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奔驰、宝马、奥迪四驱系统解析  

2014-07-29 11:38:35|  分类: 汽车 |  标签: |举报 |字号 订阅

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三叉星全轮驱动 奔驰4MATIC四驱系统解析


 作为汽车的发明者,奔驰在多项技术都有自己的特色,而且由于拥有庞大的车系,四驱系统也成为奔驰技术中重要的一环,它同样拥有着奔驰独有的4MATIC全时四驱技术。今天我们就来说说作为百年老字号的奔驰,它的4MATIC四驱技术的前世今生。

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E级(W124)成为第一个装备4MATIC技术的车型

技术特点:最初便使用电控多片离合器

最早的4MATIC技术在第五代E级 (W124)上面率先得到应用,早在1980年代,奔驰就玩起了现在流行的电控多片离合器,ABS系统检测车轮是否打滑,然后多片离合器来分配前后轴的动力(常规比例为35:65,以后驱为主)。在加速等之前,前轴也处于常啮合状态,所以,4MATIC从最初起步就是一套电控的全时四驱系统。

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E级(W210车型至今)

技术特点:开始使用行星齿轮式中央差速器,并引入电子辅助

第六代E级(W210车型)的4MATIC四驱系统依然采用电控多片离合器作为联轴节,只不过中央差速器换成了行星齿轮式结构。到W210车型的时候,电子辅助功能也开始介入(当时为牵引力控制,如今已经是ESP电子稳定系统),能确保车辆在起步等环境获得更佳的驱动性能。

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与众不同的硬汉——G级的4MATIC系统

技术特点:分动箱+三机械差速器锁

奔驰乘用车旗下最为硬派的G级,最初的W460、W461等车型使用纯机械的分时四驱系统,甚少电控部件。不过到了后期的W463车型,也开始引入电控的4MATIC系统,只不过三个差速器依然使用伞状齿轮结构,外加分动箱的设计。除开4MATIC系统外,现在的G级还是具备将前、后、中央三个差速器同时锁死的能力(必须在低速四驱模式下使用,使用后电子辅助(ESP)失效),具备更强的脱困和越野性能。

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今天的4MATIC技术

技术特点:行星齿轮中央差速器+电控多片离合器联轴节,4ETS助阵

如今应用在奔驰轿车的4MATIC四驱系统依然是基于行星齿轮式中央差速器,采用电控多片离合器分配前后轴动力,加上电子牵引力系统(4ETS)的帮助,一方面可以应付多种复杂路面情况,另外也能提升车辆的动态操控性能——这对于动力更为强劲的车型如E400L等更为重要。

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不但轿车,奔驰的SUV如ML、GLK等车型(G级是个例外,前面已经提到)也采用了4MATIC全时四驱系统。作为兼顾越野性能的SUV车型,ML从开始就使用了链条在分动箱中充当传动部件,同时还具备高低速四驱切换功能(多为高配车型);GLK则与C级等轿车的四驱系统差别不大,完全依靠电脑来控制四驱系统。

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除开在轿车和SUV车型上使用,奔驰旗下的MPV车型R350 4MATIC也使用了奔驰的4MATIC全时四驱技术,这套四轮驱动系统在R350上可以实现前后轮之间50:50的固定动力分配,确保了稳定的操控性, 而在车轮打滑时,多片离合器可以确保附加牵引力和方向的稳定性。

基于横置发动机的4MATIC系统

技术特点:匹配大马力横置平台,使用电控多片离合器联轴节

传统的奔驰车型一直采用纵置发动机的布局,所以4MATIC四驱系统也是基于这种动力布局的。不过随着A、B级车型及同平台车型的壮大,也有了更多基于横置发动机布局的4MATIC四驱系统出现(主要用于A45 AMG等横置平台大马力车型)。横置平台的四驱系统以流行的电控多片离合器作为联轴节,辅以电子辅助,主要是提升车辆的驱动性能。

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小结:百年老店奔驰在四驱技术方面自然也不甘落后,仅仅是乘用车就有多种四驱方式(更不用说乌尼莫克越野悍将),适合不同车型的需求。

结构别致更智能 宝马xDrive四驱技术解析


 对于四驱系统,更多人是对SUV车型的四驱系统津津乐道,实际上四轮驱动系统最开始却是是为了越野而生,不过到了后来,也成为了提升车辆在公路驱动性能和行驶稳定性的一种技术手段。作为主打运动和年轻化的品牌,宝马的xDrive四驱结构很有特色,而且颇为智能化,更适应用户群体的需求。

