四驱类型/差速器 玩转四驱基础知识篇

【汽车之家技术】随着生活水平的提高，越来越多的人在闲暇时间开车远离城市。

很多时候我们都会碰到路况不好的情况，驾驶爱车穿过障碍也成了一种享受。在摆脱不佳路况时，因为没有四驱系统而挑战失败怎么行？今年，我们将会对市面销售的所有品牌装配四驱系统的SUV车型进行测试。四驱系统也有不同？什么是差速器？差速锁又是什么？在测试前我们有必要了解上面那些名词是什么。

四驱结构可谓历史悠久，早在1900年，保时捷便已生产出世界上最早的电动四驱车型。2年后的1902年，荷兰兄弟Spijker/Spyker设计并生产出了前后轴硬连接的Spijker赛车。从四驱结构诞生之日起便表现出相比两驱车型更好的脱困能力以及更优秀的操控感受，这些优势一直保持至今。

现在，我们选购SUV车型问及销售人员时，他们会把四驱系统作为一项重要配置加以宣传，并不加以区分。实际上四驱系统同样是分为不同形式的，这篇文章就会为您剖析它们之间的区别。

同样是四驱结构的车型，发动机的不同布局也会影响到四驱系统的布置。比如很多纵置发动机四驱车型前后轴中间会加装分动箱，从而控制传递至前后轴的动力。横置发动机四驱车型则很多情况下不会配置分动箱。

● 四驱形式

前面说到四驱也是分为不同形式的，其主要指的是四轮介入时间，从这方面分类，目前市面上四驱可以分为三种形式，即全时四驱、分时四驱、适时四驱。

■ 全时四驱

代表技术：纵置发动机的大众4MOTION、奥迪quattro、奔驰4MATIC等

技术特点：反应速度快、脱困能力强

『部分品牌的高端SUV采用全时四驱』

全时四驱全称为全时全轮驱动，英文写作AWD、4WD等。顾名思义就是车辆在任何状态下，所有车轮均会得到动力。相比两驱以及下面我们要介绍的分时、适时四驱，全时四驱车型通过障碍物能力更强、反应速度更快。因此，全时四驱也被广泛地运用在军事和赛车领域。

■ 分时四驱

搭载车型：Jeep牧马人、丰田FJ 酷路泽、陆风X8、哈弗H5等

技术特点：可靠性强、不同模式切换需要手动操作、反应速度相对较慢、不能在铺装路面使用

分时四驱（Part Time 4WD）是一种驾驶者可以在两驱和四驱之间选择的四轮驱动系统，由驾驶员根据路面情况，通过接通或断开分动箱切换两轮驱动或四轮驱动模式，这也是很多“硬派”越野车常用的四驱形式。

其实现四驱的方法是发动机输出动力通过分动箱传递到前、后轴，通过分动箱实现两驱、高速四驱、低速四驱间的切换。采用分时四驱的车型一般都有2H（高速两驱）、4H（高速四驱）、4L（低速四驱）这几个挡位。

除三菱品牌的超选四驱外，一般的分时四驱系统分动箱里是没有中央差速器的，接通四驱后，前后轴刚性连接，以固定的比值进行动力分配。由于车辆在铺装路面转弯的时候前轮的转弯半径要比同侧的后轮大，前轮的转速就要比后轮快，前后轴的转速不相同，因此会出现“转弯制动”的现象。这种情况会造成分动箱、差速器、传动轴、轮胎等部件损坏，所以四驱模式只适合在一些雪地、湿滑路段或越野时使用，铺装路面行驶应当换回两驱模式。

虽然它具有结构简单，稳定性高的优点，不过缺点同样明显，那就是模式切换时必须车主停车手动操作，且操作步骤较复杂。在遇到恶劣路况时不能迅速反应，往往错过了脱困的最佳时机。同时由于没有中央差速器，所以不能在硬地面（铺装路面）上使用四驱系统，在弯道中也不能顺利转弯。

■ 适时四驱

搭载车型：本田CR-V、丰田RAV4、日产奇骏、马自达CX-5等

技术特点：相比分时四驱，模式切换更智能

适时四驱（Real Time 4WD）是只有在适当的时候车辆才会使用四轮驱动，其它情况下仍然是两轮驱动的四驱系统。相比全时四驱，适时四驱的结构更简单，较适合于前横置发动机前驱平台的车型配备，这使得许多基于这种平台打造的SUV或者轿车有了装配四驱系统的可能。

