怎么分辨一台车到底是全时四驱还是适时四驱,关于这一点大家误区是极其之大的,包括很多主机厂在传播的时候也灌输了相当多的不准确的信息。
我直接说结论,全时四驱必须有机械式中央差速器,任何通过一个主动或者被动的耦合装置来驱动第二驱动轴的四驱,通通都是适时四驱。
托森A型机械式差速器
当然,经典的多片离合结构四驱显然就是适时四驱,哪怕你告诉我这套多片离合前后轴永远有力矩分配,那这也只能算作适时四驱,这是最为经典的一种错误说辞了。并且后面我会讲到多片离合四驱为什么没法做到前后桥永远都能有力矩分配。
多片离合器结构
一点点展开说,首先是全时四驱和适时四驱的定义是怎么来的。定义源自 SAE J1952标准,这也是现在全世界公认的最为权威的四驱定义标准。在AWD的部分中,SAE J1952标准将其分为分时四驱,全时四驱和适时四驱。分时四驱下次有机会聊越野的时候再讲,暂不讨论,我主要来说全时四驱和适时四驱。
SAE J1952
在SAE J1952标准中,对全时四驱的定义是这样的:
- 全时四驱系统通过中央差速器同时驱动前轴和后轴;
- 根据中央差速器的不同类型,扭矩分配可能是固定的也可能是可变的;
- 全时四驱系统可以在任何路面任何速度下使用。
转化下理解,全时四驱的定义其实就是以下三个点:
- 能利用中差力矩分流;
- 前后桥力矩分配可变可不变;
- 前后桥任何时刻都可以得到力矩分配。
需要注意的是,必须要同时满足这三个条件才能被算作是全时四驱,缺一不可。很多主机厂传播的时候说我这台车四个轮子时刻都有力矩分配,就称这套四驱为全时四驱了,这显然是极其不严谨的。
继续把它的定义展开。因为这三点定义中的第二点就这纯字面意思,比较好理解,就不展开了。核心在于第一点和第三点。
先来说怎么理解“通过中央差速器同时驱动前轴和后轴”。两个关键,“通过中央差速器”和“同时驱动”。
通过中央差速器这句话应该这么看,各种类型的中央差速器都有,像多片离合这样的耦合装置也算,那么力矩的传输过程是需要经过这样一个中央差速器的。
集成托森Csm的ZF8HP
力矩从哪来?对,力矩从变速箱的输出端来,所以全时四驱的力矩传输是应该从变速箱输出端过来,然后“通过中央差速器同时驱动前轴和后轴”,一定要注意的是,力矩是要“通过中央差速器”的,如果力矩还没通过中央差速器就已经分配给了某一桥,像haldex方案,力矩从发动机出来经过变速箱,然后直接就输出到前桥了,此时并没有经过中央差速器,那这套四驱就绝不能算作是全时四驱。
SAAB的Haldex 4.0方案
那怎么样才能做到经过中央差速器去驱动前轴和后轴呢?先来给一个标准答案——用可以做到力矩分流的机械式中央差速器。前面我也说了很多期托森了,托森就是一个很标准的机械式差速器,作为中央差速器,它的力矩可以一端流入,两头流出,力矩的输入端为变速箱输出端,力矩输出则分流到前桥和后桥,并且分流的力矩比不会是0:100,简而言之就是前桥和后桥会永远得到力矩分配。
冠状齿轮结构力矩分流
OK说到这里,我们头脑风暴一下,怎么利用多片离合器结构去打造全时四驱。首先大家都会想到我变速箱纵置,力矩从变速箱尾端出来,变速箱后给连一多片离合,然后……哎怎么感觉不大对劲,当然不对劲了,这离合器一断开,整车都没力矩输出了啊。
那正确的方式应该怎么做?当然是变速箱后放一分动箱,分动箱一头接多片离合器,多片离合器将传输力矩到前桥或者后桥,分动箱另一头将力矩输送给另一桥,这样一套四驱的力矩分配就能走的通了。
但是,即便是这样设置,还是会有一部分的力矩不经过多片离合器就传到了后桥,因此这依然算不上是全时四驱。
换句话说,将多片离合器作为中央差速器的结构是不能被算作全时四驱的,反过来说,有机械式中央差速器的才能算作全时四驱。再换一个表达,看某台车是不是全时四驱只要看它有没有机械式中央差速器即可。
没错,这个结论就是如此简单粗暴。
反驳多片离合的中差结构不能被称作全时四驱的原因还有一点,那就是前面我说的定义的第三点——“前后桥任何时刻都可以得到力矩分配”。
它的核心在于“任何时刻”,任何时刻就包含了任何场景,有人觉得我用一套多片离合器中差的四驱结构,然后用某种方式一直结合着离合器片,甚至达到离合器片的极限时刻去“锁止”它们,那么理论上我的前后轮不是就会一直都力矩得到分配吗?那我不就是达到了所谓的“全时”四驱的结果吗?
乍一听确实很有道理,但这其实是经不起推敲的。
ACT-4
问题就在于离合器的工作原理导致力矩的传播方向,它只能从转的快的一端导向转的慢的一端。换句话说,在汽车上,即便我中央离合器片之间完全结合,力矩的传输方向也只能是从转的快的轴转向转的慢的轴的。
记住这个力矩的传输方向,很重要。我用基于后驱的多片离合四驱结构举例,就是我前面讲到的变速箱后端接分动箱的那套结构,如果此时我的车辆是正常直线行驶的,不考虑外界的其他非标因素,中央离合器片之间结合,前后桥是可以一直得到力矩分配的。
但是!车辆只要一旦开始转弯这个平衡就会被打破了。
车辆转弯的时候,前桥的转速是会高于后桥的。我先不说极端情况,就看日常状态下的转弯,前轮的驶过的弧度半径是要高于后轮驶过的弧度半径的,自然前桥转速快,还记得离合器的力矩传输方向吗?因为车辆的力矩分配是基于后桥的,因此无论此刻的离合器片结合的多紧,力矩的传输方向决定了后桥就是无法向前桥分配力矩,换言之此刻前后桥的力矩分配就是0:100,前桥没有力矩,自然也算不上全时了。
那么如何才能在转弯时向前桥分配力矩呢?那就需要后轮去突破抓地力极限,让后轮开始滑移空转,那此刻的后桥自然就转的比前桥快了,力矩也就会跑到前轴去。因此适时四驱在极端的过弯状态下,自然还是有意义的。
那么如果适时四驱基于前驱打造呢,中央离合器片的位置就在变速箱输出端后方,离合器的开闭决定的是后桥能否得到力矩分配,那我时刻保持这个离合器片一定程度的结合来打造这个带引号的“全时四驱”又如何呢?
Haldex方案
同样,我后轮失去抓地力瞬间,后桥转的快过前桥,力矩又自然而然都跑前桥去了,这时候的前后桥力矩分配是100:0,自然所谓的全时的理论瞬间也就被打破了。并且这个结构同样不满足“通过中央差速器同时驱动前轴和后轴”的条件。
总结一下:
1、只有采用了机械式的中央差速器的四驱结构才能算得上是全时四驱,不论开放式还是限滑式的中央差速器。
2、任何仅采用多片离合器作为中央差速器结构的四驱都无法被算作全时四驱,因为这套四驱没法满足能利用中差力矩分流,以及前后桥任何时刻都可以得到力矩分配的要求。