QUATTRO / STI / EVO -四驱综述
四驱是一个广泛的概念,一辆车,可以通过多种不同途径达成四驱。但你似乎很难找到第二个像奥迪这样的品牌,将机械形式的Quattro发挥得如此淋漓尽致,并且一直保留到现在。


如果说战场催生了四驱技术在汽车上的运用,那么赛车场无疑将四驱运用到轿车上提供了极端条件下的实验平台,从此以后,四驱便一步一步抛开越野的限制,服务于轿车的高性能与安全性。在这一点上,奥迪和斯巴鲁无疑走在了前面。
二十世纪70年代,奥迪还只是大众旗下一家发展及生产公司,在德国本土、欧洲及世界的影响力微不足道。从1975年8月开始奥迪董事费迪南德•皮耶(Ferdinand Pi?ch)先生负责技术开发的工作,他为了提升奥迪品牌绞尽脑汁,最终决定尝试采用技术创新的方法。
1977年,奥迪设计师为奥迪80装上四驱系统,但值得注意的是,那还是一套纯粹为越野而设计的四驱。它的结果是,由于车身只是普通轿车,所以越野性有所打折,但为更遗憾的是,由于没有中央差速器,使得过弯困难,铺装路面挂上四驱驾驶更是步履蹒跚。
比奥迪更早接触轿车四驱化的斯巴鲁,也曾碰到过类似的问题。只是奥迪在随后用了更绝妙的方式来解决它。
想一想四轮驱动的原理,使用前、中、后三个开放式差速器便能使四个车轮都获得动力。但是动力通过差速器后,往往流向附着力最小的方向,也就是往负载小的一方传送。例如左侧车轮陷入泥潭,右侧车轮还在马路上,这时,动力就会全部涌向左侧车轮,导致该车轮不停空转。同理,无论这个车轮在前还是在后,本该输往另一根轴的动力也就通过开放式中央差速器全部涌来。中央差速器虽然解决了过弯时前后轴因行程不一而产生的干涉,但却无法解决很多常见的问题。{dy}代Quattro便是在这样的窘态中寻求到解决方案。设计师在中、后差速器中装上手动差速锁,一旦发生打滑现象,便手动锁上差速器以保证最少有三个车轮获得动力输出。
但这样的反应速度却明显偏慢,手动锁止的过程,像极了越野车的玩法,对于讲究操控的轿车而言,是不合时宜的,于是,第二代的Quattro便是质的飞跃——Torsen差速器的应用。Torsen差速器其实是Torque-sensing Traction(扭矩感应型差速器)的缩写,它的作用是正常行驶时可以将发动机50%的动力传输到后轴,剩余动力输往前轴。托森差速器{zd0}的进步,是其差速锁合的过程由手动进化到自动。在出现打滑情况时,虽然有车轮空转,但也不至于其他车轮也就此罢工,并且有附着力的传动轴会得到最多75%的动力分配。注意,Torsen属于被动式LSD,只有在打滑存在的情况下才能发挥作用,而且,与机械差速锁相比,虽不能达到{bfb}锁止,但对于车辆的操控与安全性的提升是飞跃性的,并创造性的将四驱与高性能联系起来。并且在打滑瞬间线性完成限滑与扭力的分配,快速可靠,即便是如今火热的电子液压多片式LSD,在这两方面也难以超越。
今天我们所说的T Ⅲ(第三代Torsen LSD)采用行星齿轮配蜗轮齿编排,缩小体积的同时,也降低噪音。其内设扭矩偏差比TBR,能在正常行使的情况加扭矩在65:35到35:65间进行线性分配。相比之前固定的50:50,新一代Quattro能同时减少车辆的推头和甩尾,从而在弯中控制性更强。并且,如今的Quattro系统结合了更多的诸如ABS、TCS、DSC等电子控制,通过先进的电子系统弥补机械上的缺陷。
不过,真正令Quattro扬名的是80年代的WRC赛事。1981年的WRC B组赛事,奥迪Quattro首次向人们展示了4WD的优势,可以说是当时与其同场竞技两驱车型的噩梦。
