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50万元级别主流SUV的四驱系统什么样?

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发布:liuxianglong 作者: 夏志猛来源: 汽车之家
PostTime:9-11-2017 20:43
本着“不拆明白不罢休”的原则,继上一期拆了一款20万元级别SUV的四驱系统之后,我们今天将拆解升级

以下为文章全文:(本站微信公共账号:cartech8)


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本着“不拆明白不罢休”的原则,继上一期拆了一款20万元级别SUV的四驱系统之后,我们今天将拆解升级,来看看50万元级别主流SUV都是用了什么样的四驱系统?谁都别吹牛,四驱性能如何?下面我们从一个个零件说起!

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 50万元级别主流SUV都有哪些选择?

  50万元左右+SUV=?这显然让你有了不少选择,在搜索栏里加入这两个筛选条件,我们找出了其中18款比较热门的车型。在上一期聊20万元级别SUV四驱系统时,列表里基本上都是采用适时四驱系统的车型,而今天的50万元级别SUV里出现了更丰富的四驱形式,由于它们的定位、平台等不同,在四驱系统形式上有着如下几个“帮派”:

50万元级别主流SUV四驱系统
车型四驱形式
Jeep牧马人分时四驱
林肯MKX适时四驱
大众途昂适时四驱
凯迪拉克XT5适时四驱
雷克萨斯NX适时四驱
雷克萨斯RX适时四驱
路虎揽胜极光适时四驱
路虎发现神行适时四驱
福特探险者适时四驱
宝马X3全时四驱
宝马X4全时四驱
奔驰GLC全时四驱
捷豹F-PACE全时四驱
日产途乐全时四驱
Jeep大切诺基全时四驱
奥迪Q5全时四驱
阿尔法·罗密欧Stelvio全时四驱
丰田普拉多全时四驱/最新款为分时四驱

  18款中全时四驱车型和适时四驱车型几乎各自占据了半壁江山,另外分时四驱系统也有两款。值得一提的是,随着最新款普拉多的上市,其由原先的全时四驱转变为了分时四驱。既然上一期我们在《20万元级别主流SUV的四驱系统什么样?》中详细讨论了适时四驱,因此今天我们就来主要聊一聊全时四驱吧!

● 适时四驱车型像“人”,全时四驱车型像“狗”?

  关于全时四驱(AWD,All-Wheel Drive)与适时四驱(Real Time 4WD)的区别,很多人还是搞不太清楚,在这里引用一个网络上非常有意思的例子:在爬山时,狗狗的动作可以比作是全时四驱,因为它无时不刻都在用四肢前进;而人类更像是适时四驱,在好走的路上用两只脚行走,在艰难的路上则需要手脚并用。虽然这个比喻可能不够严谨,但它能很容易地让人理解两者的区别。

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  除了车尾的“AWD”或者中控屏、液晶仪表盘上的图像指示,其实我们很难从外在来断定一款车是全时四驱还是适时四驱。区别只在于搭载全时四驱系统的车型在任何时刻下四个车轮都有驱动力,而且在差速器的作用下,四个轮子都能以不同的速度独立运转;而适时四驱系统则只在适当的时刻(如湿滑道路、坡道等)四个车轮才同时输出动力,在大多数铺装路面上只由两轮驱动。

   如果单纯按驱动力的分配来划分,其实也不够严谨。目前很多车型虽然采用了常见的适时四驱结构,但前后车轮在任何时刻也都有驱动力,只不过在正常铺装路面行驶时,其前后轴之一(一般为后轴)所获得的扭矩较小,例如供应商瀚德Haldex所提供的第五代适时四驱系统,在正常铺装路面行驶时后轴也会分配5%的驱动力,这样设计的目的是提升两驱切换四驱时的响应速度。因此,如果想要严格地划分适时四驱与全时四驱,我们还需要综合四驱结构、工作方式等各方面因素。

● 全时四驱与纵置发动机更配哦!

