可能现在90%以上的四轮驱动都是离合器式的。离合器本身的原理可以在油管上找一大把。下面是我随便抓一个上来的。离合器式的中央差速也应该有它的优势吧,这个我只能在这瞎猜了:按原理上来讲离合器式应该改可以大幅调整前后动力分配,比如说从70/30 到30/70. 这个是上面三种都不可能做到的。
齿轮型中央限滑差速器是在中央差速器基础上增加了一套限滑作用的齿轮。Audi引以自豪的机械式Quattro用的托森就是这样的差速器。首先需要明确的是Quattro不等于托森,中央限滑差速器只是解决了前后动力重分配的问题。其次Audi不是唯一用托森的厂家,Audi和丰田是两家用托森用得最多的。托森也是丰田子公司的产品。托森的精华在于它巧妙地利用了蜗轮蜗杆的自锁性:蜗杆能转蜗轮,但蜗轮不能转蜗杆。对于不是学机械的人来说,理解托森是个比较烧脑的过程。所以这里我就不敢多说了。
代表车型:Audi A5, A6,A8,Q7. 丰田4runner,手档的 FJ Cruiser,陆地巡洋舰,凌志GX,LX
优点:反应快,机械触发式,动力调整也是在同一套机械中,在打滑发生时它的动力调整已经完成了,电控型的限滑差速器反应再快可能也赶不上它。可靠,动力调整结果可以预期。寿命长,和其他限滑差速装置比较,它靠位置固定的齿轮完成工作,没有摩擦产生的磨损,不用担心浆糊失效。
缺点:托森不是自动差速锁,把它理解为带力矩乘法器的普通差速器更准确。比方说托森差速器平时两边各有50NM的力矩。当一边打滑的时候,这边的力矩要根据Load来算。比如说路面滑, 负载小,力矩下降到5NM,那不打滑一边得到的力矩是根据TBR(Torque Bias Ratio)来定的,如果TBR是4,那另一边得到的力矩是4 x 5=20NM。推进动力损失了6成。那假设打滑的这一边负载是0(轮子悬空).不打滑那边得到的力矩是4 x 0=0,着地的轮子拿不到动力。如果我对TBR理解正确的话,这个应该是托森的致命伤。Audi和丰田解决这个问题的办法是给打滑的轮子刹车来增加负载。这种Brake Pulse的办法在其他地方也被广泛应用,等下面说前后轴差速器解决办法时再多说几句。
视频:关于托森的视频很多,但视频之间有很多矛盾的地方,下面的视频可能是说得最正确的。另外WIKI上有多托森比较详细的介绍
离合器式的中央差速也可以分为两种。第一种是只有离合器但没有中央差速器的。这种车平时动力分配应该是100/0 或90/10. 需要的时候连接上后轴。那其实这类车原理和上面讲的Part Time 4WD象极了,唯一不同的是这种车切换模式是靠电控而不是手动。
代表车:VW 4Motion, Volvo这类用Haldex液压式离合器系统的。
优点:…省油…
缺点:我对电控两驱变四驱的效果总觉得不放心。虽然Haldex看上去做的已经很出色了。我更相信平时所有轮子都带动力的四驱。
视频:看丰田销售来介绍RAV4 吧.
说电子差速锁可能会有点陌生,但说它的别名Traction Control可能都知道,因为两驱车和四驱车都有。Traction Control的工作原理大概是这样的,附在轮子上的速度传感器会把速度信息传给控制系统。如果控制系统检测到驱动轮之间速度不一致,那它就会认为转速快的一边打滑了。控制系统就会给打滑的轮刹车。打滑的轮由于刹车的加入所以负载增加,从发动机得到的力矩也增加,而差速器另一侧不打滑的轮会得到同样的力矩。当力矩足够大的时候不打滑的轮就可以让车前进。从另一个角度来看,刹车的作用是让打滑的轮的转速降到和差速器另一侧的轮转速一致,这个和上面讲得差速锁的功能一致。所以也可以把Traction Control叫电子差速锁。
代表车型:四轮驱动的厂商大多数都在用电子差速锁,只不过大家都有自己的叫法。这包括Audi(EDL-Electronic Differential Lock),吉普 (BLD – Brake Differential Lock), 速霸路(VDC- Vehicle Dynamic Control),丰田(A-TRAC),宝马(DTC- Dynamic Traction Control)。
优点:简单,理论上讲效果应该很好。和机械差速锁比它的锁和解锁是自动的。
缺点:刹车温度会升高,到了极限这个功能就失效了。刹车损耗。不能对左右动力作可控的分配。比如说我想30/70 或40/60,这个电子差速锁做不到。
视频:来看丰田的A-TRAC
结束之前我再唠叨Audi和速霸路两句。到现在为止我们可能可以比较完整的表述Q7的Quattro:用托森做中央限滑差速器控制前后动力分配,前后轴用普通差速器被动式地将动力传给左右轮,用电子差速锁(EDL)来保证轮子不会失去动力。这样说来这种Quattro和凌志GX的四驱没有大的区别。凌志GX也是托森+前后轴差速器+电子差速锁(A-TRAC)。同样的比较也可以放在捣蛋的Outback和宝马Xdrive上。都是离合器式的中央限滑差速器+前后轴差速器+电子差速锁。至少从我理解的基本原理上我说不出来谁更好。我在网上看到过一种说法是速霸路电控部分做得比较Aggressive,但这又回到我前言里的观点,这些信息都是不透明的,个人认为很难比较。 另外如果需要更深入的讨论的话还要考虑别的影响四驱性能的因素,比如说我看到关于发动机相对前轴的位置,车的重心等等的讨论,这些我真是一点没看懂。