而在Quattro系列赛车在1992年淡出赛车界以来,Quattro便渐渐升华为奥迪的品牌形象,所以说,Quattro能有今日的影响,有很大一部分应归功于成功的商业运作。在奥迪的阵营中,很多车型已不是真正的Quattro。采用瑞典的Haldex差速器的大众4Motion技术已经被奥迪横置发动机车型选用。不过采用纵置发动机的奥迪,依旧是传统的Quattro。并且值得注意的是,托森差速器也并不是奥迪Quattro的专利。Torsen最早是由美国Gleason公司发明,也并非奥迪独自运用,丰田Celica GT4、路虎览胜、甚至大名鼎鼎的悍马也都有过使用。而Quattro如此大的影响力,除了80年代依靠赛事打造出来的经典形象外,还与奥迪对此技术情有独钟、一脉相承的关系。
Quattro的优势是明显的,但伴随的缺点也同样分明。不能彻底锁止,严重制约了奥迪车型的越野能力。即便是Q7,奥迪在对它的定位都不是纯正的越野。毕竟相比机械差速锁Quattro显得实力不足,即使是同能{bfb}所止的电子液压多片式差速器,奥迪也略有不足。这一点,相比同平台拥有杰出越野性能的途锐、卡宴,奥迪Q7也是自叹不如。
Quattro{dy}次将四驱与轿车,四驱与安全,四驱与性能,四驱与操控同时联系起来,这{jd1}是一个历史性的突破。同样的Quattro技术,在轿车、SUV上都可使用,说明了在电子系统的灵活设定下,机械技术的通融性;也说明了在全时四驱xx的四驱时代,四驱技术的发展道路,正在从轿车、SUV两个方向慢慢的走到了一起,而传统的硬派越野车,则在坚持自己的道路上与主流趋势渐行渐远。




Box 各类机械式LSD
Quattro的精髓在于Torsen机械式LSD,但请注意,Torsen并不是{wy}的机械LSD。液力耦合器、螺旋齿式LSD(Helical type)、机械摩擦片式LSD(Clutch type)的工作方式都依靠纯粹的机械原理,而没有电子系统的控制。
液力耦合器的原理是利用摩擦片间的硅油在打滑摩擦时的凝固,来达到一定程度的锁止,结构简单、成本低廉,不过存在反应时间长的致命缺陷,一般与标准差速器配合使用。
螺旋齿式LSD(Helical type)的结构类似于Torsen,在90年代后期被高性能车广泛才用。它也是扭力感应式LSD,比Torsen体积更小。
机械摩擦片式LSD(Clutch type)基本上是运用在赛车上的技术。它的结构基于标准差速器,并在输出两端各有一组离合片,靠中央行星齿轮十字架来逼迫外科给摩擦片组施加压力,达到限滑的目的。不过,Clutch type无法像Torsen那样能向两方分配扭力,而是向两边平均分配。
很想把三菱EVO当作一个四驱品牌来写,但仔细想了想,虽然EVO在四驱技术的造诣,特别是主动四驱技术比对手翼豹STi走得深入,但EVO也仅仅是三菱下面的一个历时15年的产品分支,销量和影响力远不如之前的LC系列。再者,三菱的四驱技术并未贯穿所有车系,所以还是全当杰出车型来讨论吧。
说三菱是赛事狂徒,并不仅仅是达喀尔拉力赛,它在WRC的战绩同样喜人,更重要的是,达喀尔塑造帕杰罗,WRC造就EVO。不过正如三菱EVO的全称Evolution(进化),一样,它的四驱系统也在不停的进化创新。