  从上面这些车型中我们还发现一个规律,全时四驱与纵置发动机似乎是一对好基友,全时四驱车型基本上都采用了纵置发动机,而一般横置发动机车型上几乎很少与全时四驱搭配(当然也有一些奇葩:三菱EVO、福克斯RS)。

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  之所以全时四驱与纵置发动机是一对好基友,要归结到它们本身的结构因素。横置车型想要将动力传递到后轴,需要利用锥齿轮组进行一次90°的方向转换,其传递效率显然要比纵置车型采用直齿轮组(或者钢带)向前轴传递时低不少。因此,车企们更愿意使用纵置发动机来匹配全时四驱系统。

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  看到这里你可能会对纵置车型的全时四驱结构产生了一些疑惑,它是如何将动力进行180°方向转换而传到前轴?又是如何来进行前、后轴的扭矩分配?其实全时四驱相比适时四驱最重要的区别就在于它——分动箱

● 分动箱一般都有什么技能?

  全时四驱系统的分动箱在哪里呢?一般来说,它会与变速箱一样采用铝合金材质,两者连接在一起的它们不那么容易区别开来,分动箱会与纵置发动机、变速箱依次纵向排列布置在车底。对于全时四驱与适时四驱系统来说,表面看来其分动箱都像一个金属疙瘩,里面到底是什么样的结构?今天我们把它拆开看一看(以下实例为现款大切诺基的分动箱,其来自于大牌供应商麦格纳)。

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

  分动箱,顾名思义其最基础的作用就是将动力进行分流,然后传给前轴和后轴。其实这很像是我们生活中一个常见的五金零件:水管三通,它们都体现了“一进二出”的原理

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

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  除了将扭矩进行前、后分配,有些分动箱内还具有扭矩放大的技能,例如Trailhawk版本的大切诺基只要将“4WD LOW”低速四驱按键按下,就像大力水手吃了菠菜罐头,其输出到轮子上的扭矩会立即增大到2.72倍

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

  拥有扭矩放大功能的车型,在应对一些爬坡路况或者比较艰难的越野道路时会表现得更加从容。此刻,其实分动箱也扮演了一部分变速箱的角色,即通过齿轮机构将传动比进一步增大,才能将输出扭矩提升。具体原理是怎样的,我们下面通过拆解来展示。

2

四驱分动箱拆解

● 这个神秘的“箱子”是如何分配、放大扭矩的呢?

  卸掉分动箱壳体上的一圈螺栓后,我们就像开核桃一样把它分成两半,其内部的齿轮、轴系、链条等机械结构展现了出来。对于这款纵置发动机车型来说,其发动机的动力经过变速箱输入到分动箱,向后桥传递的输出轴与变速箱为同轴布置,而向前桥传递的输出轴为单独一根轴。

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

  前桥的输出轴与变速箱输入轴异轴布置,似乎像是动力总成的“私生子”,但Jeep的这套Quadra-Drive II四驱系统一点都不偏心,其能够在前、后轴之间分别实现0-100%的扭矩传递。它是如何实现分配的呢?我们需要先了解一套多片离合器式限滑差速器。

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

  多片离合器的压紧与释放决定了前后轴的扭矩分配,那么是谁来驱动它们的呢?其实是一套凸轮轴与滚珠坡道机构的结合。执行电机通过轴系驱动凸轮轴,凸轮轴的旋转会带动摇臂转动,一对摇臂内部设计有滚珠坡道机构,转动的同时其两者之间的轴向距离会变化,从而起到了压紧多片离合器的作用。

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

  前面提到了分动箱不仅有分配前后轴扭矩的作用,还有扭矩放大的功能,其根本原理是通过行星齿轮组进行了一挡减速,就像变速箱一样将传动比进行提升,增大扭矩输出,因此在分动箱里你也能看到类似手动变速箱里的拨叉结构,它用来推动齿圈控制行星齿轮组的接入与断开。

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

  也就是说车辆低速四驱模式下,其扭矩放大的倍数便是由这套行星齿轮组的减速比来决定的。除了这些齿轮、齿轴、链条以及多片离合器,分动箱内还设置有油泵、油管来保证这些部件的润滑效果,以及一些传感器来检测分动箱的工作状态。

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

  一套完整的四驱系统除了分动箱还有半轴、中央传动轴、差速器、差速锁、控制系统等一系列零部件,要了解一款车四驱系统的硬件水平,我们就不能不提下面这一对小伙伴。

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差速器/差速锁/滑轮组测试

● 差速器与差速锁都是什么鬼?

