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全轮驱动的优势!AWD的发展及构造详解[转帖]

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ESC、TCS系统通过控制发动机动力输出和制动系统来保证平稳驾驶,以损失动力作为安全保证以防止超越物理极限;AWD控制并调整每个车轮的扭矩输出,在不干涉发动机动力输出的情况下提高了物理极限,保证你全天候的驾驶乐趣。

奥迪Quattro AWD诞生于1980年,当年奥迪的设计师声称:“早晚有一天,AWD会像今天4轮盘式刹车一样流行。”

果不其然,今天奥迪用AWD武装了它的每一款型号的车型,而各大厂商也在纷纷加入AWD行列。

车辆的驱动型式有FWD(Front-Wheel Drive)、RWD(Rear-Wheel Drive)、4WD(Four-Wheel Drive)和AWD(All-Wheel Drive)。我们先来看看这几种驱动型式。

前轮驱动(FWD):今天占轿车产品的70%的经济型及中级轿车都采用了前轮驱动。就像名字所暗示的,只有前轮传递动力。安装在前部的发动机将动力直接传输到前轮,提高了牵引效率,60%~70%的重量集中在轿车前部,提供了更好的冰雪稳定性,但前轮要承受75%的制动,而且在急加速时车身重心后移,就会造成加速延迟,在操控上也存在着转向过度和后轮打滑现象。

后轮驱动(RWD):豪华轿车通常采用后驱,重量分配接近于50∶50,提供了更平稳的驾驶。RWD与FWD驱动情况正相反,操控性能有所提高。当加速时车身重心向后转移,这正是你所希望的,因为后轮主管牵引力,前轮主管汽车方向。你还可以在弯道加速。这并不是说RWD在结构上就好,它也存在缺陷,如从前到后的传动轴(使车内地板从前到后隆起),还有一个很大的差速器在后部,增加了重量和成本,它同样不适应全天候驾驶。

以上两种车型都是只使用了两个车轮传递动力,为什么不同时使用另两个车轮?

四轮驱动就是使用了4个车轮传递动力,它又分为4WD和AWD两种形式。4WD是为了增加牵引力,在不顺利的道路条件下或是追求极限性能驾驶,是专为越野设计的。而AWD主要是为了减少轮胎的滑动和提供更好的操控性能。AWD通常不需要司机来操作接合系统,没有低速范围,按照需求自动分配前后轮扭矩。AWD通常是一种公路驾驶系统,提高公路驾驶性和全天候性,而不是越野性。

AWD可以全时段实现最佳操控。相对于RWD和FWD,AWD对每个驱动轮分配了更少的牵引力,所以会更少发生牵引力大于轮胎和地面的摩擦力的情况,也就是说,驱动轮更少打滑。

显然四轮驱动会带来更高水平的牵引和操控,因为牵引力是被4个车轮而不是2个车轮分享。它能够跨越更高的弯道极限,特别是在粗糙、湿滑路面,所以从1980年奥迪使用AWD开始就主要用于WRC赛车。

恒时AWD轿车会产生中性的转向倾向,这要得益于4个车轮共享牵引力。事实上,还与重量分布相关,而通常恒时AWD轿车前后的重量分布是50∶50,所以很难出现转向过度。

AWD轿车有些是恒时四驱,而有些平时是前轮或后轮驱动,只有在车轮打滑时才变为四驱。今天竞争的压力已使更多的汽车厂商制造了不同级别的AWD轿车。那么AWD是最好的驱动方式吗?并不准确,因为它增加了重量和复杂性及增加了成本,AWD会比2WD多消耗燃油,一般AWD系统会比2WD重50~100kg,即使是一般品牌售价也要增加2000美元,但AWD在驾驶性能上的提高是不可否认的,像保时捷AWD从0到100km/h的加速时间是3.7s,而两轮驱动只能达到4~5s。

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只看该作者 1楼 发表于: 2006-03-17
下面我们来看看AWD的发展历程。

AWD的童年——成长的年代

当人们谈到AWD时,多数人首先想到的是奥迪,事实上早在1966年,英国的Jensen公司作为一家很小的运动车制造商就在Jensen FF上第一个使用了AWD系统。Jensen FF在中间和后差速器使用了粘性耦合器LSD差速器,直到今天这一系统还很流行。Jensen FF良好的操控性震惊了人们,但是由于价格很贵并没有大量生产,到1972年不得不停止了生产。

