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淺談四輪驅動系統

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【大紀元8月27日訊】(AUTONET記者:蔡至兼 報導) 雖然工程師不斷的努力在汽車製作上開發新的技術,不斷強調安全性方面的各種優異表現,從主動安全到被動安全,包括了各類電子循跡控制系統、煞車主動控制、多種型式的氣囊到車身製作,但有一點往往被大家所忽略的就是強勁動力所帶來高速性能。

隨著科技的發展,汽車在性能及功能上有卓越的進步,其中四輪驅動系統已經成為現今汽車設計的主流商品之一,經由車廠的大力宣傳,人們似乎已經把四驅系統神化而成為高性能的象徵。從市場的角度來看,智慧型的全時四驅系統對於駕駛安全性的提高,及增強行車的穩定性確實有很大的幫助,即便不是專業的試車員,也能夠明顯感受到它與一般兩輪驅動車款的區別。

由於現今汽車消費者對於動力輸出的要求標準越來越高,為了因應市場上的消費需求,所產生的結果便是大排氣量大馬力的高性能房車、跑車推陳出新,這點其實並不是汽車製造廠的意願,不過其背後的隱憂卻也應運而生,就是駕駛者本身對於高速行車狀態下的操控能力是否能跟得上現今的車輛水準?

多家汽車製造廠也因為這樣的疑慮,以此而開發了各種主動的控制系統來輔助駕駛者能夠更容易的來操控車輛,其中被廣泛採用的技術就是此次要探討的全時四輪驅動系統。

目前世界車廠仍堅持四輪驅動系統的,東西方各有一位代表,分別是德國的AUDI與日本的SUBARU。AUDI自從1980年推出Quattro全時四輪傳動技術以來,經過20多年的不斷進化,Quattro已經成為AUDI的獨門武器。而SUBARU早在70年代便將水平對臥引擎和四輪驅動系統結合,最主要是該廠發現這種組合不僅提升操控穩定性,重心也降低許多,尤其在冰天雪地更能發揮功能。也因為堅持,兩家車廠直至現今仍在四輪驅動中獨領風騷。

不像F1賽事在封閉跑道中繞圈圈,嚴酷的WRC不僅要考驗車手技術,對於能在惡劣地勢以高速行駛且具備優異操控的車輛,幾乎是四輪驅動最佳實驗場所。

由於WRC越野賽是以性能升級的量產房車為主,因此成為各大車廠必爭的戰場,從多年的賽事一路發展下來,可以清楚看出驅動方式對於速度及車輛性能方面的影響。

早期的參賽車均以後輪驅動車款為主,1980年代AUDI賽車隊開始運用全時四驅技術而大穫全勝之後,越野賽事全面變成了四輪驅動房車的勢力範圍,這方面的技術一開始是歐洲汽車製造廠如AUDI、LANCIA或PEUGEOT、FORD所領先,而幾家日本汽車製造廠如TOYOTA、MTSUBISHI、SUBARU、NISSAN、MAZDA為了要提高自身科技的形象,也紛紛積極參加這個國際級的大型賽車活動,並且把越野賽車中所獲得的技術轉移至量產車上,使得現今的量產房車在全時四驅系統方面的技術運用更為廣泛。

現今汽車市場中運用全時四驅系統非常多,但快速成功的除了SUBARU Impreza外,就是MITSUBISHI的Evo系列,這兩家車廠選擇了同一時間於1989年開始參與WRC Rally的競技,以Mitsubishi在1992年9月發表的第一代Lancer Evolution為例,為因應FIA賽會的參賽車輛規則而限量生產2500輛,結果在發表會之後的三天內旋即銷售一空,因此又追加了2500輛,可見得當時Lancer Evo的特殊與四驅系統的威力;當然SUBARU也不會等著挨打,當下就打出實力相當的Impreza WRX STi,其成績斐然,也讓消費市場陷入一片瘋狂搶購。這也是何以Impreza STi和Lancer Evo被視為永遠好敵手的原因。

當然現在將四輪驅動列為主力的,還有德國AUDI,只不過這幾年該廠已退出WRC,專心於GTCC、Le Mans等賽事,否則以過去的光榮歷史絕對又是WRC常勝軍。
四輪驅動光從名稱上來看,是指四個車輪都擁有動力輸出的一種驅動方式,但實際上依車輛的用途與實際需求的不同,許多設計與結構之間其實還是有差異的,傳統的越野四驅車可透過加力箱裝置來切換四驅或是二驅,如JEEP旗下知名的Wrangler;而現今的SUV車則大多採用可依據車輪打滑狀況而自動切換四驅或是二驅模式的主動控制方式。