适时四驱会根据车辆的行驶路况，自动切换两驱或四驱模式，不需要人为操作。这种四驱系统相对于分时四驱系统来说，免去了繁琐的手动操作，缺点是在前后轴传递动力时，受制于结构本身的缺陷，无法将超过50%以上的动力传递给后轴，还有部分适时四驱系统的前后轴间采用开放式差速器，在一些复杂路段行驶时，出现单侧两个车轮打滑时，车辆无法脱困，所以遇到复杂一些的越野路段就无能为力了。

此外，有一点值得注意的是，随着科学技术的发展，现在的四驱分类已经出现日渐“模糊”的特点，比如四驱结构上是全时四驱，但是可以通过挡杆切换，实现分时四驱的功能，三菱帕杰罗便是一个绝好的例子。它上面搭载的超选四驱结构允许车主在车辆时速100km/h以下时，自由切换4H和2H挡位。也就是说，你可以把它理解为在传统硬派分时四驱系统的基础上，加入了可以在铺装路面行驶的高速四驱挡，所以此前对于四驱系统的严谨判定已经不再100%适用。在日后的玩转四驱评测中，您便会发现这个特点。

了解了各种四驱形式后，让我们了解下影响四驱系统工作的重要组成部分。正是有了它，车辆才可以如“丝般顺滑”地拐弯，也正是因为它，车辆可能被困“险境”，它就是差速器。

● 什么是差速器

不知道您有没有仔细观察或者琢磨过车辆拐弯时，车轮的行驶轨迹。在转弯时，左右半轴间的车轮、同侧车身前后车轮的行驶轨迹都是不一样的。如下图这辆右转的汽车，弯道用黄色标记，靠近弯道的蓝色车轮其行驶轨迹要远远小于远离弯道侧的车轮，因此如果两个车轮间只存在一个硬轴相连，那么转弯时外侧车轮就会因为转速差的缘故产生滑动摩擦，这样不仅乘坐舒适性不佳，车辆稳定性不好，还会造成轮胎不必要的磨损，更重要的是会对车辆安全性产生影响。因此，差速器便出现了。

如果两侧车轮没有转速差或转速差不大时，差速器并不会工作。如果两侧车轮转速差过大，那么差速器内的齿轮组会协同工作将内外侧车轮转速差抵消。文字说明比较枯燥，推荐您观看下面这部视频。（视频2分20秒处为您展示了弯道内侧与外侧车轮行驶半径不同，3分30秒处为您展示差速器原理，简单易懂，推荐您观看）

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■ 开放式差速器

布置位置：前后轴间、左右轮间

顾名思义，开放式差速器就是没有任何限制，它既可以布置在前后轴间，又可以布置在左右轮间。一般布置在轴间的是直线式差速器，布置在轮间的是锥齿轮差速器。如果您觉得理解起来费劲，那么只要记住开放式差速器其行星齿轮组没有任何锁止装置，它是汽车正常行驶的必备条件即可。

当两侧车轮与地面之间附着力不等时，两侧车轮作用于道路的驱动力只能取决于附着力较小的一侧。举个例子，当车辆一侧车轮位于冰面打滑，另一侧在沥青路面时。沥青路面上车轮所传递转矩不会大于冰面上打滑车轮所传递的车轮转矩，也就意味着车辆无法前进。这个结论的推导有些复杂，如果您对严谨的推论感兴趣，不妨点击《拒绝误导 重新了解差速器和差速锁！》阅读。

■ 限滑差速器

显然，车辆需要通过克服车轮打滑来进行脱困，那么对打滑车轮加以限制这类想法便应运而生，下面这些类型的差速器便可起到限制车轮“打滑”的作用。目前市面上常见的限滑方式有依靠电子辅助制动系统起到限滑作用、多片离合器式限滑差速器、采用蜗杆机构的扭矩感应式限滑差速器、采用粘性联结轴的限滑差速器、机械锁式限滑差速器等。

● 依靠电子辅助制动系统起到限滑作用

这种限滑系统是利用轮速传感器收集到的信息与其它传感器收集到的信息对车轮的工作状态和车辆行驶状态作出判断，当监测到车轮将发生打滑或已经打滑时，ESP会对车轮实施制动，不同品牌的车型其电子限滑程度也各不相同，这也是直接影响车辆的脱困能力的重要因素之一。