EVO来源于前驱车型三菱Lancer,为了适应更好的操控,三菱将它改为四轮驱动,采用液力耦合器与标准差速器串接的形式组成中央差速器,成为EVO全时四驱最早的组合。这种差速器属于机械式差速器的一种(不要以为只有拖森差速器才是属于机械),结构简单、造价低廉、反应迅速,在拉力赛是上广泛运用。不过这仍是被动式差速器,EVO从第四xx始逐步引进电子系统,四驱底盘也越来越主动化。
四代EVO是一次大换代,后悬架由扭力梁改为更加适合复杂路况的多联杆。同时,后轴的AYC(主动后桥扭矩控制)系统的引进可以说是一个亮点。液压离合器式LSD能在电子系统的感应下改变左右轮的扭力输出,更加主动的迎接每一个弯道的考验,从而比机械LSD更加平顺。这是EVO迈向电子化的{dy}步。
时间的推移,技术的进步,当EVO进化到第七代是,真正令人刮目相看的ACD(主动中央差速器)系统,让液力耦合器+差速器(VCU系统)成为历史。它的工作原理是把由传感器采集来的车速、加速度、侧向加速度等信号逐一分析,以电信号的方式控制液压离合器,调整前后轴的扭矩分配。这和959的驱动方式类似,但LSD的形式更加简单。而一至六代的VCU系统由于传输效率不高、反应速度相对不足而被EVO{yj}的淘汰。在后轴的AYC系统中,差速器类型的选择由伞形差速器变为行星齿轮差速器,同时,扭矩分配的范围也从6:4扩大为7:3。时值今日,九代EVO的杀手锏依旧是ACD与AYC的协调配合。
今天,十代EVO就在眼前,进化之快令人乍舌。除了发动机的彻底更换、半自动变速器的加持之外,其四驱系统也更名为S-AWC。通过分析我们发现,它的核心部分依旧是ACD+AYC系统,只是加入了诸如主动角度控制、主动刹车、以及车辆摆动控制等纯滇西系统,在这里,我们的理解是,新EVO会更加的好开了,在与物理法则的对抗中,诸多电子大师会“主动”较你如何借巧力取胜。而这一切,驾驶者可能并不知道。
90年代的车迷最津津乐道的话题是什么?如果这是一道选择题,那么“斯巴鲁STi与三菱EVO的历代缠斗”无疑是最为热门的选项之一。原因有二:WRC赛事与四驱技术。而我们没有把三菱EVO纳入四驱品牌,原因只是相比之下,斯巴鲁的四驱贯穿了整个品牌,而三菱的EVO,却没有达到丰田LC的高度。


之前刚测试过斯巴鲁第十代翼豹,虽然厂方以近乎于颠覆以往的设计思路展现给我们一款全新车型,但在我眼里,只要是水平对置发动机、全时四驱系统得以保留,那我认为它还是保留了斯巴鲁的精髓。要知道,斯巴鲁可是{dy}个将四驱技术运用到轿车上来。
1971年,东京车展的斯巴鲁展区。世界上{dy}台四驱轿车Leone 1300G 4WD Version,将斯巴鲁带上了四驱之路。新车于1972年正式上市。不过,和奥迪80同样的问题是,这是一辆运用越野车四驱系统的轿车,手动差速锁的分时四驱结构在公路行驶时表现不出四轮驱动的优越性。然而,接下来的变革是10多年后的事情了,相比之下,奥迪的反应略快一些。
80年代,开放式中央差速器出现在斯巴鲁车系的前后轴间,配合前后两个差速器,实现了全时四驱。此外,斯巴鲁在加入了液力耦合器,保留了中央差速器的锁合功能,杜绝了开放式差速器的打滑现象。这在今天属于相当常规的全时四驱方案,但在当初,可以说是相当独特的了。在那个年代,为轿车装四驱系统的,就只有奥迪和斯巴鲁。奥迪运用Quattro系统,以托森差速器为依托,而斯巴鲁却使用了液力耦合器,并且都没有电子系统的介入。相比之下,斯巴鲁的方案更加节省成本,而奥迪则注重可靠性与更灵敏的反应。当时斯巴鲁参加WRC的力狮便是搭载这套系统。
