汽车技术在进步,四驱系统在升级。
驱动系统的升级是从两驱变成四驱,四驱系统的升级是从轴传动变成多引擎。
燃油动力汽车采用的是轴传动四驱,想要了解为何采用“轴传动”就需要先了解内燃机;燃油车搭载的发动机是活塞往复循环式的内燃式热机,这种发动机的特点是结构复杂、不宜长时间高转速运转,而且热效率相当低。其转化动力是依靠燃烧燃油产生热能,能量推动活塞,活塞推动连杆和曲轴以输出动力;在转化过程中会出现热能的大量损耗,比如进排气损耗、冷却损耗和摩擦损耗等,真正能转化为机械能的热能占比很低。
说白了就是能耗很高,所以一台车往往只装备一台发动机。
由于发动机运行中存在较大程度的磨损,于是发动机还必须配备变速箱。
一台四四方方的、有四个车轮的汽车却只有一台发动机,那发动机不论布局在车头、中间还是车尾,似乎都只能驱动两个车轮;所以燃油车必须有分动箱才能实现四驱,分动箱连接的是前后传动轴,前传动轴连接前桥差速器、差速器连接两侧车轮,后传动轴连接后桥差速器、差速器连接两侧后轮。
这就是轴传动的概念,燃油车不得不用轴传动来实现四驱。
轴传动的四驱有很突出的缺点,缺点是无法主动控制车轮的转速和扭矩。
动力通过发动机传递到变速箱,随后到分动箱,最后才能通过传动轴到前后桥;一般的四驱分动箱没有差速器,切换到四驱模式之后,前后传动轴的转矩则会相同;也就是前后轮获得的动力一样,越野车如果有前后桥差速锁的话,一旦差速锁锁止,动力达到前桥或后桥差速锁之后也会以相同的标准往两侧分动。
结果是四个车轮的转速和扭矩都一样,车辆也就无法正常转弯了;汽车转弯时的四个车轮都需要以不同转速运转,不过这种状态适合越野,因为有一个车轮获得足够的抓地力即可推动车辆脱困。至于转弯大可以强行转弯,让前轮有一个方向,随后通过动力强行推动车身侧滑即可。
全时四驱或适时四驱会给分动箱加上差速器或限滑差速器,功能是可以调整前后传动轴的扭矩(分动比例),这样就能在四轮摩擦力都很强的状态下让车辆转弯,因为前后桥获得不同的动力、车轮再获得不同的动力即可以不同的转速运转。
但是这些车在越野时也得锁止分动箱的限滑差速器或差速器,回到分时四驱的状态,让每个车轮都以相同的动力输出才能保证能越野。
不过如果能让每个车轮按照需要输出不同标准的动力,这样的四驱系统越野能力会更强,但是轴传动加差速锁做不到,只能以相同的输出来越野脱困。
然而电动四驱能够做到让每个车轮输出不同的动力,比如用四台电机驱动车轮的电混越野车。
由于电动机在转化动力的过程中损耗很小,能耗也很低,所以即便一台车装备是台电动机也能够保证低能耗;所以电动四驱不需要轴传动,最高标准的电动四驱只需要给每个车轮提供一台驱动电机即可。
假设车轮是手和脚,电动四驱的手脚会很灵活。
一个人在手脚并用的攀岩,在不同的位置和角度上,两只手可以用不同的力量来发力,两只脚也可以用不同的力量来蹬。
大脑很聪明,能够按照实际需要来“发力”。
电动四驱就像是一个人,电控单元像是大脑,大脑可以调整每个车轮的输出功率和扭矩;所以电动四驱的越野能力自然会很强, 重点是能够在越野时稳定的控制车身姿态。比如汽车的三个车轮都在湿滑路面上,抓地力各不相同,只有右前轮在干燥路面上;于是电动四驱就能让由前电机输出足够强的动力,其他三个车轮的电机根据摩擦力来输出不同的动力,车辆就能稳定的驶出湿滑路面,过程中也不会侧滑。
反之,轴传动四驱就做不到,因为锁止之后的每个车轮输出的动力都一样,结果则是在脱困的过程中出现车身侧滑,这在一些越野场景中是很危险的。
总结,下面通过三张图片来感受轴传动和电动四驱的区别。
1.轴传动四驱的非锁止状态,重心在后轮,后轮摩擦力大则获得的动力多,前轮摩擦力小则无法获得足够多的动力或无法获得动力,所以越野翻越障碍。
2.轴传动四驱的三把锁锁止状态,前后车轮输出动力完全相同,越野过程中无法控制车身姿态和行驶轨迹。
3.电动四驱,感受一下吧。
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