來一定的操控優(yōu)勢,這一點分時四驅(qū)也是無法媲美的。然而,車輛循跡性更大的程度跟輪胎有關系,突破輪胎的極限后即是再牛逼的四驅(qū)系統(tǒng)也沒法挽救。

至于摩擦力低的路面又如何呢?全時四驅(qū)會不會又有更好的表現(xiàn)呢?

先討論的越野路況。這種情況也無需過多的辯論,低摩擦力路面每個車輪非常容易打滑。全時四驅(qū)的動力傳遞為發(fā)動機→變速箱→中央差速器→前、后差速器→驅(qū)動輪。如果全時四驅(qū)沒有中央限滑裝置的話,前后橋即使具備最厲害的輔助裝置,其極限扭矩分配只能達到75:25或25:75左右,并不像機械式差速鎖那樣可以做到扭矩100%向一側(cè)分配(扭矩分配跟摩擦力有關系,沒有摩擦力就是沒有扭矩),所以它的極限性能終究會受到一些限制出,從而造成牽引力不足。

此時帶托森差速器的全時四驅(qū)雖然可自動分配動力,但由于動力也會流失,并不利于越野時候的脫困以及動力分配,更不用說中央開放式差速器的全時四驅(qū),只車輪中無論哪個首先失去行駛附著力,動力將會以此全部流失,導致車輛失去牽引力。因此全時四驅(qū)車型都需要鎖上中央差速器固定前后軸的動力輸出。因此在越野是全時四驅(qū)需要鎖止中央差速器,以防動力的流失。

帶托森差速器的全時四驅(qū)整體結構較為復雜,若沒有中央鎖止機構的話,整體的越野性能并不高。同時由于復雜性無疑大大增加了野外的不確定因素,極限越野時候有所顧慮。然而,中央為開放式差速器搭配鎖止機構的全時四驅(qū)在野外可靠性能更有優(yōu)勢,奔馳G級便是采用這樣的中央差速機構。

那么分時四驅(qū)掛上四驅(qū)后,便是前后動力平均分配50:50,扭矩100%達到前后軸。中央沒有差速器屬于硬連接。由于路面摩擦力較低,差速可以完全由輪胎進行打滑吸收。純粹手動或者電控結合分動箱的分時四驅(qū)保證了強大的越野可靠性。分時四驅(qū)沒有了中央差速器,可讓傳動效率進一步提高。所以說分時四驅(qū)才是越野血統(tǒng)的真正精髓。

綜合來說越野路況,分時四驅(qū)要比全時四驅(qū)更加可靠。然而,低摩擦力路面不單只是越野或是非鋪裝路面。還有一些混合路面,如泥濘或者是冰雪路面等摩擦力不均路面,此時全時四驅(qū)更有優(yōu)勢。

日常行駛的路況連續(xù)的變化,特別是冬季的結冰積雪鋪裝路面或者是時而破損的鋪裝路面等。這些情況路面的摩擦力都是連續(xù)可變,而且摩擦力都是不確定,同時拐彎也是連續(xù)變化。此時全時四驅(qū)的優(yōu)勢就完全發(fā)揮出來,無論是托森差速器還是中央開發(fā)式差速器,全時四驅(qū)都能時刻讓輪子都有驅(qū)動,可稍微提升操控穩(wěn)定性,減少失控的機率。

至于分時四驅(qū)就稍微尷尬了,應該是非常尷尬。由于分時四驅(qū)的四驅(qū)模式下固定動力的分配,在摩擦力高的路況輪胎無法消除差速,導致轉(zhuǎn)向非常困難。即便在摩擦力較低的路面,車輪能夠消除差速,一旦突然進入摩擦力高的路面,便會影響車輛的循跡性。整體來說,分時四驅(qū)的確在這種時滑時不滑的路面,毫無優(yōu)勢,甚至有點影響行駛安全,甚至翻車。

不過分時四驅(qū)雖然缺少的中央差速器,但掛上四驅(qū)后在摩擦力高的路面也不是沒法行駛。掛上四驅(qū)后,直線行駛、緊急變道等小幅度打動方向盤并沒有什么問題,只不過在拐較急的彎,會出現(xiàn)難以打方向的情況。在這種混合路面下,使用分時四驅(qū)系統(tǒng)時需要稍加注意,切勿出現(xiàn)大幅度快速打方向便可。

總結

總而言之,全時四驅(qū)與分時四驅(qū)各有優(yōu)點,同時各自的缺點也沒有達到無法接受的地步。分時四驅(qū)有更高的可靠性能,越野性能也更高,油耗也更低;全時四驅(qū)在路況的適應性更好,對駕駛員要求相對沒有那么高。對于四驅(qū)的系統(tǒng),實際使用上也無需過于介懷,分時四驅(qū)只有極端的混合路面需要費點心之外,也沒有什么不好的。相反全時四驅(qū)在實際城市路況更多是一種負累,為了一時的快感而長期拖著負累行駛,并不值得。你覺得呢?

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