至於房車或跑車部分,現今則是普遍運用了全時四輪驅動系統,其作動特點主要是在車上裝置多種偵測車速與引擎轉速之類的感應器,能夠自動偵測每個輪胎的轉速而計算出是否有打滑情況,而反應出各個車輪對於動力的需求,並自動調整前後輪的扭力分配比例,主要利用前、中、後三個差速器對於每個車輪的扭力輸出作最恰當的分配,使車輛可以順利又快速的通過各種路段以獲得最佳循跡性。以下是市場目前三種四輪驅動系統:

◎全時四輪驅動系統
全時四輪驅動系統的作動主要透過中央的扭力感應差速器,於行進中隨時調整引擎扭力的前後分配,再透過前後輪傳動軸當中的防滑差速系統隨時調節前軸或後軸左右車輪的扭力分配。因此全時四輪驅動系統可以隨時根據各個車輪的抓地狀況,將動力傳輸至抓地力最佳的車輪,確保在各種路面過彎時能夠保持最佳循跡穩定狀態,同時也能發揮最大的動力輸出,讓駕駛者在盡情享受駕駛樂趣的同時,對於車輛的行駛穩定性更擁有高度的信心。

◎適時四輪驅動系統
此類設計與傳統四驅車的傳動切換方式並不相同,在作動上平時行車會以前輪傳動模式驅動,可保有房車的輕快行駛感與省油特性,當車輪感知器偵測到前輪抓地力減輕至限度之下(前輪轉速高過後輪轉速時),即自動切換成4WD型態以提供最高的驅動力,當前輪抓地力回復時即自動恢復前輪傳動方式,是一種具經濟性又實用的智慧型四輪驅動系統,某些車款並會在其中加入4×4On的手動控制模式,4×4On作動時其引擎動力會以前後50/50平均分配到四個車輪之上,而且可在任何速度切換驅動模式變化,因此在一般道路中的動力輸出不僅輕快、換檔順暢,無論是急加速或者爬坡的驅動方式均能夠自動選擇,均能夠擁有絕佳的循跡性與驅動力,大多為現今的SUV車所採用,可稱之為Real Time 4WD適時4輪傳動系統。

◎手動切換2WD/4WD傳動系統
此一傳動系統的設計大多運用在專門的越野車款身上,主要在於強調其穿越能力,現今新款的四驅切換裝置在操作上均採用新的氣鎖式輪轂Air locking hub設計,它的特點是能夠在行駛中任意切換4或2WD傳動模式,方便駕駛者於行車中遇到任何氣候、地形的突然變化均可隨時對應,讓車輛機械結構可充分獲得彈性運用,也因為此項設計而讓車輛因應路況可隨時切換成2WD,達到最高的省油經濟效果。在4WD的操作上此類車款大多均擁有High/Low兩種驅動切換方式,4WD High檔可行駛於一般道路及多種地形,而4WD Low檔則為前後傳動輪的差速器鎖定,主要用於穿越艱難地形,並不適合在一般柏油道路上行駛所使用。

只要車輛都是由人來主控,不管價位、等級、科技,再高的車輛都有發生意外的可能,因此人的駕駛技術成為決定行車安全的重要因素之一,除了天災與非自主性的意外因素,車輛的行車狀況是完全掌握在駕駛者手中!而智慧型全時4驅系統的出現則彌補了駕駛者對於路面狀態及輪胎抓地力之間判斷的不足,其路面操控表現會有明顯不同,最大的分別是後輪穩定性提高了,路面抓地力比前驅車要給人有更大的信心;過彎時車身的動態更加滑順與流暢,特別是當柏油路面有沙石時,後輪的抓地力令轉彎動作十分可靠。

不論愛車是否配置四輪驅動系統,建議只要開車就必須小心,千萬別太過自信或信賴車輛安全系統,因為再如何快還是克服不了地心引力,飛不了的!

──轉載自《汽車日報網站》(http://www.autonet.com.tw)
(http://www.dajiyuan.com)

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