爬野坡是SUV,谁都想挑战。
但并不是所有的四驱SUV都有那么好的爬坡能力。
这和车型的四驱系统有关。四驱系统对于爬坡和车辆操控有多重要?
四驱系统,顾名思义,就是把发动机的动力传递给四个车轮。这听起来也是一件很简单的事情。只需在传动系统中增加一些齿轮和传动轴。
就像小时候用的四驱一样,一个分动器和一个传动轴就可以把动力传递给前轮,结构非常简单。当然,最早的汽车四驱系统要复杂一点。
二战期间,运送美国士兵上前线的威利斯吉普是四驱系统的发起人之一。与四驱系统不同的是,两轴之间增加了中央差速器,其动力分配比为503,336,050。这是最原始的四驱系统。
但四驱系统只在越野或低抓地力状态下使用,以摆脱困境,增强牵引力。在正常的道路行驶中,长时间保持四驱状态会降低行驶效率,增加油耗。比如吉姆尼,1.3L发动机的小车身,百公里油耗也能跑13L。
所以随着技术的发展,各种兼职四驱系统逐渐出现。
由全时四驱发展而来的非全时四驱,可以让驾驶者在停车时通过操作分动箱(如上图)的操纵杆来选择两驱、低速四驱、高速四驱等多种驾驶模式。因为是纯机械啮合结构,所以可靠性很高,依然是帕杰罗、LC系列等主流硬派越野车四驱系统的选择。
在不用于越野的四驱系统中,结构非常多样化。
在自动变速器中,行星齿轮结构一直是核心结构,通过调节三个部件的转速来调节前后的动力分配。基于此,托尔森微分诞生了。
托尔森差速器依靠轴向力自锁的功能,获得卓越的响应性、独立动力分配能力和可靠性。在随后的几十年里,纯机械式的托森差速器一直是奥迪quattro四驱系统的灵魂部分,直到quattro ultra用电控多片离合器和爪式离合器取代了托森差速器。
但说到多片离合器,这家伙是很多适时四驱结构中非常重要的部件。那么肯定会有人问:兼职四驱和适时四驱有什么区别?很简单:兼职4wd需要手动控制,机械硬连接;适时四驱系统是自动控制的,很多时候是软连接。
多片离合器的作用是根据前后轮的转速差自动分配动力。这时候就需要另一个得力助手,——硅油。
硅油有一个很大的特点,就是搅拌越快越粘稠,适合在速差比较大的情况下通过粘稠的硅油传递动力。
多片离合器中加入硅油,前后轮转速差较小时,多片离合器中的硅油不会被搅拌,因此不会有动力传递。但是,当一个车轮怠速时,前后轮会有速度差。这时候硅油会被搅拌变得粘稠,然后动力会传递到没有空转的车轮上。
这种适时四驱系统结构简单,但由于传递动力灵活,需要较大的速差才能响应,所以响应速度较慢。多片离合器要想反应快,就不要电控,或者像丰田RAV4房融那样采用棘轮结构。
纯机械四驱系统,带托森差速器的quattro应该算是巅峰之作。但是电气化的到来正在改变这一切。丰田是第一个吃螃蟹的。
在他们刚刚发布的方形MPV Noah/Voxy上,丰田为它安装了后轮轴驱动电机。这款后轮轴驱动电机的最大功率仅为30kW,最大扭矩为84Nm。在国内销售的E-Four SUV车型中,这款后轮轴电机的功率提升到了40-50kW,但依然是t的下降
丰田E-Four后轮轴发动机功率低是由THS结构和原理决定的。在THS系统中,1号电机的发电量较小,需要将部分发电量分配给2号电机。因此,E-4后轮轴发动机的功率甚至更小。
所以这个小马达的职责显而易见。在抓地力较低的路面上,小电机可以根据路况及时调整输出功率,控制车辆过弯时的动作。在高抓地力的路面上,小电机还可以在低转速区间输出动力,使车辆起步更快,其工作原理与适时四驱系统非常相似。
为了提高后轮轴电机的输出功率,混合动力系统将向大功率发电机和大功率蓄电池方向发展。在这方面,比亚迪的DM-i AWD就是代表之一。
DM-i的发电机功率和电池功率远大于丰田THS,也就是说后轮轴电机在行驶时分配的功率远大于E-Four后轮轴电机。
除了在高速巡航时发动机是直接连接的,其他时候DM-i AWD都可以看作是一款四驱增程式混合动力汽车,由两台电机和一台发动机驱动。所以宋加DM-i在充满电的情况下能做到5.9s的零加速,我一点也不奇怪。在我看来,DM-i AWD是为数不多的能兼顾高性能、平顺性、低油耗和低成本的混合动力系统。
前后电机的四驱系统在加速和弯道控制上比机械四驱系统更快。
度更快,同时动力来得更加直接和粗暴,动力分配的自由度也更大。所以理论上纯电动车的四驱系统各方面性能都是要更好的。但是纯电动四驱系统中,也有很多不同的解决方案。
主流的解决办法是前后双电机+前后独立电控差速器。但是对于追求性能的车型,加更多的电机效果会有更大的飞跃。
主动抛弃耕耘多年的机械式quattro系统让所有人看到了奥迪转型电动化的决心,而奥迪拿出的解决方案,是前单电机+后双电机的e-tron S。
加起来一共3个感应异步电机让e-tron S的最大功率达370kW,最大扭矩暴涨至973Nm。但爆炸的动力输出显然不是这套三电机四驱系统的精髓,像机械式quattro一样的迅捷响应和精确控制才是。
后桥双电机能产生高达2000Nm的扭矩差,并能在4毫秒内响应,迅速让车身产生相应的横摆力矩。纵使在多电机和大电池的加持下e-tron S的车重高达2.7吨,但是操控起来一点也没有高车重的味道。
说了这么多,买车的时候到底要不要四驱系统?
一句话:看使用环境和需求。
如果你生活在东北,经常要面对结冰、结霜等低温低抓地力环境的话,四驱系统还是非常有必要的。即使是像被动多片离合适时四驱,或者是丰田E-Four这样的“伪四驱”,后桥分配到的动力还是能帮你在危急时刻脱困的。
但是你如果在南方天天跑柏油路,不会去野外跑山路豁沙漠啥的,多出来的机械传动系统或电机恐怕会成为不必要的负担。
当然,如果四驱系统能提供更好的操控性的话,我还是非常建议大家选择的。