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奧迪的操控性和四驅(qū)系統(tǒng)是不是比奔馳和寶馬都要好？

奧迪的操控性和四驅(qū)系統(tǒng)是不是比奔馳和寶馬都要好？: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-11-14

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奔馳把它旗下的四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)命名為4MATIC。這套系統(tǒng)最早只在奔馳的專業(yè)越野車G級(jí)上被采用，當(dāng)然，當(dāng)時(shí)的G級(jí)完全時(shí)為了通過性的才去考慮配置四驅(qū)系統(tǒng)的，而當(dāng)時(shí)的奔馳4MATIC與現(xiàn)在亦有很大的差別。上世紀(jì)八十年代的奔馳G級(jí)上并沒有引入現(xiàn)在流行的全時(shí)四驅(qū)的概念，而是早期的分時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)。但這套分時(shí)四驅(qū)并不是像吉普威利斯那樣依靠駕駛員的操作進(jìn)行切換的。而是采用了濕式多片離合器來控制前橋動(dòng)力的通斷。當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，實(shí)際上僅是采用后輪驅(qū)動(dòng)的，因?yàn)榇藭r(shí)中央耦合器在電腦的控制下是保持?jǐn)嚅_的，動(dòng)力100%地傳遞給了后輪。當(dāng)汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，電腦會(huì)通過轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得一個(gè)轉(zhuǎn)向角度，然后通過這個(gè)轉(zhuǎn)向角度計(jì)算出一個(gè)前后車輪的理論轉(zhuǎn)速。如果后輪的轉(zhuǎn)速與前輪的轉(zhuǎn)速相匹配（差別在誤差允許范圍內(nèi)），那么視為正常轉(zhuǎn)向。如果前后車輪轉(zhuǎn)速差超過正常范圍，那么電腦則會(huì)判斷此時(shí)后輪已經(jīng)開始打滑，然后自動(dòng)控制中央粘性耦合器接通，將一部分動(dòng)力分擔(dān)出來傳遞給前輪。這時(shí)前輪獲得的動(dòng)力大概只有35%，其目的時(shí)為了讓后輪擺脫打滑。如果此時(shí)后輪仍然打滑，那么電腦則會(huì)判斷，35%的動(dòng)力不足以讓汽車擺脫打滑的局面，從而自動(dòng)鎖死多片離合器。這時(shí)相當(dāng)于剛性地把前后驅(qū)動(dòng)橋連接起來，前/后按照50：50的固定比例傳遞動(dòng)力。換個(gè)角度來看相當(dāng)于差速器被差速鎖鎖死。當(dāng)然這種方式最大也只能實(shí)現(xiàn)前后50：50的動(dòng)力分配，如果50%的動(dòng)力仍然不能把車從泥坑里拉出來，那只能束手無策了。不過多年以后，隨著第二代4MATIC的推出，奔馳的四驅(qū)系統(tǒng)在性能上得到了質(zhì)的提升。這套一直沿用至今的新一代4MATIC四驅(qū)系統(tǒng)實(shí)際上就是上文所介紹的，采用了前，中，后三個(gè)開放式差速器的全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)。其實(shí)這種三個(gè)差速器的設(shè)計(jì)并不稀奇，但它的核心就在差動(dòng)限制技術(shù)上。奔馳引入了一套全新的概念，叫“4ETS”技術(shù)，這跟保時(shí)捷在959車型上推出的PSK技術(shù)有些相似。我們前面說過，開放式差速器的好處是能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)力的分配，把動(dòng)力自動(dòng)分配給受阻力小的車輪。