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xDrive四驱发展历程

开山鼻祖:325iX(E30车型)

宝马开始的车型都是以后驱为主,直到1985年,基于第二代3系(E30)2.5升直六车型的325iX面市,当时的xDrive四驱系统采用填充硅油的粘性联轴节充当前后轴动力的连接,前后轴动力分配比例为固定的37:63,中央差速器则采用行星齿轮组结构。由于得到了市场好评,宝马随后在325iX coupe车型之后,相继推出了四门和旅行版325iX。

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电子控制介入:525iX(E34车型)

从1991年开始,第三代5系(E34)也体验到了xDrive四驱系统的甜头,而且从这一代5系开始,xDrive四驱系统开始了电控的一页:前期车型(约1993年9月之前)使用独立电控单元,ABS系统为其采集轮速信号,控制中央差速器和后差速器的湿式多片离合器,实现动力分配;后期车型借用ABS或者电子稳定系统的控制单元进行控制,后轮采用电子差速锁。所有车型依然以后轮驱动为主(前后比例36:64),前差速器均为开放结构。

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5系(E34)的四驱系统与E30的四驱系统有很多近似之处,尤其是分动箱有不少通用部件,最大的区别就是电控系统的引入——这个时期也是豪华品牌开始引入电子稳定系统的高峰期。

DSC加盟:330Xi(E46车型)

到了第四代3系车型(E46),宝马开始在xDrive四驱系统中引入更多电动控制元素——称为ADB-X的电控功能出现了,它与DSC系统共同运作,实现了车辆更好的行驶稳定性。此时中央差速器依然使用行星齿轮组结构,前后动力分配比例常态下为38:62,依然以后轮驱动为主。E46的四驱已经比较接近如今的结构,只是现在的软硬件控制方面更为强大一些。

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可以看到,xDrive四驱系统从起步到今天,一直随着汽车技术的发展而不断进化,下面我们就来看看今天的xDrive四驱系统还具备哪些特点。

上市时间: 2008年 最新年款: 2014款 13款在产
厂商指导价:43.56~77.86万 奔驰、宝马、奥迪四驱系统解析 - lovelj2003 - lovelj2003的个人主页
经销商报价:35.72~79.86
排量:2.0T/3.0TAT
油耗:6.9~8.3L

今天的xDrive四驱技术

宝马如今这套xDrive智能全时四轮驱动技术依然保留了此前的分动箱结构,只不过根据不同扭矩输出,分动箱的传动机构采用链条(动力扭矩大于400牛·米)或者齿轮(小于400牛·米),分配前后轴的动力则通过电控多片离合器完成。值得一提的是,与很多多片离合器结构采用电控液压或者电磁力压紧多片离合器不同,xDrive都通过电机来实现中央多片离合器压紧程度的控制,这样既精确,又具备快速的反应能力。

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现在的xDrive系统可确保前后桥之间的动力分配实现无级调节(平直路面下,xDrive系统通常的前后轴动力分配为40:60,X5M车型则为20:80,极端条件下,前后桥都能实现0-100%的变化!),通过带有电子控制多片离合器的中央差速器,xDrive可以将发动机动力精确地供给动力使用效率最高的车轮。这样不仅确保了在湿滑路面上的最大牵引力,而且还可以及早抵消转向过度或转向不足的趋势,时刻保持稳定的驾驶动态。

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除开前后轴间的动力分配,通过后桥上的多片离合器,宝马X5 M、X6、X6 M上的xDrive系统还可以实现后轮间的动力分配,这就是所谓动态驱动力分配系统(DPC)。这样一来,如果后轮之一出现打滑,它也可以不损失额外的动力而轻易脱困,而且整个过程迅速、不需要人干预,非常智能。

结构别致更智能 宝马xDrive四驱技术解析

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当然,DSC系统依然是xDrive的好伙伴,与其他品牌不同,宝马的稳定系统不会太粗暴干涉车辆的行驶,也不会因为电子辅助系统的介入减少驾驶乐趣,这也是很多传统的厂商所坚持的,科技并不能完全取代人的力量。

