購物比價找書網找車網 申請加入車商 登入
找車網首頁

四輪傳動系統各家風格評優劣

資料來源:Goo 車訊網     2016/12/16
分享至  
  

先認識四輪傳動系統 全時分時適時分清楚
在汽車的傳動原理當中,一般可分為前輪驅動後輪驅動四輪驅動三大類型,我們單純的就操控性能上來說,四輪傳動車輛在操控性方面與前、後驅動方式的車輛擁有更好的抓地力及操控性能,這點是目前大家所公認的事實,不過,礙於四輪傳動系統複雜的結構與較高的製造成本,以及引擎動能傳遞的損耗等因素,使得四輪傳動系統僅搭載於價位較高的性能車款,或對越野性能、載重能力要求較高的特殊車輛才會搭載四輪傳動系統。



綜觀市面上的房車而言,四輪傳動系統又可區分為分時四驅(Part Time 4WD)、適時四驅(Real Time 4WD)與全時四驅(All Wheel Drive)三大類別。第一類分時四驅系統是指具備手動切換2WD/4WD的裝置,並可在靜止或行駛中進行切換,此外,這類四輪傳動系統還具備加力箱與High/Low兩種模式,可於車輛受困的狀態下進行脫困的動作,然而有些比較舊型的分時四驅系統因為在切換4WD模式後會直接將動力傳給前、後輪軸,無法在轉向時調整前後輪的轉速差,因此在使用四輪傳動模式時會嚴重影響操控,不過因為此種系統擁有優越的越野性能,所以搭載這類型系統的車輛的使用大多以越野為主。



而第二類則為適時四驅,該類系統基本上在一般的狀況下僅會驅動前輪或後輪,以達到省油節能的目的,不過當車輛傳動輪打滑或失去抓地力時,該系統便會將原本2WD的傳輸模式自動切換成4WD模式,以維持車輛最佳的抓地力及動力傳輸效能,當車輪恢復抓地力後便再度恢復成2WD模式,如此一來便能夠兼顧經濟性與車輛在特殊路況中的脫困性,因此此類型的四輪傳動系統大多搭配於SUV車款上。


綜觀各種驅動方式中,全時四輪驅動可說是公認擁有最佳操控與安全性的一種。所謂全時四輪驅動,英文為All Wheel Drive也就是常見的AWD,顧名思義就是在任何時刻車輛四輪都擁有一定的驅動力,全時四輪驅動車輛會比二輪驅動車型擁有更優異與安全駕駛基礎,尤其是碰到極限路況或是激烈駕駛時。理論上,AWD會比2WD擁有更好的牽引力,尤其是在馬力愈大的車輛上就愈顯而易見,因為車輛的行駛是依據它持續平穩的輪下牽引力,而牽引力的穩定性主要由車輛的驅動方法來決定,將引擎動力輸出經傳動系統分配到四個輪胎與分配到兩個輪胎上做比較,我們就可以很明顯的發現AWD的穩定性會比2WD有明顯的提昇,這也就是時下許多頂級性能車款都配置四輪傳動系統的主要原因。



在全時四輪驅動的設定下,車輛四輪皆擁有一定的動力輸出,因此在起步加速方面的動力傳輸一定優於二輪傳輸車輛,對於雪地、砂石路面等崎嶇艱困的路況下更能夠擁有優異的操控能力,這是二輪傳動車輛無法比擬的先天優勢,不過全時四輪傳動系統也不是沒有缺點,首先在結構上就硬是比二輪傳動車輛多了許多複雜的零件(傳動軸、前中後三顆差速器等),使得同一款車輛重量多出不少,在引擎動力傳輸到四輪時會有更多的損耗,此外,由於四輪接地面積較二輪驅動車輛多出一倍,這就會造成全時四輪傳動車輛油耗較大的不變宿命。