奥迪是第一个成功大批量生产AWD轿车的制造商。在1980年3月的日内瓦车展上奥迪揭开了Quattro的面纱,奥迪80 AWD轿车上市了。它的设计师声称:“早晚有一天,AWD会像今天4轮盘式刹车一样流行”。AWD第一代使用了手控限滑差速器,尔后使用了Torsen LSD差速器。奥迪在赛车场上一个接着一个的胜利,在80、81、82连续3年获得WRC冠军。不仅是在赛场上,在民用车市场上也开启了一种新观念,良好的牵引力、更多的安全和更多的驾驶乐趣使恒时4驱确定了它的地位,自此AWD轿车开始在世界流行。今天奥迪用AWD装备了它的每一款车型。

AWD的鼎盛时代83—93年



奥迪Quattro在WRC的成功使众多公司纷纷加入AWD行列。从83年到85年就有标致205 T16、蓝旗亚Delta S4、福特RS200、罗孚Metro 6R4等车型加入AWD行列,这也是赛车运动推动汽车技术发展的一个典型例子。随着1986年赛车规则的改变则有更多的车型加入了AWD行列,如福特Escort RS、丰田Celica GT4、三菱LancerGSR和斯巴鲁翼豹WRX等。此时,奥迪则把AWD推广到了全车系,目的是要提高湿滑/冰雪路面的安全操控性而不是鼓励高速通过弯道等极限路段。其他厂家如宝马、福特、标致、斯巴鲁等也都相应推出了民用产品。

AWD的消沉期1994—1999年

自1994年开始越来越多的厂商停止了AWD车型的开发,这主要是由于当时车辆牵引力和平衡稳定控制系统的出现,因为他们同样体现了湿滑/冰雪路面的安全操控性,而ABS电子系统更是以价格低、重量轻、燃油消耗低取胜。事实上AWD的良好操控性能还是不能够被替代的,但由于过高的造价使AWD在许多车上消失了。到了1998年,宝马、PSA、欧宝、雷诺、马自达等都停止了生产AWD车型,只剩下了奥迪/大众、斯巴鲁等主要生产AWD轿车。

2000年AWD的复苏,AWD的黄金时代来临了



随着SUV和RV的盛行,AWD又开始变得流行。如今在美国销售的SUV有近一半使用的是4WD,而在日本几乎所有新型SUV都有4WD车型。这股潮流也带动了轿车向AWD发展。在2000年宝马又开发了3系AWD轿车以抗击奥迪AWD。奥迪A8曾经是这一级别唯一采用AWD的轿车,而今天大众辉腾也加入了其中。

在美国,2004年销售的轿车中全轮驱动所占比例已经从1999年的12%上升到2004年的23%,这一数据还在不断上升。新上市的产品有无限G35、绅宝9-2X。通用也在准备生产四驱凯迪拉克STS,林肯也要在3年内生产四驱轿车,福特水星部的05款中级轿车Montego和福特部的福特500都有相应的AWD车型。在国内我们也已经能看到奥迪A4、大众辉腾及斯巴鲁全系列等AWD车型。
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只看该作者 2楼 发表于: 2006-03-17

AWD轿车技术的核心是LSD差速器

AWD的基本构成是具有3个差速器,分别控制前轮、后轮、前后扭矩分配。然而只有3个差速器并不能满足轿车在恶劣路面具有良好操控性能的需要。当通过湿滑路面轮胎发生打滑时,需要限制打滑轮胎的扭矩,这就需要限滑差速器(Limited Slip Differential 简称LSD)。当打滑发生时LSD就会锁住驱动轴,使车辆冲出困境。

LSD差速器作为AWD轿车技术的核心,有Torsen LSD, Viscious Coupling LSD, VC differential lock and Active LSD,Haldex LSD等几种,它们具有不同的特性,我们来看看这几种LSD差速器。

Torsen LSD的主要使用者是奥迪Quattro,它是恒时4驱,牵引力被分配到了每个车轮,具有良好的弯道、直线(干/湿)驾驶。Torsen自锁中心差速器确保了前后轮均一的动力分配。任何速度的不同,如前轮遇到冰面时,系统会快速做出反应,75%的扭矩会转向转速慢的车轮,在这里也就是后轮。Torsen LSD是纯机械系统。

Haldex LSD: 从1998年大众开始使用4Motion系统,首先使用在高尔夫Ⅳ4Motion车型上,差速器使用了瑞典Haldex公司生产的多片离合器式差速器,并使用了电脑控制,与主动差速器相似。中间差速器与后差速器相邻,内部充满了液压油以减少摩擦,并依靠液压油控制离合器。当离合器不作用时扭矩不传到后轴,随着压力的增加,离合器啮合也变得紧密,传输到后轴的扭矩就越大。而电脑决定传递扭矩数值,通常是50∶50分配,但也可实现100∶0或0∶100。