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此前我们能买到的装备xDrive四驱系统的车型多以SUV为主,也就是X系列车型,尤其是X3和X5成为了主力车型。而随着国内市场的成熟,消费者对于细分市场的需要也在增加,所以国产3系、5系这些轿车车型也在今年引入了四驱系统,而且价格也与同等动力水平的后驱车型相差无几,值得推荐。

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壁虎塑造传奇 奥迪quattro四驱技术详解

 经常能看到各种品牌的车在车身上贴着一只壁虎标志,其中的多数车主未必知道,这只壁虎意味着奥迪的quattro四驱技术,而quattro也已经走过了三十多年的历史,通过不断进化,它也不断塑造着传奇。

壁虎塑造传奇 奥迪quattro四驱技术详解

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quattro四驱技术发展历史

第一代quattro四驱——纯机械结构,可手动锁止两个差速器

主要装备车型:奥迪80系列(B2车型,1978-1987年),Quattro turbo COUPE(1981-1987年),奥迪100系列(C3车型,1983-1987年);(北美市场投放)奥迪4000/奥迪5000。

在奥迪最开始开发quattro全时四驱之时,它使用了全机械的全时四驱结构,而且还能手动锁止中央和后差速器——夸张一点说,这和拉达NIVA、丰田陆地巡洋舰80系列这些经典越野车型的四驱系统非常相似,结构简单、可靠,可以赋予车辆更强的通过性能。当差速器锁止时,ABS系统也停止工作,这时候就依靠车手的技术来克服障碍了。

壁虎塑造传奇 奥迪quattro四驱技术详解

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此时的quattro四驱不是没有缺陷,由于前轴采用开放式差速器,只要一个前轮失去抓地力,车辆就动弹不得。此外对于驾驶者要求比较高,因为不但要掌握何时锁止差速器,也要掌握失去ABS之后车辆的动态性能,因此这套四驱更适合专业人士。

壁虎塑造传奇 奥迪quattro四驱技术详解


第二代quattro四驱——首次引入托森中央差速器,可以锁止后差速器

主要装备车型:奥迪80系列(B2车型,1988年之后),奥迪100(C3车型)与Quattro turbo COUPE,奥迪80/90系列(B3车型,1989-1992年);奥迪80系列(B4车型)、奥迪COUPE quattro(B4车型)、奥迪100/200 quattro(C4车型)、奥迪S4(C4车型)、奥迪A6/S6(C4车型,1995-1998年间)等

从1988年开始,奥迪开始了第二代quattro四驱系统的引入,第二代quattro四驱系统最大的变化就是采用了托森中央差速器(A型),这也成为此后几代四驱系统的核心所在。托森差速器在正常状态下可以把动力以50:50的比例分配给前后轴,遇到自锁状态,可以最多把80%的动力分配到前轴或后轴。

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什么是托森差速器?

托森差速器是一类使用蜗轮式结构的差速器,它并利用蜗轮-蜗杆不可逆传动原理,当存在一定转速差时,可实现自动锁止功能,托森(Torsen )实际上就是“扭力感应”(Torque Sensing)两个词组成。托森差速器为纯机械结构,反应速度快,可靠性高,但是也存在结构重量大,加工复杂,成本高的缺点。在现在的很多全时四驱系统中,都采用托森差速器作为中央或者后差速器。

壁虎塑造传奇 奥迪quattro四驱技术详解

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第二代四驱系统依然可以在锁止差速器时关闭ABS系统,不过只要速度大于25公里/小时(15英里/小时),ABS又会介入。这一代quattro四驱系统正式迈向了城市用户,同时更多电子系统的介入也让车辆更容易操作。

壁虎塑造传奇 奥迪quattro四驱技术详解

此前我们也曾介绍了宝马家族的四驱技术历史和现状:

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第三代quattro四驱——首次应用于自动挡车型,放弃手动控制差速器

主要装备车型:奥迪V8

第三代quattro四驱系统于1990年开始出现在奥迪V8车型上(注意此处V8为车型名称而不是单指它装备了V8发动机),而且首次搭配自动变速器。由于变速器结构的差异,手动挡和自动挡车型四驱系统的中央差速器也有所区别:手动车型使用A型托森差速器,自动挡车型则使用带电控多片离合器结构的行星齿轮组,需要时可以100%把动力传给后轴。