『很多类似翼虎这样的城市SUV，其轮间限滑功能就是通过电子辅助制动系统实现的』

电子辅助系统对车轮实施制动就相当于提高了打滑车轮这一侧的附着系数，使传递到轮端的有效扭矩提升，只要这个通过制动带来的“附着系数”比外侧有附着力车轮的附着系数高，差速器就能够传递足够的驱动转矩驱动外侧车轮转动，从而帮助车辆脱困。很多城市SUV开始利用“制动”来进行轮间的扭矩分配，帮助车辆提高公路行驶性能和通过能力。

● 多片离合器式限滑差速器

使用位置：前后轴间、左右轮间

多片离合器式限滑差速器内部一般有两组摩擦盘，一组为主动盘，一组为从动盘。主动盘与前轴连接，从动盘与后轴连接。两组盘片被浸泡在专用油中，二者的结合和分离依靠电子系统控制。

由于多片离合器式限滑差速器拥有反应速度很快、可瞬间结合、电控结合，无需手动控制等优点，下至20万元左右人民币的适时四驱SUV，上到百万元人民币的全时四驱SUV身上均可以看到它的身影。在强调通过性或者是定位高端的SUV上，它们装配多片离合器式限滑差速器的分动箱中还会加入低速齿轮，可以起到扭矩放大的作用，能起到弥补车辆在复杂路况下发动机扭矩不足的劣势。

-采用多片离合器式限滑差速器的全时四驱

上图就是奔驰ML350采用的四驱结构，与发动机横置布局为基础的四驱系统的多片离合器的传动方向不同，它的多片离合器式限滑差速器负责向前桥分配动力。

-采用多片离合器式限滑差速器的适时四驱

『这是北京现代的全新胜达，其中央差速器也采用多片离合器式限滑差速器』

-布置在左右轮间的多片离合器式限滑差速器

虽然其具有反应速度很快、可瞬间结合、无需手动控制等优点，但是高负荷时容易过热、由于非“硬”连接，还会存在打滑的缺点均是无法回避的事实，所以装配这类限滑差速器的四驱车型用武之地显然不是载着您“披荆斩棘”、翻沟越坎儿“荒野求生”之类。

● 托森自锁式限滑差速器

托森是Torsen的音译，这个名字取自Torque-sensing Traction的单词头几个字母的组合，中文名称为扭矩感应式限滑差速器。它可以根据各个车轮对牵引力的需求而分配扭矩输出，这样的分配完全靠机械装置来完成，反应迅速而准确。整套系统的核心是蜗轮、蜗杆齿轮啮合系统，扭矩分配则是依靠啮合系统的自锁功能实现的。

由于托森差速器具有反应速度快的优点，因此它被众多车辆运用到中央差速器以及轮间差速器上。目前为止，其经过了A、B、C、三代的发展。

● 粘性联轴节式限滑差速器

使用位置：前后轴间

粘性联轴节式差速器通常安装在以前轮驱动为基础的四轮驱动汽车上。其特点也是不需驾驶员操纵，就可根据需要自动把动力分配给后驱动桥。

当前轮出现打滑时，前后轮就会出现较大的转速差（前轮转速远比后轮快），此时，在前半段中央传动轴的带动下，粘性联轴节内部的硅油会被搅动起来，基于其受热膨胀的物理特性，离合器片会被挤压，进而实现前后两段传动轴近乎刚性的连接状态，前轮空转流失的动力便可被输送至后轮（受结构所限，这部分动力最多不会超过发动机输出动力的30%）。

这种差速器最大的缺点是四驱系统迟滞性较明显，且这种动力传递方式效率不高，所以采用这种差速器的车辆其定位在于简单条件下的烂路行驶，高强度的非铺装路面通过性显然不是它的“专长”。

『长城M1这台对越野性能追求不是很高的小车使用的正是粘性联轴节式限滑差速器』

此外请您注意，装配了这种粘性联轴节式限滑差速器的车辆是不允许采用将驱动轮抬起的方式进行拖车的，由于该装置不具备完全切断的能力，如果采用这种方式进行拖车，则刚好满足了它的限滑条件（前轮不动，后轮旋转），使得粘性联轴节将前后两段传动轴进行连接，由于前后传动轴与各自的车桥不具备差速的能力，所以，这会给四驱系统带来损伤。

● 机械锁式差速器

上面提到的限滑是在车辆一侧车轮打滑时通过部分限制左右车轮的相对转动，将部分的发动机扭矩传递到不打滑的车轮上差速器，但在大部分情况下由于传递的扭矩有限，所以还是存在无法帮助车辆获得足够牵引力脱困的情况。