全時四輪傳動車輛在結構上除了前、後軸二具差速器外,還具備將動力分配給前、後軸的中央差速器,因此得以「全時」驅動四輪而不會有「滑差」的問題產生,在一般平坦的路面上擁有優異的操控性及四輪抓地力,不過在Off-Road的狀況下越野能力上卻有一定的限制,因此全時四驅系統大多使用在一般房車或休旅車上,而部分的性能房車、跑車也都是以全時四輪傳動系統為主。



4WD系統多樣化 各廠牌各有優點
其實四輪傳動系統早在19世紀初期就已經出現。1907年時一手創立戴姆勒公司的Gottlieb Daimler之子Paul Daimler,就已經開發出第一款搭載四輪傳動系統名為「Dernburg Car」的車輛,這輛車是以商用車的底盤為基礎開發而成,所配置的四速變速箱除了能夠將動力傳輸到四個車輪上,此外還擁有四輪轉向系統,除了最高極速可達40km/h外還具備25%的爬坡能力,在當時可是號稱能夠征服所有惡劣地型的劃時代設計,不過在此之後四輪傳動的設計並未成為主流,僅有少數針對惡劣地形設計的卡車或有特殊需求車輛才會採用四輪傳動的結構,一直到1980年代初期因為Audi在WRC使用Quattro四輪傳動系統取得優異成績後,各大車廠紛紛開發屬於自己的四輪傳動系統運用在市售房車上,以下就針對目前較知名的幾個廠牌系統加以介紹。



由於4WD系統結構複雜,製造成本相對較高,過去車廠除了特殊需求車輛外一般都不願意投入開發,但4WD的優異操控以及安全性等諸多優勢,現在已被視為性能車輛必備的設計特色之一。


一、Audi Quattro系統
Audi Quattro系統可說是最早將四輪傳動系統運用在市售房車上並方發揚光大的車廠,1980年Audi推出All-Whee1 driven Road-going car設計理念,底盤工程師Jorg Bensinger因為見到VW軍用車於雪地的「破走力」,於是興起四驅底盤房車的設計念頭,這使得他想起過去曾於1966年設計,用於比賽的Rally car上所安裝的Quattro系統。首輛搭載Audi Quattro的市售車為Audi 80,Quattro原本是義大利文「四」的意思,之後Audi不但是拉力賽中的常勝軍,Quattro也成為Audi 4WD四驅的代名詞。



除了Subaru外,Audi在80年代推出的Quattro車款被視為4WD性能車輛的起點,其在WRC中優異的成績讓其他車廠紛紛投入四輪傳動系統的懷抱。


Quattro系統經歷多次進化,初代採用恆定式四輪驅動設計,且配置了中央及後軸差速器手動鎖定裝置,駕駛者可視情況將差速器鎖定,讓前後輪均可分配到各50%的動力,接著推出了Torsen中央差速器裝置,基本上仍屬機械式,不過當電腦偵測到前後軸扭力產生大幅差異時便會自動調配前後輪的扭力,前/後輪最多可分配到75%的動力,而後Torsen再進化成電子液壓式差速器,極限狀態可達到0:100的全後驅模式。



在過去4WD系統還不流行的年代中,會配備4WD的車輛大多是以越野或有特殊需求車輛才會搭載,而且大多都是分為分時四驅(Part Time 4WD)手動切換系統。


二、Subaru Symmetrical AWD系統
Subaru早在70年代便將水平對臥引擎和四輪驅動系統結合,Subaru的 Symmetrical AWD對稱式全時四輪傳動有幾項優點分別是:構造簡單、重量輕,加上引擎、變速箱、傳動軸都位在車體的縱軸線上,因此前後左右的配重及平衡度非常好,而Symmetrical AWD又可分為四類,在自排方面有由電子系統控制的VTD-AWD與Active torque split AWD兩種系統,兩者都是藉由電子式的中央差速器控制LSD,可讓前後動力輸出進行分配,但預設動力輸出比都有限,目的是達到最容易操控與最節能的效率。