粘性耦合(Viscious Coupling)中央差速器LSD使用在许多简单的AWD系统,早期的如大众Syncro。他们由许多片摩擦片和钢片组成,就像自动变速器中的多片式离合器。在密封的差速器内充满了粘性液体,这些液体有强烈的倾向将这些离合器片粘合在一起。通常情况前后轴速度相同,摩擦片和粘液是相对稳定的。当一个轴的轮胎打滑时,改变了摩擦片的速度,粘液受到搅拌就会将它们粘合,使非打滑车轮得到足够的牵引力。

粘性耦合LSD差速器是速度感应器,没有打滑时扭矩平均分配。当打滑时,扭矩可100%分配到其它车轮。它存在着一定的延迟性,液体并不像齿轮,它重量轻、更便宜,所以我们会在许多产品中看到它,如斯巴鲁AWD轿车。



今天主动式LSD(Active LSD)也已广泛应用,使用了多片离合器分配扭矩到前后轮,利用电脑控制并收集多项信息,以保证更精确的控制,不但在转弯、打滑时应用,还可在加速和制动时合理分配牵引力。

三菱AYS主动差速器。它实现扭矩的传递是通过差速器内的2个离合器,一个控制左侧,一个控制右侧。当电脑认为有必要对一侧车轮传递更多扭矩时,压紧相对侧车轮离合器,更多扭矩就会传递到希望的车轮。它能够精确控制扭矩分配,实现全时段平顺控制。

在2004年4月,本田公司宣布了新的超级AWD系统,称作SH-AWD(Super Handling All-Wheel-Drive),安装在Acura RL(北美) 和Legend(日本)车上,该系统在弯道具有出色的操控性和车身平稳性,其前后轮扭矩分布系统带有独立的后轮左、右侧扭矩调节,可以依据驾驶条件自由地分配最合适的扭矩到4个车轮。

系统通过监测司机的操作和驾驶条件(路况),SH-AWD决定最适合的前后和左右扭矩分配。这一信息再传递到后差速器,在这里电磁离合器连续调节并改变前后扭矩分配比率,可以30∶70到70∶30,后轮左右扭矩分配从100∶0到0∶100。扭矩不仅作为推进力,还提高了车辆操控性。

SH-AWD能够按照司机的意图给出最佳的扭矩分配,提供给你完全中性的转向感觉,实现出色的舒适性和稳定性。在弯道加速时,后轮的扭矩输出是连续变化的,外侧车轮可以是100%,内侧车轮是0%,在片刻产生向内的偏航,明显提高操控性。在偏航发生时通过监测车辆的重心改变来改变车轴的扭矩输出。在直线加速时,前轮载荷减少,前后扭矩输出也会相应调整。SH-AWD应用了世界第1款电磁离合器,电磁线圈产生磁力,压合多片离合器。紧凑的离合器单元配备行星齿轮增强扭矩,保证高扭矩的真实输出。搜寻线圈监测电磁线圈和磁体的间隙,电磁离合器再做精确扭矩调整。

当直线行驶时,双齿轮行星齿轮和传动轴同步,产生前后轮同速。当进入弯道时,行星齿轮锁住,增加后轮速。液压执行器操作离合器开关,其中还有一个单向离合器。电脑读取转向角度、侧向加速度、偏航率、车轮速度等数据。由于左右轮可变扭矩,在到达车身平衡极限时就可以不通过ESP系统而直接通过扭矩的分配来控制车身平衡。

奔驰的E240、E350、E500使用了4MATIC四驱系统。车辆配备了SBC(Sensotronic Brake Control)刹车控制系统,在弯道时每个车轮可以具有不同的制动力。4MATIC并不具备传统的自锁差速器,而是被电控牵引力控制系统4ETS所替代。当有车轮失去牵引力时,系统会自动介入,对单个车轮实施制动,同时对牵引轮增加扭矩。要感谢快速的制动系统,它完成了3个差速器的工作。

驾驶乐趣被作为车辆开发的最主要因素之一。AWD能有效提高驾驶乐趣,自然会提高车辆的市场竞争力,于是众厂商纷纷涉足AWD轿车。在2004年生产的AWD轿车有奥迪全系列、美洲虎X-Type、斯巴鲁翼豹、翼虎、Volvo S60、S80、奔驰E、C、S级、宝马3系、保时捷911、Suzuki Aerio、三菱Lancer、丰田Matrix、大众帕萨特、大众辉腾、福特500、水星05款中级轿车Montego等。AWD的队伍正在飞速壮大。


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学习!喜欢!AWD的车..从我车车前年去沙滩玩的时候偶就知道..偶要一部AWD车!
。。。。。。。。。升级为~~一级~~技~~工
另..如有那位车友开SS..在4S或有什么技术问题要厂家帮手的..可以论坛信息给我一下...或者能帮到手
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