80年代末,电子系统开始介入四驱的发展。很多读者因为看了过多STi对比三菱EVO的资料,认为斯巴鲁热衷于带给车主更为纯粹、直接的机械式驾驶快感,从而认为斯巴鲁并不重视电子系统的开发,这其实是错误的观点。1987年的斯巴鲁Alcyone XT和Alcyone XT6车型便装备了MPT主动扭矩分配系统,适用于斯巴鲁自动档车型。在这套全时四轮驱动系统中基本的扭矩分配比例是前后轮60: 40,在感应器对车速和轮胎抓地力的实时监控下,全轮驱动系统可以依靠湿式多片式离合器限制中央差速器差动,根据需要主动控制前后轮扭矩分配比例。其实,这只是普通的液力耦合器+普通差速器的组合,电子系统所扮演的角色只是对单个轮胎进行信号收集,以ABS刹车的方式来控制动力的输出。1991年,一套名为VTD的可变扭矩分配全时四轮驱动系统诞生了。这是一套运用了电子辅助系统地四驱系统。它采用的是一套复合行星齿轮中央差速器,该系统可以根据电脑监测车速、轮速、节气门开度、自动变速箱挡位等数据,通过调节多片式离合器油压,实现实时调整前后轮扭矩分配。在湿滑路面行驶时,电脑甚至可以锁止中央差速器达到稳定的前后轮50: 50扭矩分配,以求优秀的操控表现。
现在国内有销售的力狮、傲虎、驰鹏这些3.0升H6发动机自动档车型使用的就是VTD 全时四轮驱动系统,另外同样动力强劲的森林人2.5XT装备的也是VTD,不过动力相对弱一点的森林人2.0使用的则是由MPT发展而来的ACT-4四驱系统。ACT-4四轮驱动系统也是和自动变速箱搭配,电脑根据四个车轮传感器数据控制一个多片离合器。它平时基本是前轮驱动的,只传递很少的扭矩给后轮。一般来说,变速箱在一、二挡时,{zd0}也只能分配50%扭矩给后轮,而在三、四挡时扭矩90%都是分配给前轮的,更接近前轮驱动,而这样做是为了节省燃油。
很多人认为相比三菱EVO强劲的电子系统,翼豹更多的是需要驾驶者过硬的技术来控制车辆。不错,但前提是,对比的车辆是斯巴鲁阵营中追求{jz}性能的翼豹 STi。翼豹STi的DCCD系统,装有前、中、后三个限滑差速器,在弯道中车辆的偏航传感器可以监测车辆是转向不足还是转向过度,然后重新调整扭矩分配,并且后轴LSD同样可以左右调整扭矩分配。但相比三菱电子系统的过多干涉,STi就会带来的感觉就更为直接一些。如果说ACD+ACY的组合是为了追求更高的弯道表现,那么DCCD就显得是为了获得驾驶感而服务。三菱的ACD是全时开启,后轴AYC有开关控制,而斯巴鲁的整个DCCD系统都可开关控制,这无疑给了STi车主更多的驾控选择。说STi更能体现驾驶者的主导思想,也就是这个原因。



box不知大家发现了没有
看到这里,不知大家有没有发现,我们在谈论轿车的四驱时,往往和之前的几个越野车家族的阐述角度有多不同。在JEEP、路虎等家族中,我们着重研究车型的发展,以及车架、底盘的变化,而在轿车部分,我们更看重中央差速器类型、电子系统的作用、以及各种LSD在弯道时对车辆性能上的提升。这其中,道出我们在制做这个专题中发现的诸多问题。
在我们看来,四驱的发展可分为分时四驱与全时四驱,而两者的差别,就是中央LSD的引入。在此之前,四驱是越野车的专利,配合大梁式车架和前后硬轴,突出越野性能。而在中央差速器,特别是各种LSD加入四驱阵营之后,四驱的概念开始慢慢扩大了,车型也在逐渐丰富,当人们发现四个车轮都具有驱动力时能提供更大的弯路极限时,当四驱经历了赛事的严酷考验后,轿车,甚至跑车也逐渐投入四驱的怀抱。这也是我们做这个专题的出发点。
提到陆虎,很多人首先想到的是览胜。但你是否知道,真正代表陆虎精髓的是Defender,而这款车的前身是农用车?