而在手排車型方面,一般車款所搭載的是Viscous Centre Differential AWD,前後輪的扭力比基本設定為50:50,可是當差速齒輪感應到前輪或後輪的轉速升高時,會自動調配前後輪的扭力輸出,藉此得到車輛最佳的循跡性。至於WRX STI則是採用Multi-Mode DCCD AWD,藉由多模可控式中央差速器的搭配下,在大部份時間會維持前後51:49的輸出比例,並在特殊狀況時,依照前後軸的抓地力道調整輸出分配;不過在切換至手動調整模式後,駕駛更可從一般的51:49,自由調整輸出比率、最極端可調至0:100的純後驅輸出比率,讓駕馭WRX STI充滿無限樂趣。



適時四驅(Real Time 4WD)系統在一般時間還是以二輪傳動為主,只有在驅動輪發生打滑時才會將動力分配給另外二輪,此類系統大多搭配在SUV上,例如常見到的CR-R、Escape 4WD等車款。


三、Mitsubishi S-AWC系統
讓Mitsubishi 4WD系統發揚光大的就是眾人所知的Lancer EVO車款,而前三代的EVO傳動系統採用Mitsubishi獨自開發的黏性連軸器VCU(Viscous Coupling)和中央差速器組合的全時四輪驅動,後輪則配置VCU的LSD,如此設定下讓EVO擁有絕佳的操控性。

第四代Lancer EVO由於是大改款,整個引擎、底盤結構經過了重新設計,這時候便出現了AYC主動舵角控制後差速器裝置,在經過多此演變後成為現在的S-AWC(Super All Wheel Controls)系統,這套傳動系統由EVO VII上開始出現的的ACD(Active Center Different) 主動式電子中央差速器、AYC(Active Yaw Control) 主動式偏向控制系統、ASC(Active Stability Control)以及Sport ABS所構成。AYC主要以電腦偵測彎道狀態執行後軸左右側輪限滑,而ACD則是主動式中差,進行前後輪軸的扭力分配,亦附有手動選擇模式,可用於不同路況,最後一項為運動版的ABS可進行內外側輪的獨立煞車,達到彎中穩定的安全駕駛,最後再由ASC動態平衡系統掌控成被動安全設計,對運動性與安全性做全方位的控管,綜合這些強大的控制系統,讓S-AWC系統成為Mitsubishi四輪傳動系統的利器。



其實許多大動力的美式貨卡例如Hummer、Ford 150、Dodge Dakota等也都有配置4WD系統,以增進越野及適應特殊地形的能力。


四、Nissan Attesa系統
Nissan Attesa系統起源於1987年的Bluebird車型上,亦延伸到Pulsar車型上,當然讓它聲名大噪的當屬Skyline GT-R。這套系統原本只是簡單的FWD附屬四驅系統,並且以VCU黏性耦合器做為中央差速的限滑輔助,以50:50設定為前後軸恆時輸出。之後當GT-R R32採用這套系統時,正式升級成為Attesa-ETS,ETS所指Electronic Torque Slip電子扭力控制,此套系統中差同樣採用多板離合器進行中差防滑,而後差則以電子控制油壓進行差速比變化。

Skyline GT-R的Attesa-ETS在一般狀況下大部分動力都是由後輪輸出,這套系統必須配合強大的電腦系統,採用16位元電腦做每秒一百次的計算執行,當偵測到車輛動態改變時,便將0~50%動力分配給前輪使用。而到了R33的世代,Attesa-ETS已經採取主動式LSD的設計,R34更出現Attesa-ETS Pro版,達到前後軸、左右輪的主動式防滑與動力分配的驚人表現,所有設定完全朝向競技設定。到了2009 GT-R R35推出時Attesa-ETS則具備前後分配比2:98到50:50的差速比,藉由更強大的感知器與電腦計算強化運動性,讓新一代的R35 GT-R延續東瀛戰神的名號。



