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奔驰、宝马、奥迪、大众四驱系统大比拼 (二)

发表日期:2007-12-03 摄影器材: 点击数: 投票数:
● 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 ★★★★★



奥迪和大众虽然是“一家人”,但是在四驱技术上并没有实现共享。大众有着自己的四驱方式4Motion,这跟奥迪的Quattro截然不同。大众4Motion 并非大众自己开发,而是与瑞典的四轮驱动开发商Haldex合作开发的。
● 大众4MOTION:
所谓合作也就是大众提供车型设计数据和数字模型给Haldex然后由Haldex亲自操刀设计匹配,最后生产出总成由大众直接采购。这种模式很常见,Haldex不但给大众提供这种四驱系统,瑞典的VOLVO也是采用的Haldex提供的类似产品。
大众之所以不能直接应用奥迪成熟的四驱技术,笔者认为这主要跟大众的传动方式有关。我们知道奥迪和大众的主打车型虽然都为前驱,但奥迪主要以纵置发动机为主,而大众则是以横置发动机为主。
前面我们说过,奥迪的Quattro之所以能够设计得紧凑,主要归功于它的前纵置发动机布置。但大众的横置发动机显然不能满足Quattro在布置上的需求。而最早为VOLVO设计四驱系统的瑞典Haldex公司提出的解决方案正好对准了大众的口味,因为VOLVO全系列车也是采用的前横直发动机平台设计。
『大众4Motion系统』 事实上,大众4Motion跟早期的奔驰4MATIC非常类似。它并非完全意义上的全时四轮驱动,它与奔驰第一代4MATIC最大的区别就是4MATIC在正常情况下以后轮驱动为主而大众4Motion则是以前轮驱动为主。正是因为横置发动机的设计,使得大众无法给旗下的车型装配中央差速器(因为结构上不允许),所以4MOTION只能从前驱动桥引出一根传动轴把动力分担给后轮。
不过,我们知道,刚性地把前后桥动力连接起来是不能的,因为会产生转向制动,但在这种情况下又不能布置中央差速器,所以大众的解决方案就是在后转动轴的末端(接近后差速器处)安装了一个电控液压多片离合器。
这个多片离合器的输入轴上加工了许多花键,然后安装了很多离合器片;输出轴与壳体相连,壳体内侧也安装了很多离合器片,在强大的液压的作用下,活塞可以横向推动离合器片接合,并产生强大的摩擦力,从而把动力传递给后轮。而液压则是完全通过电脑对电磁阀的控制实现控制的。
所以这一切又归结道ECU电脑上来了,四个车轮上与ABS共用的转速传感器检测到前轮有打滑倾向时,它会迅速的产生一个命令信号通过CAN-BUS总线系统(汽车上电脑与各种伺服器和传感器之间的通信系统)传递到控制液压的电磁阀上。一旦电磁阀打开,液压则被接通,那么活塞有了足够的力量推动离合器片接合把动力传递给后轮。
前轮的动力被分走了,分给了有足够抓地力的后轮,那么打滑和失控的危险也就摆脱了。所以大众4MOTION是一套很被动的四驱系统。虽然一切都由电脑来完成,在操作上跟全时四驱没什么两样,但本质则与分时四驱差不多。
 
大众4MOTION
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 ★★


总得来说,这四个德国厂商的四驱技术基本上涵盖了现在市面上比较常见的四驱技术,如果单从性能和可靠程度来看,奥迪的Quattro就是当之无愧的“冠军”。宝马Xdrive注重公路性能,奔驰4MATIC在总体调校上注重通过性能,大众4Motion注重经济性能,而奥迪的Quattro则是不惜代价的追求完美性能。
『宝马X5 3.0si』 从这些四驱技术的使用车型来看也很容易理解这些特性。比方说,宝马把Xdrive作为X3和X5上作为宣传的卖点,给人们灌输的是高公路性和高操控性的思想。当然在宝马的3系和5系上都有Xdrive的配置,不过并不常见,因为这只是针对北欧和北美一些天寒地冻的地区的需求才推出的配置。所以Xdrive的主打车还是X3和X5。
『奔驰M级 ML63 AMG』 奔驰一直对机械技术比较低调,4MATIC并没有作为拼命宣传的卖点,对于造纯种越野车奔驰G级出身的奔驰车厂在旗下SUV(ML和GL)的四驱系统设置上偏向通过性也是完全可以理解的,这也避免了根BMW的正面交锋。而一直强调突破科技-启迪未来的奥迪公司,一直以来都致力于独特技术的研发。ASF全铝车身,multitronic无极变速等都是奥迪不惜成本率先研发出来的高科技技术。那么把昂贵精密的托森差速器用作全时四驱的中央差速器也就不奇怪了。
『高尔夫 1.6 自动舒适型』『新宝来 HS 1.6手动豪华使用4motion系统』『PASSAT 1.8T MT搭载4motion系统』 大众使用4Motion的车型主要是高尔夫系列,高尔夫是经济型民用A级小车,所以牺牲一些行驶性能换来制造成本优势和燃油经济性也都能被人理解了。不过这里还有一个小插曲,奥迪A3和TT虽然在进气格栅上都挂着Quattro的徽标,但采用的并不是托森差速器式全时四驱,而是与高尔夫相同的4Motion四轮驱动。
这是因为A3和TT都是与高尔夫共平台的产物,并非奥迪的纯正血统。发动机与高尔夫一样都为横置,所以四驱系统也就不得不拿来大众的4Motion了。
● 总评价:
奔驰4MATIC 宝马Xdrive 奥迪Quattro 大众4MOTION
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 ★★★ ★★★ ★ ★★★★★
经验评价 ★★★ ★★★★ ★★★★★ ★★

作者:小五

《奔驰、宝马、奥迪、大众四驱系统大比拼 (二)》


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