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除开中央差速器,第三代quattro四驱系统的前轴依然使用开放式差速器,后轴则使用A型托森差速器——这就意味着quattro四驱系统再也不能进行手动干预,成为一套“全智能”的全时四驱系统,对大多数用户来说,这显然是喜闻乐见的。

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第四代quattro四驱——B型托森差速器和电子差速锁加盟

主要装备车型:1994-2007年间的A4、A6/S6、A8/S8等四驱车型,大众帕萨特B5/辉腾四驱车型

第四代quattro四驱系统算是我们最为熟悉的quattro四驱系统之一,因为它装备了几乎所有奥迪纵置平台的四驱车型,外加帕萨特辉腾的四驱型号(只不过在大众品牌上称为4MOTION,同样大众横置平台的4MOTION在奥迪上面也叫quattro)。手动和自动车型的中央差速器依然不同——手动车型使用A型托森差速器,自动车型则使用平行齿轮的B型托森差速器(依然基于自锁原理),前后平时动力分配为50:50,最多可分配80%的动力。

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第四代quattro四驱系统的前后差速器都采用了电子差速锁(EDL),实际上是ABS系统的延伸,而抛弃了传统的机械差速器锁(实际上quattro的前桥一直是开放式差速器,这次还算加强了)。普通车型的EDL在时速高于40公里时生效,而S车型由于动力强悍,这一数值放宽到了80公里/小时。第四代quattro四驱系统更为偏重公路表现,基本上已经和越野绝缘。

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第五代quattro四驱系统——加入ESP系统

主要装备车型:Q7(2005年至今),A4(B8车型,2007年至今),A5,A6(C6/C7车型),RS4/S4(B7手动车型)等

第五代quattro四驱系统在机械结构上与第四代四驱系统又有不小的差别,中央差速器也换成了C型托森差速器(基于行星齿轮结构),这也成为目前大家能买到的奥迪车型中主力的四驱系统。正常状态下,前后轴动力的比例为40:60,并可以在70:30和15:85之间自行变化。

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除开S4等运动车型后轴有主动式运动差速器之外(它采用电控多片离合器结构,可以更好分配两个后轮间的动力),第五代quattro四驱系统前后轴依然使用开放式差速器,只不过电子辅助助手从ABS系统换成了功能更强大的ESP电子稳定系统,依然是电子差速锁(EDL)。

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第六代quattro四驱系统——新的中央差速器

主要装备车型:RS5(2010年至今)

第六代quattro四驱系统装备的车型并不算多,主要就是RS5车型。第六代的中央差速器使用了冠状齿轮差速器,重量比此前的托森差速器更轻巧(第六代重4.8公斤,减重2公斤),动力分配比例则与第五代系统系统。当然作为运动车型,RS5后轴也有主动式运动差速器,前轴依然是开放式差速器。

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quattro还是4MOTION?

主要装备车型:TT、Q3、A3等横置平台车型

前面我们也提到了,奥迪和大众的四驱品牌分别为quattro和4MOTION,只不过基于纵置平台和横置平台的车型结构有所不同,简单的说,奥迪TT、Q3、A3等横置平台车型所用的quattro四驱系统与大众途观、帕萨特(B6)等车型的4MOTION四驱系统并无本质上面的不同,均以翰德(Haldex)提供的电控多片离合器作为四驱核心,只不过也随着翰德的换代而换代。

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尽管这类横置的quattro四驱系统看上去没有那么原汁原味,但是随着电控技术的提升,这样的横置quattro四驱系统与纵置平台的quattro四驱系统表现越来越接近,驾驶者也不会感到更多差别,同时也能提升车辆在湿滑路面的操控性能,没什么不好的。

未来的quattro四驱系统——e-quattro

未来的新quattro四驱系统称为e-quattro,使用两台电动机分别驱动两个后轮,内燃机只负责驱动前轮,已经在奥迪的勒芒赛车R18 e-quattro上使用。至于量产车型,此前曾传出新的四驱系统有望在下一代奥迪A4(B9)上应用,不过目前还没有确定消息。

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小结:相比之下,奥迪的quattro四驱系统在几家德系豪华品牌中变化最多,前后经历了六代系统,而且表现也比较出众,在提升日常道路驾驶的同时,也在赛事等方面有更好的表现。对于各个品牌的四驱系统,我们也会不断带来后续报道(包括奔驰等品牌),请大家继续关注网易汽车频道。


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