對應雪地這種惡劣的溼滑路面2WD絕對無法勝認,因此在多雪氣候的地區如北歐、日本北海道等大多會選用4WD的車輛。


五、Toyota All-Trac系統
Toyota的四傳系統稱為All-Trac,從1986年代起普遍的運用在房車系中,這套四驅系統構成簡單,同樣是由分動箱開始進行前後動力分配,再由中央傳動軸分配到後差速器給後軸兩側輪。早期具備中差鎖定功能,主要是用以脫困之用,但是這套系統卻因為Cellica GT4的Rallycar而聲名大噪,它在越野上的表現確實讓許多歐洲車廠為之臣服。

時至今日,Toyota最引起為傲的All-Trac四驅系統除了在頂級Lexus LS460上可以見到外,最為成功的作品非2006年誕生的三代目RAV4莫屬。它除了基本的前後軸動力自動分配外,在左右側輪部份更可以藉由方向盤角度、前後左右四向G值感應進行差速防滑控制,不僅能夠調配動力輸出,更能做出動力輔助改變,以應付轉向過度或是轉向不足的修正,功能上與Audi的主動式差速器相當。



日系4WD車輛最具代表性的莫過於Subaru Impreza,由於該車廠相當早就開始投入4WD車款的研發工作,且其下車款的售價也比較親民,加上廠隊在WRC中優異的表現,因此造就出全球各地的Impreza熱潮。


六、BMW xDrive系統
BMW的四輪驅動出現得相當早,當時的E30四驅版就已經赫赫有名,但是它最著名的xDrive卻是從SUV X5車型開始發展,然後運用到X3以及2006年後的xd與xi 3系列與5系列。xDrive主要是提供40%~60%的差異度於前後輪軸之間,以應付路況所需之用,它被融入在DSC(Dynamic Stability control)動態穩定控制系統中,它以多版離合器進行前後輪軸的力道分配管理,當ABS或者DSC系統得知傳動部分有速差或者出現緊急狀況時,這套位於變速箱內的xDrive將會被啟動。xDrive主要是以電子控制讓伺服馬達驅動離合器片達到差速比的變化,主要目的還是在於恢復該有的循跡性,以及脫困之用,並不像Audi一般設有運動版的強化彎道性能效果。



GT-R的Attesa-ETS可說是相當強大的系統,這套系統相當特別,雖然GT-R的動力輸出已後輪為主,但Attesa-ETS可是隨時隨地的在進行計算,並持續分配動力到前輪,造就了GT-R優異的操控性能。


七、M.Benz 4Mtaic系統
M.Benz的四傳系統4Matic,發展的起源並不像其他車廠是以性能為出發,反而是著重在「傳動系統」設計上的進化,4Matic最早出現在1986年的W124車型上。一般房車四傳皆以原本變速箱加掛Transfercase分動箱而成,而M.Benz則是將自排變速箱與分動箱合而為一,並且採直列式設計,不僅大幅減輕重量,體積上也節省更多空間。這套系統具備中差鎖定的功能,除100%的差速比外,它還有兩種模式,第二種是一般情況下前35:後65或者第三種前50:後50的分配比例。此套系統由方向盤角度與ABS的速度感知器判斷差速與打滑狀態,然後進行限滑控制。如今這套系統也與主動式懸吊結合成為ASC系統的一部分,開始展現性能與安全上的相輔效果。



Toyota Cellica GT4的All-Trac的四輪傳動系統其實相當強大,在過去的WRC中取得相當優異的成績,不過目前該套系統僅使用在旗下高級房車或SUV上,並未使用在性能車款,因此名氣不如其他日系品牌來得響亮。



BMW xDrive系統目前搭載於X車系上,雖然BMW開發該xDrive的歷史並不長,但套系統在國外許多媒體評比中甚至優於名氣響亮的Quattro系統,可見這套系統的強大。



分享至  
  
掃描QRCODE用手機看這頁
©2020 FindCar -  購物比價  找書網  找車網  服務條款  隱私權政策