无独有偶,路虎的创立,也来源于战争,不过,它只是英国人在战后的醒悟。二战期间,美国的Willys让英国人明白小型多用途越野车的重要性。在战争期间因没有自己的越野车而被美国人赚了大把钞票的英国人在1948年底研制出了SerieslⅠ,并在朝鲜战争中首次投入使用。它是Land Rover品牌的先行者,甚至可以说,是先有了SerieslⅠ的名声,再有Land Rover的辉煌。
厂方在50年代中期为SerieslⅠ加入马力较大的2.0L直四发动机,并且推出长轴版、皮卡以及屋门旅行车。在那个年代,四驱的概念永远和xx、施工、农用联系紧密。
1958年,SerieslⅡ投产。似乎英国人设计陆虎,目的就是淘汰Willys。60-70年代,SerieslⅡ在世界上超过 140个国家服役,可谓风光一时。14年之后,陆虎推出SerieslⅢ,3.8L V8发动机大大增强了陆虎的动力,使其为人诟病的动力不足得到改善。而广为人知的Defender卫士,便是由此发展而来。
我们可以看出,陆虎创立的根本,便是以四驱、越野作为基础。坚固的大梁式车架、钢板弹簧是那个年代所有四驱车的传统。只是随着览胜的出现,这一切才慢慢改变。
说陆虎是“越野车中的劳斯莱斯”,那多半是对览胜的赞誉。不错,诞生于1970年的Range Rover是陆虎的第二个车型,目标对象是行政人员,理所当然地加入了很多舒适性元素。大梁式车架改进于SerieslⅡ,发动机为3.5L,马力大,行车稳定,并且创造式的在这类车型上使用螺旋弹簧悬架和全时四驱系统,这些已经初步具有现代SUV的特征了。览胜的威名就是从这里开始的,它无疑是为陆虎扬威的车型。
到了80年代中期,面对日本一系列中价位越野车的冲击,陆虎在1989年推出Discovery发现。它的很多设计来源于{dy}代览胜,包括车身底盘以及悬架,只是车壳更换,并且豪华程度有所下降。此车市场反响良好,用览胜一半的价格,就能买到了陆虎的品牌,Discovery为90年代的陆虎挣足了面子。
回想一下,以Seriesl系列争取zf的国防订单,进行原始积累,再以Range Rover打造xx形象,而后,用Discovery占领市场,陆虎以教科书式的发展告诉我们一款越野品牌的生存之道其实并没有什么独特。放眼全球,专门生产SUV的厂家,也仅有陆虎与吉普了。虽然90年代末的FreeLander,更像一辆都市小型SUV,虽然在它身上已经很难找到传统越野车的元素,但在承载式车身越发普及,电子系统不断战胜机械结构的时代,适应潮流总是明智之选。
可以毫不客气的说,除了恪守风格的Discovery,陆虎其他车型的越野性能并不比它们的前辈们强劲多少。1999年问世的发现Ⅱ采用了对越野帮助并不大的空气弹簧,车壳与底盘是全新设计,前后也都是硬轴悬架,但越野性能并不如{dy}代Discovery。而最明显的蜕变,莫过于览胜。1994年的第二代 Range Rover可谓将越野性和豪华性发展到一个前所未有的高度,但到了2002年,随着对大梁式车身和差速锁的弃用,越野性能已经不是{dy}位的了。并且,宝马 X5,奔驰ML等车的兴起,将它们作为竞争对手的览胜的设计意图也随之发生改变。中央限滑式差速器取代差速锁,虽然同样达到全时四驱的效果,可在极端路况上的表现则大打折扣。不能对打滑车轮动力{bfb}锁止,也就是对越野功能在一定程度上的放弃。