但是它的缺點(diǎn)也顯而易見，就是一旦有一個(gè)車輪失去抓地力，那么車輛將陷入困境。4ETS就是利用了ABS的制動(dòng)力自動(dòng)分配（EBD）功能，實(shí)現(xiàn)了差動(dòng)限制。道理很簡(jiǎn)單，我們知道，4通道4傳感器ABS最大的好處就是可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力自動(dòng)分配功能，給需要制動(dòng)的車輪逐個(gè)進(jìn)行制動(dòng)，而不是同時(shí)給全部車輪制動(dòng)。每個(gè)車輪上的制動(dòng)器都由一個(gè)電磁閥來控制，電磁閥能在電腦的控制下處于三種狀態(tài)：加壓狀態(tài)、平衡狀態(tài)和減壓狀態(tài)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)逐個(gè)車輪的單獨(dú)制動(dòng)，而這一切都可以由電腦來自動(dòng)控制完成。那么當(dāng)這種全時(shí)四驅(qū)的車輛有一個(gè)車輪打滑時(shí)，電腦可以通過控制ABS對(duì)這個(gè)打滑車輪制動(dòng)的辦法來限制它的空轉(zhuǎn)。這樣差速器就不會(huì)把動(dòng)力傳遞給這個(gè)打滑的車輪了，轉(zhuǎn)而傳遞給未打滑的其他三個(gè)車輪。如果制動(dòng)系統(tǒng)把這個(gè)打滑的車輪鎖死，那么其他三個(gè)車輪就能得到所有的動(dòng)力，也就是說其他每個(gè)車輪能得到33%的動(dòng)力。如果車輛有三個(gè)車輪都在打滑，只有一個(gè)車輪能獲得抓地力的話，同樣的道理，4ETS也能給這三個(gè)車輪產(chǎn)生制動(dòng)力限制其打滑，而讓動(dòng)力100%地傳遞給未打滑的這一個(gè)車輪，讓車擺脫困境，不過遇到三個(gè)車輪都打滑的機(jī)會(huì)是非常小的。當(dāng)然如果四個(gè)車輪都打滑的話，那么神仙也救不了你了。 4MATIC還有一個(gè)好處就是在高速行駛時(shí)能提高汽車的主動(dòng)安全性能。我們知道高速行駛最讓人抓狂的就是輪胎喪失抓地導(dǎo)致汽車失控，這在濕滑路面上尤為多見。在4MATIC的幫助下能夠保證汽車能更好地在安全的駕駛極限內(nèi)行駛。不過這 ... 展開跟ESP所起到的保護(hù)作用不同，但原理有些相似。我們知道ESP為了保證汽車在高速行駛時(shí)不至于失控的做法就是電腦一旦檢測(cè)出某個(gè)車輪有打滑的跡象就給通過減小油門開度（降低速度）和對(duì)這個(gè)可能要打滑的車輪進(jìn)行制動(dòng)讓它保持在極限范圍內(nèi)。不過這一切都比較被動(dòng)，因?yàn)闇p小油門開度來減慢速度是需要時(shí)間的，這相當(dāng)于我們?cè)诓徊扔烷T的情況下利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)讓車減速。而ESP的制動(dòng)又會(huì)白白損失動(dòng)力。對(duì)于4MATIC來說這些問題都迎刃而解了。同樣是對(duì)可能失去抓地的單個(gè)車輪進(jìn)行制動(dòng)但情況卻不相同。由于采用了三個(gè)開放式的差速器，在給這個(gè)將要打滑的車輪進(jìn)行制動(dòng)時(shí)動(dòng)力并沒有被損耗掉，而是通過差速器傳遞給了其他三個(gè)車輪。正因?yàn)?MATIC的4ETS技術(shù)能把傳遞到每個(gè)車輪的扭矩從0-100%的進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，所以極大地優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)力的合理分配，從而保證了車輛高速行駛的主動(dòng)安全性，而且過彎的速度和極限也能更高。當(dāng)然這些都是理論上的結(jié)論。我們知道頻繁地制動(dòng)會(huì)大量消耗動(dòng)力而且使制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)熱。