机械锁式差速器在限滑差速器上进一步改善，在一侧车轮打滑的情况下，触发机械锁合机构将车桥完全锁死，将发动机扭矩100%传递到有抓地力的有效车轮上，从而提供足够的牵引力帮助车辆驶出困境。文字描述有些难以理解的话，推荐您观看下面这段视频。

这类差速器同样无需驾驶员手动控制就能实现完全锁止以及解锁，同时具有结构简单、无需含有特殊添加剂的齿轮油、维护成本较低等优点。我们熟悉的伊顿式机械锁差速器便是其中的代表，陆风X8、长城风骏6皮卡均有搭载。

■ 差速锁

相信看了上面的介绍，您一定明白了差速器的作用。差速器允许内外侧车轮转速差，这既是它的优点也是它的缺点，保证过弯平顺性的同时，它也令车辆在轮速差过大时无法脱困，比如车辆在恶劣路况下，一侧车轮打滑时，发动机动力就会源源不断地被打滑车轮所消耗，此时，如果能够限制打滑车轮的转动车辆便可以脱困，这里便是差速锁“施展才华”的地方。

差速锁可以将两个半轴进行钢性连接，使其成为一个整体，这样两侧的车轮都可以得到相同的动力，使车辆可以摆脱困境。也就是说，差速器和差速锁的作用是完全相反的，差速器是让两侧车轮允许有速度差，差速锁是阻止两侧车轮有速度差。

目前，较为多见的差速锁是手动式机械差速锁。其技术简单、生产成本低、可靠性高。能够实现轴间完全机械式结合，当然，在正常行驶时如果仍旧采用锁止功能，就会对车辆的半轴、轮胎等部件造成严重的损害。

■ 玩转四驱测试

今年，我们将对目前国内各品牌在售的四驱SUV车型进行介绍，其中既有结构原理，又包括实地测试。请您注意，我们的测试只涉及车型的四驱性能，车辆通过性不在我们的测试项目之中。玩转四驱的全部文章会在2014年之内陆续上线，为想购买四驱车型的朋友提供参考，喜欢四驱的您可以更加了解自己的爱车。

■ 我们怎么测

目前在售的装配四驱功能的SUV有横置以及纵置两种发动机布局，同时还分别存在偏向前驱和偏向后驱的不同四驱形式，因此我们对每款车型都会进行三大组测试。第一组令车辆两个前轮或两个后轮都处于滑轮组中，这样可以保证以前驱或后驱为主的不同四驱形式。第二组测试是令处于对角线的车轮位于滑轮组中，第三组是令三个车轮都位于滑轮组中，只有一个前轮或后轮与地面接触。这样将分别考验车辆前后轴间扭矩分配、左右半轴间扭矩分配等不同情况。

小贴士：攀爬角度

虽然此次我们并不对车辆通过性能进行检测，不过在这里简单为您讲解下厂家评价车辆性能的一项测试：攀爬角度。我们经常听到的百分之多少的坡道便是这项测试的内容，不过您不要误会，这个百分之多少的角度并不是我们想象中坡道与水平面的角度，而是指水平距离每100米，垂直方向上升或下降多少米。比如40%坡就是水平距离每100米，垂着方向上升或下降40米。因此当您看到100%坡的时候，不要再认为这是类似于一堵墙那样直上直下的坡了。

全文总结：

全时四驱是将发动机动力经传动系统分配到四个车轮上，装配这种四驱结构的车辆在雨雪天气以及各种路面（湿地、崎岖山路、弯路上）上行驶时操控性相比两驱车型更好。分时四驱则是驾驶者可以在两驱和四驱之间选择的四轮驱动系统，由驾驶员根据路面情况，通过接通或断开分动箱来变化两轮驱动或四轮驱动模式，这也是越野车或四驱SUV常见的驱动模式。适时四驱指只有在适当的时候车辆才会使用四轮驱动，其它情况下仍然是两轮驱动的驱动系统。 相比全时四驱，适时四驱的结构更简单，适合于前横置发动机前驱平台的车型配备，许多基于这种平台打造的SUV或者四驱轿车都装配这种四驱结构。关于四驱部分的知识部分相信您已经有所了解了，具体每款车型四驱系统表现如何请您继续关注我们的测试报道。（文/图 汽车之家 唐朝）