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奔驰、宝马、奥迪、大众四驱系统大比拼

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  对于宝马Xdrive来说,它比奔驰的做法显得更聪明,这也是Xdrive比4MATIC诞生得晚的原因。其实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,不,可以说是完全一样。

宝马Xdrive:

汽车之家

『宝马的轿车中Xdrive并不常见』

  宝马早期的ADB-X四驱系统采用的也时前,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,也时通过ABS的制动来实现差动限制的。正因为有了ADB-X在公路高速行驶性能上的不足,在后来推出的Xdrive全时四驱系统上做出了很大的改进。其解决办法就是在中央差速器上安装了一套多片离合器。

  对中央差速器的差动限制比较独特,不是采用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。

  这些都是在分动箱里面通过调节多片离合器的结合力度来调节动力分配的,所以不需要频繁制动就能实现前后车桥的动力的合理分配。这样正好解决了4MATIC在高速行驶下的动力分配损耗问题。有了这套多片离合器,就可以实现一个4MATIC很难实现的功能,就是在汽车加速时把更多的动力分配给后轮。

  我们知道,汽车加速时特别是急加速时,由于重心会后移,后轮的负载增大,那么后轮能获得的抓地也就更大,最好的办法就是让后轮获得更大的动力,这样能够在加速时获得更多的有效牵引力。Xdrive正好能实现此样的功能,而且在高速行驶和急加速时也不会有制动系统的介入,不会有过多的能量损耗。不过还有一种全时四驱做得更绝,他能主动的根据需要分配动力,而这一切都是通过纯机械来完成的,这就是奥迪的QUATTRO。

宝马Xdrive
公路性 ★★★★
通过性 ★★★★
主动安全性 ★★★★
响应速度 ★★★
机械损耗 ★★
可靠性 ★★★
成本优势 ★★★
总体推荐值 ★★★★

奥迪Quattro

『Quattro的优异性能最早在拉力赛上展现』 

  Quattro一直以来都是奥迪宣传的重点,性能方面自然有过人之处。它最早被采用在八十年代的奥迪S1拉力赛车上。当时S1属于拉力B组的比赛,B组是当时全世界拉力赛车中改装几乎不受限制的组别,所有的赛车都配备了超大功率的发动机,平均功率都在500匹左右。

  在这样大的动力的作用下,两个驱动轮显然是不能发挥性能的,因此当时B组的赛车基本上都采用了四轮驱动,而奥迪采用的Quattro四驱,让它的S1赛车所向披靡。正因为在拉力赛运动中不俗的表现,使得奥迪对它的Quattro技术更有信心。

  90年代以后在奥迪的民用车上广泛采用。现在几乎6缸以上的奥迪车都把Quattro作为标配。我们熟悉的奥迪100轿车就配备过Quattro四驱系统。经过这么多年的发展,奥迪一直沿用着这一独特的四驱技术,其可靠性已经非常成熟。

  其实,说奥迪的Quattro四驱独特,主要是因为它的中央差速器设计非常独特。奥迪Quattro采用的是托森中央差速器。从图上可以看出奥迪四驱系统的中央差速器(托森差速器),前转动轴,前差速器都是集成在变速箱的壳体里面的,这样的设计结构非常紧凑,也为乘员舱腾出了空间。

  能这样紧凑主要归功于奥迪独特的发动机布置方式。我们知道大众-奥迪集团的传统就是前纵置发动机前轮驱动的设计,整个发动机布置在前轴之前,而变速箱刚好布置在前轴之后,前车轴刚好从变速箱底部穿过。

  这给差速器的布置带来了好处,也因此才可以把四驱系统最占地方的中央差速器,前差速器和前传动轴集成为一体。所以结构紧凑是奥迪Quattro的一大优点,紧凑的结构带来的是更高的传动效率和更轻的整备质量。

  不过要想了解Quattro四驱在性能上的优越性,我们不得不提托森差速器的优越性。因为Quattro的四驱性能在很大程度上是因为托森差速器的独特才能实现的。托森差速器与普通开放式差速器有很大的区别。它虽然也是采用的行星齿轮结构但所有的部件都跟开放式差速器不同。