而Discovery发展到第三代(就是我们常说的发现3),也改为承载式车身与独立悬架,设计趋向也变为兼顾公路性能与越野性能的多功能。虽然中央差速锁与后轴差速锁的加持能大幅提高越野性能,虽然陆虎独有的全地形回馈系统与HDC斜坡缓降功能使得发现3在野外即便是面对途锐、卡宴等强手也是底气十足,但它也和众多SUV一样,被众多电子系统武装,失去了原汁原味的野性气息。电子液压摩擦片式差速锁能在“理论上”达到{bfb}的锁止,而众多的电子系统所依靠的电路走线,并不能拥有足够的可靠性,特别是在道路积水的条件下,容易短路。
至于FreeLander,依旧扮演着都市SUV的角色,虽然只是陆虎的入门级车型,但价格也并非平易近人。都市的扩大,山野的退化,注定使大量的纯种越野车英雄无用武之地。陆虎的转变无可厚非,只有适应市场,才能取悦于天下。就让Defender去守卫陆虎真正的精神堡垒吧,或是翻越崇山峻岭,或是搭载火箭大炮,这样的壁纸定会贴满无数少年五彩的墙壁,充斥他们缤纷的梦想。




BOX1路虎HDC陡坡缓降技术
路虎独创的HDC技术(陡坡缓降系统),让极富挑战的越野驾驶从此变得更为安全、从容。即使面对极其恶劣的陡坡路况,借助4通道全地形ABS、HDC系统能有效控制每个车轮的速度和制动力,从而将车辆速度严格限制在预先设定的4-8公里/每小时的范围内。此时,作为驾驶者的您只需把握好方向盘,无需再脚踏刹车板手忙脚乱地去频繁换挡,做任何多余的刹车或加速的控制,车辆就能自动、平稳地通过陡坡,自动下坡控制系统会专心地介入工作调整好下坡速度.
其实,HDC在今天也并不是路虎独有的技术了,宝马曾经拥有过路虎,X3、X5都有HDC,卡宴、途锐,甚至是丰田PRADO,但在这之中,最出色的无疑是路虎的HDC,因为它是所有车辆中下坡行驶速度最慢的,也是xxx的。

BOX2弹簧的革命
路虎可以说xx了二战后几乎所有越野车在SUV化过程中的转变。其中,弹簧的革命就是非常重要的一项。
路虎在{dy}代览胜上创造性地使用了螺旋弹簧,实在是一项壮举。不止是行车较钢板弹簧舒服,越野时也能提供更长的行程。而随后在90年代大量普及的空气弹簧,在我们看来,也是螺旋弹簧的变种,起码在形式上等同于螺旋弹簧。
不可否认,这是一款出名的跑车,甚至可以说,是一款被神化了的跑车。很多文章把GTR吹捧的很高,这无形中增加了它的神秘感。
其实,GTR的走红,与其在改装届的大红大紫很有关系,但说到头来,更多的人是被它那台潜力无边的RB26DETT发动机所吸引了。其实说穿了,所谓的潜力无边,也就是说铸铁发动机耐高温高压,经得住涡轮增压的摧残,但在高精尖技术含量上却有所缺乏。再者,将一款车的马力成倍放大,并不是很困难的事情,真正困难的是如何将体内的力量有效发挥出来,这就是对传统系统的考验了。如此说来,是ATTESA E-TS这套四驱系统造就了GTR的成功。
GTR的这套四驱系统同样是采用以液压离合器为核心的主动耦合方式。中央LSD和后轴LSD均采用机械方式类似于三菱的差速器,前轴采用螺旋齿式机械 LSD(和拖森一样,同属扭力感应式LSD)。与三菱不同的是,GTR的四驱基于后轮驱动,而EVO则是基于前驱设定。在一般行车或高速过弯时,{bfb} 的扭矩由后轮输出。当车辆全力加速或者打滑等情况时,ATTESA E-TS就会将部分扭矩分配到前轮,其比例{zd0}达到50:50。除此以外,GTR还有另外一个秘密武器——后轮随动转向。该功能有利于车辆操控灵活的同时,减少转向过度,使得车辆能拥有更为清晰的过弯线路。
主动式LSD系统发展到今天,已经整整20年了,在电子技术飞速发展的今天,越来越多的电控系统加入到底盘的四驱控制中来,使得越来越多的不可能变成可能,这是我们录取看到的。
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