不過實(shí)驗(yàn)表明，在速度較低的情況下這種發(fā)熱并不可怕，但是如果高速行駛的情況，能量損失就不容小覷了。所以4MATIC低速越野是它的強(qiáng)項(xiàng)，要提高公路性能，我們則需要采用另外一種方式。因此針對(duì)4MATIC公路性能的弱點(diǎn)，寶馬的Xdrive就應(yīng)運(yùn)而生了。對(duì)于寶馬Xdrive來說，它比奔馳的做法顯得更聰明，這也是Xdrive比4MATIC誕生得晚的原因。其實(shí)寶馬早期的四驅(qū)并不叫Xdrive而是叫ADB-X，它跟奔馳的4MATIC幾乎是同時(shí)代的產(chǎn)品。從設(shè)計(jì)和性能上也跟奔馳的4MATIC非常相似，不，可以說是完全一樣。寶馬早期的ADB-X四驅(qū)系統(tǒng)采用的也時(shí)前，中，后三個(gè)開放式差速器。動(dòng)力通過這三個(gè)差速器分配給每個(gè)車輪，當(dāng)有車輪打滑時(shí)，也時(shí)通過ABS的制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)差動(dòng)限制的。正因?yàn)橛辛薃DB-X在公路高速行駛性能上的不足，在后來推出的Xdrive全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)上做出了很大的改進(jìn)。其解決辦法就是在中央差速器上安裝了一套多片離合器。對(duì)中央差速器的差動(dòng)限制比較獨(dú)特，不是采用ABS制動(dòng)，而是采用多片離合器的分離和結(jié)合來實(shí)現(xiàn)差動(dòng)限制。這套多片離合器由一個(gè)液壓閥控制，液壓閥能產(chǎn)生很大的推力，在電腦的控制下實(shí)現(xiàn)多片離合器的分離和結(jié)合。當(dāng)多片離合器分離時(shí)，中央差速器按照把動(dòng)力分配給受阻力小的車輪的原則分配動(dòng)力，但當(dāng)車輪打滑時(shí)，多片離合器結(jié)合，把動(dòng)力分配到抓地力大的車輪上。這些都是在分動(dòng)箱里面通過調(diào)節(jié)多片離合器的結(jié)合力度來調(diào)節(jié)動(dòng)力分配的，所以不需要頻繁制動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)前后車橋的動(dòng)力的合理分配。這樣正好解決了4MATIC在高速行駛下的動(dòng)力分配損耗問題。有了這套多片離合器，就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)4MATIC很難實(shí)現(xiàn)的功能，就是在汽車加速時(shí)把更多的動(dòng)力分配給后輪。我們知道，汽車加速時(shí)特別是急加速時(shí)，由于重心會(huì)后移，后輪的負(fù)載增大，那么后輪能獲得的抓地也就更大，最好的辦法就是讓后輪獲得更大的動(dòng)力，這樣能夠在加速時(shí)獲得更多的有效牽引力。Xdrive正好能實(shí)現(xiàn)此樣的功能，而且在高速行駛和急加速時(shí)也不會(huì)有制動(dòng)系統(tǒng)的介入，不會(huì)有過多的能量損耗。不過還有一種全時(shí)四驅(qū)做得更絕，他能主動(dòng)的根據(jù)需要分配動(dòng)力，而這一切都是通過純機(jī)械來完成的，這就是奧迪的QUATTRO。 Quattro一直以來都是奧迪宣傳的重點(diǎn)，性能方面自然有過人之處。它最早被采用在八十年代的奧迪S1拉力賽車上。當(dāng)時(shí)S1屬于拉力B組的比賽，B組是當(dāng)時(shí)全世界拉力賽車中改裝幾乎不受限制的組別，所有的賽車都配備了超大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，平均功率都在500匹左右。在這樣大的動(dòng)力的作用下，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪顯然是不能發(fā)揮性能的，因此當(dāng)時(shí)B組的賽車基本上都采用了四輪驅(qū)動(dòng)，而奧迪采用的Quattro四驅(qū)，讓它的S1賽車所向披靡。