  托森差速器主要由蜗杆行星齿轮,差速器壳体,前输出轴和后输出轴四套大部件组成。发动机输出的动力直接用来驱动托森差速器的壳体(途中的动力输入齿轮与壳体相连),壳体的转动会带动三组蜗杆行星齿轮转动,行星齿轮与壳体之间是由直齿连接的,与前后输出轴之间是由蜗杆连接的。

  这样动力可以顺利的通过行星齿轮分配给前后输出轴从而能够驱动前后车桥。正是因为行星齿轮的蜗杆设计,让它具备了一个自锁死功能。注意这一全套机构都是纯机械联动的没有任何电子设备的介入。蜗杆齿轮的动力传输特性刚好跟普通开放式差速器的直齿行星齿轮相反,它能自动的把动力分配给受阻力较大一侧的输出轴(车轮)。

  因为当有车轮打滑时,也就是说有车轮即将失去抓地力时,蜗杆行星齿轮会相互咬死,让动力无法传递给打滑的车轮,从而自动分配给了仍然有抓地力的车轮,而且这一切都是线性调节的,车轮打滑得越厉害,获得的驱动力越少,相反抓地力越大的车轮获得的驱动越多。这正是我们所需要的。
 
  托森差速器常被称为扭矩感应式差速器,它的灵敏程度是可以通过在设计时调节蜗杆齿轮斜齿的斜度来调整锁死扭矩的。我们知道汽车在转弯时由于前后车轮的运动圆弧不等长,所以也会造成转速差。

  此时动力分配并不平均,不过这时可以通过方向盘转角与四个车轮转速计算出是否在正常转向的转速差范围的。然而托森差速器的灵敏度是固定不变,那么在匹配托森差速器时,必须要考虑转向带来的转速差问题,因为此时不能让蜗杆齿轮咬死,否则会损坏传动系统,降低传动效率,甚至产生转向制动。那么蜗杆齿轮的齿形斜度必须依据转弯时的前后车轮转速差来匹配,也就是说在转弯时(前后车轮转速差较小时)不能发生锁死情况。

  在直线行驶状况下托森差速器是前后50:50平均分配动力的,此时差速器壳体里面的行星齿轮自身并不转动。当汽车加速时,由于后轮附着力增大,托森会自动向后轮分配更多的动力来获得更大的有效牵引力。

  同样的道理,当汽车加速出弯时,后轮附着力增大,它会自动地把稍多的扭矩分配给后轮,这相当于一种偏向后轮驱动的全时四驱,我们知道后轮驱动的汽车能有更高的弯道操控极限和更高的过弯速度,那么托森刚好满足了这种需求。当车轮打滑时,由于转速差很大,托森又会把更多的动力分配给未打滑的车轮让汽车摆脱困境。

  所以总的来说拥有托森中央差速器的奥迪Quattro是一个既兼顾公路性能又兼顾通过性能的全时四驱。最难能可贵的是它没有借助任何电子设备,而是通过精妙的纯机械设计来达到这些性能上的需求,所以奥迪Quattro四驱有着极高的响应速度,这给公路行驶带来很大的好处。

  从另外一个角度来看,因为它是主动分配动力的,不需要通过传感器和电脑的分析判断,而且纯机械结构带来的是超高的可靠性和耐用性,这对需要通过性能的SUV是非常有好处的,Q7正是拥有这种设计的SUV。

  笔者认为托森差速器几乎可以成为20世纪继转子发动机以后精妙机械设计的典范。不过正是因为这套机构的精妙,导致其需要非常高的加工精度、制造工艺和高强度的材料才能保证其性能的发挥,所以成本非常之高。

  奥迪Quattro之所以没有在前后差速器上都采用托森差速器,估计也是出于成本的考虑。

  奥迪对左右车轮打滑的处理方式则是跟奔驰4MATIC和宝马Xdrive一样,应用了EDL电子差速制动来实现对打滑车轮的差动限制。不过对于一台全时四驱的汽车来说中央差速器是最重要的传动机构,因为它直接负责分配动力给前后桥,如果没有它,前后差动限制做得再好也意义不大。

  所以采用了托森差速器作为中央差速器的Quattro在四驱性能上已经可以算领先对手了。
 
奥迪Quattro
公路性 ★★★★★
通过性 ★★★★★
主动安全性 ★★★★★
响应速度 ★★★★★
机械损耗 ★★
可靠性 ★★★★★
成本优势 ★
总体推荐值 ★★★★★

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