【聊聊主流的3种差速器】

  差速器和差速锁,一字之差让很多人常常把它们混淆在一起,其实两者的作用差别还是很大的。先来说差速器,每一款车上都有差速器,简单来说它允许了左右两个车轮(或者前后轴)之间出现转速差,使车辆顺利地转弯。目前最常见的就是下面这种对称式锥齿轮差速器,它属于开放式差速器,常常被用于轮间。

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- 下面这段视频能让您更清楚地了解开放式差速器的原理:


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  虽然开放式差速器在车辆转弯过程中发挥了巨大的作用,但它也有一个弱点。当一个车轮陷入泥潭后失去附着力时,发动机输出的全部功率都会浪费这个空转车轮上,而另外一侧的车轮却得不到足够动力来帮助车辆脱险。因此,为了提升车辆的通过性和防滑性,目前很多车型都将电子限滑作为了基础功能,它依靠制动系统来限制空转的车轮,达到合理扭矩分配的效果,并且衍生出一套更全面、更安全的ESC车身稳定控制系统。

  在开放式差速器的基础上,还有很多车型升级为多片离合器式限滑差速器LSD(Limited Slip Differential),它既能用于轮间限滑,也能用于前后轴之间的限滑。当左右车轮出现较大的转速差时,多片离合器组会锁止左右两个车轮的相对转动(前后轴之间的多片离合器式限滑差速器也是同样的道理),因此其相比基于刹车系统的限滑效果更好。

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- 多片离合器式限滑差速器原理视频如下:


更多精彩视频,尽在汽车之家视频频道

  在50万元级别主流SUV里,中央差速器采用多片离合器式限滑差速器并不值得一提(前一期《20万元级别主流SUV四驱解读》里我们也介绍过它),其部分车型如普拉多和Q5还配置了机械性能更强的托森差速器,绝大多数托森差速器都应用为前后轴之间的中央差速器。

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  不得不说托森差速器是一个奇葩且巧妙的结构,它虽然被称为差速器,但也能纯机械地进行锁止,而且在前、后轴出现转速差的瞬间便能实现咬合,锁止速度非常快。虽然基于刹车的电子限滑系统和多片离合器式限滑差速器,它们都能在一定程度上锁止左右轮或者前后轴之间的相对转动,但从传递扭矩和可靠性的角度来说终归不如这种齿轮组之间机械式的咬合。

- 托森差速器原理视频如下:


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  由于托森差速器结构相对复杂,制造成本较高,有专利壁垒,而且分配扭矩不能像多片离合器式限滑差速器那样自由,所以一些偏向城市属性的SUV车型并没有使用它。

【差速锁代表着SUV的“野”性】

  既然我们将预算放在了50万元级别,那么就有必要来聊聊差速锁了,在上述列举的SUV中大部分偏向于城市用途,其中也有一些天生比较“野”的车型,它们都配备了差速锁,例如Jeep牧马人、日产途乐和丰田普拉多。

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  目前常见的主流差速锁有伊顿式和牙嵌式两种,它们都能机械性锁止前后轴或者左右车轮。前面提到的牧马人、途乐和普拉多都采用了牙嵌式差速锁,其相比伊顿式来说控制更加自由,伊顿式差速锁不能手动控制,只能等转速差产生后才能进行锁止,反应速度略慢。

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- 伊顿式差速锁原理视频如下:


更多精彩视频,尽在汽车之家视频频道

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  差速锁锁止之后,车辆的左右车轮或者前后轴就会变成纯粹的刚性连接,因此在越野路况下有着更强悍的可靠性。差速锁的性能与SUV的越野性有着直接的联系,在更高级别的越野车型中,你会看到更全面的差速机构,例如奔驰G级不仅轴间使用了牙嵌式差速锁,前后桥轮间也各有一把同样的差速锁。因此,“越野强不强,先看它有几把锁”这句话也是有一定道理的。

● 四驱滑轮组测试结果

  还是那句话“是骡子是马拉出来遛遛”,硬件配置高不完全代表四驱性能就强大,所以我们把这些SUV拉上了滑轮组测试。按照我们常规的测试流程,会进行前后轮单独着地、交叉轴测试、单个车轮着地等几项测试。

Jeep(进口) 大切诺基(进口) 2017款 3.6L 旗舰尊耀版

50万元级别SUV四驱滑轮组测试结果
车型交叉轴三滑轮组/一个前轮着地三滑轮组/一个后轮着地
Jeep牧马人通过通过通过
林肯MKX通过通过通过
大众途昂通过未通过未通过
凯迪拉克XT5[文章纠错]

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