正因?yàn)樵诶愡\(yùn)動(dòng)中不俗的表現(xiàn)，使得奧迪對(duì)它的Quattro技術(shù)更有信心。 90年代以后在奧迪的民用車上廣泛采用?，F(xiàn)在幾乎6缸以上的奧迪車都把Quattro作為標(biāo)配。我們熟悉的奧迪100轎車就配備過Quattro四驅(qū)系統(tǒng)。經(jīng)過這么多年的發(fā)展，奧迪一直沿用著這一獨(dú)特的四驅(qū)技術(shù)，其可靠性已經(jīng)非常成熟。其實(shí)，說奧迪的Quattro四驅(qū)獨(dú)特，主要是因?yàn)樗闹醒氩钏倨髟O(shè)計(jì)非常獨(dú)特。奧迪Quattro采用的是托森中央差速器。從圖上可以看出奧迪四驅(qū)系統(tǒng)的中央差速器（托森差速器），前轉(zhuǎn)動(dòng)軸，前差速器都是集成在變速箱的殼體里面的，這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常緊湊，也為乘員艙騰出了空間。能這樣緊湊主要?dú)w功于奧迪獨(dú)特的發(fā)動(dòng)機(jī)布置方式。我們知道大眾-奧迪集團(tuán)的傳統(tǒng)就是前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前軸之前，而變速箱剛好布置在前軸之后，前車軸剛好從變速箱底部穿過。這給差速器的布置帶來了好處，也因此才可以把四驅(qū)系統(tǒng)最占地方的中央差速器，前差速器和前傳動(dòng)軸集成為一體。所以結(jié)構(gòu)緊湊是奧迪Quattro的一大優(yōu)點(diǎn)，緊湊的結(jié)構(gòu)帶來的是更高的傳動(dòng)效率和更輕的整備質(zhì)量。不過要想了解Quattro四驅(qū)在性能上的優(yōu)越性，我們不得不提托森差速器的優(yōu)越性。因?yàn)镼uattro的四驅(qū)性能在很大程度上是因?yàn)橥猩钏倨鞯莫?dú)特才能實(shí)現(xiàn)的。托森差速器與普通開放式差速器有很大的區(qū)別。它雖然也是采用的行星齒輪結(jié)構(gòu)但所有的部件都跟開放式差速器不同。托森差速器主要由蝸桿行星齒輪，差速器殼體，前輸出軸和后輸出軸四套大部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力直接用來驅(qū)動(dòng)托森差速器的殼體（途中的動(dòng)力輸入齒輪與殼體相連），殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)三組蝸桿行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪與殼體之間是由直齒連接的，與前后輸出軸之間是由蝸桿連接的。這樣動(dòng)力可以順利的通過行星齒輪分配給前后輸出軸從而能夠驅(qū)動(dòng)前后車橋。正是因?yàn)樾行驱X輪的蝸桿設(shè)計(jì)，讓它具備了一個(gè)自鎖死功能。注意這一全套機(jī)構(gòu)都是純機(jī)械聯(lián)動(dòng)的沒有任何電子設(shè)備的介入。蝸桿齒輪的動(dòng)力傳輸特性剛好跟普通開放式差速器的直齒行星齒輪相反，它能自動(dòng)的把動(dòng)力分配給受阻力較大一側(cè)的輸出軸（車輪）。因?yàn)楫?dāng)有車輪打滑時(shí)，也就是說有車輪即將失去抓地力時(shí)，蝸桿行星齒輪會(huì)相互咬死，讓動(dòng)力無法傳遞給打滑的車輪，從而自動(dòng)分配給了仍然有抓地力的車輪，而且這一切都是線性調(diào)節(jié)的，車輪打滑得越厲害，獲得的驅(qū)動(dòng)力越少，相反抓地力越大的車輪獲得的驅(qū)動(dòng)越多。這正是我們所需要的。托森差速器常被稱為扭矩感應(yīng)式差速器，它的靈敏程度是可以通過在設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)節(jié)蝸桿齒輪斜齒的斜度來調(diào)整鎖死扭矩的。