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[转帖]全轮驱动的优势!AWD的发展及构造详解

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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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re:下面我们来看看AWD的发展历程。...

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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re:AWD轿车技术的核心是LSD差速器...

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

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re:奥迪Quattro我非常喜欢 我曾经说...

奥迪Quattro我非常喜欢 我曾经说过 40多万元的价位我肯定会选择奥迪A4 3.0L Q

他的AWD是全机械式 基本不会浪费任何一丝动力... 这就是德国人的精湛之处 我们买车一定要看重内在 认准一个汽车品牌最值钱的东西

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re:本田的超级AWD太厉害了,口水一地~

本田的超级AWD太厉害了,口水一地~

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re:如果本田的超级AWD系统那么厉害 他为什...

如果本田的超级AWD系统那么厉害 他为什么不敢参加WRC。。。。

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re:本田的F1历史可是辉煌,相当的有实力

本田的F1历史可是辉煌,相当的有实力

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re:奥迪Quattro诞生后,就是凭借着在W...

奥迪Quattro诞生后,就是凭借着在WRC赛场上超出色的表现 包揽大小奖杯 才被人们所认识并推广的 一个车厂如果不能在最能体现AWD价值的拉力赛场上有出色的发挥,那他的AWD技术就是不会被大家所认同的,只是看上去很刁而已,本田的超级AWD就是这样的一个典型!
有底气就在拉力赛场上溜溜

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re:那可能要等20年的测试才能说明SH-AW...

那可能要等20年的测试才能说明SH-AWD的确很强悍的说了

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re:可能不用20年 别的车厂又能推出更先进...

可能不用20年 别的车厂又能推出更先进可靠的AWD技术而广泛用运于WRC赛场了....

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re:好像现在全世界敢叫嚣让量产车爬上37.5...

好像现在全世界敢叫嚣让量产车爬上37.5度的滑雪斜坡的只有奥迪吧,别的企业四驱技术好为什么不也去爬一爬看呢?
用事实说话。
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re:爬滑雪坡的广告只有奥迪但不代表除了奥迪其...

爬滑雪坡的广告只有奥迪但不代表除了奥迪其他的都不行,而且不做改装这台车也是爬不上去的

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re:改装只有两处,一是用了雪地轮胎,二是把变...

改装只有两处,一是用了雪地轮胎,二是把变速箱锁定在一档。除此之外完全是上市车。
而且,奥迪25年前就用奥迪100爬上去了,现在换了A6重了那么多照样爬。当然别的厂商不是没实力,只是如果别的厂商把有这种四驱能力的车造出来量产的话,价格不知道会高到什么地方。所以说还是奥迪强。
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re:谁了解本田的SH-AWD

谁了解本田的SH-AWD

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re:确实不是十分了解,在此对自己的轻率发言表...

确实不是十分了解,在此对自己的轻率发言表示道歉。于是在研究了一下网上的资料后,我再说说自己的看法,纯属一家之言,本着切磋的态度,所以希望楼上如果有时间让我们更多的了解sh-awd

但经过一些阅读,我个人认为本田的这项四驱技术跟quattro技术并非是本着同一目的而设计的。quattro主要强调的是操控的安全性,包括在湿滑路面和雪地上。而本田SH-AWD是为了获得更高的过弯性能,至于其在前后轮间传动动力的话只能达到三七开。而奥迪的是百分之75。这是一点。另外一点,把动力平均分配给四个车轮是为了保证每个车轮都有足够的摩擦力,这本着的原则是在极端状况下把扭矩尽量分配给承受侧向力小的轮胎,减少分配给承受测向力大的轮胎的扭矩。以保证车辆不会打滑。因为本来承受测向力大的轮胎,你再给它很大的扭矩,就更容易出现打滑。这是一个轮胎本身抓地极限的问题。简单点解释说,就是一个快要散架的桌子你还用力去摇,结果可想而知。
本田超级四驱的前后分配方面没什么问题,个人认为在后轮上各自分配的话对稳定性并不好。因为本来在过弯的时候,外侧车轮承受的侧向力就要大一些(这个不用我解释吧),而如果此时再给外侧轮传递更多扭矩,那绝对是一件危险的是,因为这是在挑战轮胎的抓地极限。这种技术对过弯的帮助是确实的,但前提是在保证轮胎抓地良好的基础上,这时的确不会出现转向不足,如果需要,可以让它出现能够控制的转向过度。但如果后胎中的外侧胎因为人为或路况的原因打滑了呢(根据我上面的分析,这只轮胎非常容易出现打滑)?
下面我把它的分解动作分析一遍。侧后胎首先失去抓地力,紧接着内侧胎由于车身惯性(主要是车尾,在刚开始打滑时前轮还没有马上失控,而此时整个车尾的重量已经全部加在内侧胎上了)也失去抓地力,车尾向外道整体滑动。此时百分之七十的驱动力在全轮,但也只是百分之七十,对于已经完全打滑的后轮,完全失控的车尾,百分之七十的驱动力显然不够。
因此,驾驶这种车,是可以把弯过的很漂亮的,但这要求驾驶者的技术是一流中的一流(因为要猜透这辆车的心思)。也就是说在极限过弯时就等于在钢丝绳上跳舞,跳好了,很漂亮,跳不好……
奥迪的我不过多解释,总之是保证尽量不打滑。quattro会主动迎合驾驶者的操作,而不是要人去猜这辆车在干什么,这辆车的侧后轮现在又没有到达极限。
所以,技术这种东西是要服务于人的,我们不能要求每个人都是赛车手,这也正是为什么那些超级拉力赛车甚至F1只能在赛道上跑的原因。技术再好,也要安全。

以上是我的一点拙见,不全面的地方肯定会有,所以也希望能够多交流。
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re:楼上的叼 我是奥迪的坚定支持者 不过...

楼上的叼 我是奥迪的坚定支持者 不过话说回来 斯科达车队在WRC的战绩非常糟糕 今年都已经迫不得已告别了WRC

这其中车手技术是一大因素 但车本身也有些问题 而斯科达的法比亚WRC就是用的奥迪quattro

这让我很郁闷 要了解一辆车操控性的好坏 WRC是最好的检验场地

为什么大家都说法国车的操控性都很好 你去看看法国雪铁龙和标致在WRC赛场上的卓越表现就知道了

所以也就是说真正的车迷都是很喜欢WRC的 而真正的车迷多么? 所以现在国内对WRC很冷淡 把目光全停留在浮华拜金的F1上

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