我們知道汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)由于前后車輪的運(yùn)動(dòng)圓弧不等長(zhǎng)，所以也會(huì)造成轉(zhuǎn)速差。此時(shí)動(dòng)力分配并不平均，不過這時(shí)可以通過方向盤轉(zhuǎn)角與四個(gè)車輪轉(zhuǎn)速計(jì)算出是否在正常轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)速差范圍的。然而托森差速器的靈敏度是固定不變，那么在匹配托森差速器時(shí)，必須要考慮轉(zhuǎn)向帶來的轉(zhuǎn)速差問題，因?yàn)榇藭r(shí)不能讓蝸桿齒輪咬死，否則會(huì)損壞傳動(dòng)系統(tǒng)，降低傳動(dòng)效率，甚至產(chǎn)生轉(zhuǎn)向制動(dòng)。那么蝸桿齒輪的齒形斜度必須依據(jù)轉(zhuǎn)彎時(shí)的前后車輪轉(zhuǎn)速差來匹配，也就是說在轉(zhuǎn)彎時(shí)（前后車輪轉(zhuǎn)速差較小時(shí)）不能發(fā)生鎖死情況。在直線行駛狀況下托森差速器是前后50：50平均分配動(dòng)力的，此時(shí)差速器殼體里面的行星齒輪自身并不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)汽車加速時(shí)，由于后輪附著力增大，托森會(huì)自動(dòng)向后輪分配更多的動(dòng)力來獲得更大的有效牽引力。同樣的道理，當(dāng)汽車加速出彎時(shí)，后輪附著力增大，它會(huì)自動(dòng)地把稍多的扭矩分配給后輪，這相當(dāng)于一種偏向后輪驅(qū)動(dòng)的全時(shí)四驅(qū)，我們知道后輪驅(qū)動(dòng)的汽車能有更高的彎道操控極限和更高的過彎速度，那么托森剛好滿足了這種需求。當(dāng)車輪打滑時(shí)，由于轉(zhuǎn)速差很大，托森又會(huì)把更多的動(dòng)力分配給未打滑的車輪讓汽車擺脫困境。所以總的來說擁有托森中央差速器的奧迪Quattro是一個(gè)既兼顧公路性能又兼顧通過性能的全時(shí)四驅(qū)。最難能可貴的是它沒有借助任何電子設(shè)備，而是通過精妙的純機(jī)械設(shè)計(jì)來達(dá)到這些性能上的需求，所以奧迪Quattro四驅(qū)有著極高的響應(yīng)速度，這給公路行駛帶來很大的好處。從另外一個(gè)角度來看，因?yàn)樗侵鲃?dòng)分配動(dòng)力的，不需要通過傳感器和電腦的分析判斷，而且純機(jī)械結(jié)構(gòu)帶來的是超高的可靠性和耐用性，這對(duì)需要通過性能的SUV是非常有好處的，Q7正是擁有這種設(shè)計(jì)的SUV。筆者認(rèn)為托森差速器幾乎可以成為20世紀(jì)繼轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)以后精妙機(jī)械設(shè)計(jì)的典范。不過正是因?yàn)檫@套機(jī)構(gòu)的精妙，導(dǎo)致其需要非常高的加工精度、制造工藝和高強(qiáng)度的材料才能保證其性能的發(fā)揮，所以成本非常之高。奧迪Quattro之所以沒有在前后差速器上都采用托森差速器，估計(jì)也是出于成本的考慮。奧迪對(duì)左右車輪打滑的處理方式則是跟奔馳4MATIC和寶馬Xdrive一樣，應(yīng)用了EDL電子差速制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)打滑車輪的差動(dòng)限制。不過對(duì)于一臺(tái)全時(shí)四驅(qū)的汽車來說中央差速器是最重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗苯迂?fù)責(zé)分配動(dòng)力給前后橋，如果沒有它，前后差動(dòng)限制做得再好也意義不大。所以采用了托森差速器作為中央差速器的Quattro在四驅(qū)性能上已經(jīng)可以算領(lǐng)先對(duì)手了。收起: 回答者：網(wǎng)友

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