越野分时四驱-- —《越野知识普及2》

越野分时四驱-- —《越野知识普及2》 （转自新浪切大队越野英雄会coperlee）

越野车不仅是当前SUV的鼻祖，更是四驱技术的率先采用者。越野车最早采用的技术就是分时四驱，这套简单而又行之有效的四驱技术，知道现在仍然在大量车型上被采用，特别是那种对于通过性比较看重的车型。这种技术诞生的原理是怎样的呢？为何到现在仍然被继续采用，它到底有哪些优势呢？
四轮驱动的历史要追溯到上世纪初，在汽车出现以后，由于道路条件的限制，路面并不适应汽车行驶，在坑洼不平且充满泥泞的路面上，两轮驱动的汽车几乎无法行驶。这让人们甚至怀念起了马车时代，在那时只要多抽马几鞭，无论多么崎岖的路面，马儿就会听话地把车拉动。人们就此期待一台能像马车一样应付恶劣路面的汽车，这样四轮驱动的汽车设计理念就开始孕育而生。而真正促使这一技术得以实现，却是战争。为了适应战场的需要，必须有一种车能应付各种路况同时又具备较强的机动灵活性，四驱越野车就在这种强烈的战争需求下出现了。跨越坑洼不平的乡间小路，翻越崎岖的山地丘陵，在雨后泥泞的土岭上，四驱越野车都能轻松的摆脱困境，在炮火纷飞的战场上，两轮驱动的汽车在这些恶劣的路面条件下似乎只能成为敌人“活靶子”。正是在这个狰狞的年代造就了真正意义上的四驱越野车的出现。而真正实现批量化生产的四轮驱动的越野车莫属于二战时期名声大噪的Jeep Willys了。它也是第一款采用分时四驱技术的越野车，作为四驱越野车的鼻祖，Jeep Willys的技术甚至一直沿用到现在的普及型SUV上。
我们知道从第一辆汽车诞生之日起，汽车就是采用后轮驱动的，由于早期无法解决前轮既实现驱动又实现转向的功用，因此没有一辆汽车采用前驱设计，各种车型均是基于后驱平台开发出来的。无论是发动机前置、中置还是后置，最终都是要将动力传递给后轮，由后轮负责驱动车子行驶，而前轮只承担转向的责任。因此在四轮驱动的传动方式的设计理念出现时，仍然没有前驱平台问世，故而四轮驱动也自然是在后驱平台上衍化而来。纵置发动机的布置方式也顺理成章的成为当时实现后轮驱动和四轮驱动的唯一的选择。时至今日这种基于后驱平台开发的分时四驱也一直沿用到现在。
    刚开始的时候，操控性就成为制约四轮驱动技术发展的一大障碍，如果直接接通将导致车辆无法转弯。四轮驱动是将动力分配给四个车轮，相比两轮驱动，单个驱动轮获得的驱动力更小，在总动力不变的情况下，驱动轮不易产生打滑的现象，这在应付恶劣路况时，非常重要。但显然直接接通四驱是不行的，因为这样车辆将无法转弯。我们都知道，当车子转弯时内外侧车轮由于运行轨迹不同，外侧车轮的转弯半径要大于内侧车轮的转弯半径，因此车子转弯时的速度保持恒定的情况下，外侧车轮由于运行的轨迹较长，车轮就需要更快的转速，而内侧车轮由于运行的轨迹短，因此车轮转速也应相对低于外侧车轮的转速。这样车子才能实现平稳自如地转弯。如果内外侧车轮始终保持获得相同的动力，维持着相同的转速，那么车子转弯就会变得非常困难。骑过三轮车的人都会有明显的感受，由于三轮车结构极其简单，其两个后车轮甚至是由一根通体轴连接，这样的结构就造成两侧车轮无论在何时输出的驱动力都是均等的，也就无法在转弯时实现外侧车轮比内侧车轮转速快，这样在转弯过程中内外侧车轮就会相互较劲，外侧车轮要快却快不了，内侧车轮要慢又慢不下来，从而导致转弯困难，速度稍快还会造成三轮车翻车。这一现象在四轮驱动的车辆上表现得更为明显，由于其四个车轮都具有驱动力，当转弯时四个车轮处于四个不同的轨迹上，我们以车辆右转为例，右转弯时处于内侧的右后车轮转动的轨迹最短，转弯半径最小，在转弯过程中转速相对其余三个车轮也就最低才行，而处于外侧的左前车轮的转动轨迹最长，转弯半径也自然最大，转速相对其余三个车轮也就需要最大，其余的两个车轮也分别处在两个完全不同的运行轨迹上，车轮所需的转速也是完全不同的。如果四驱系统是直接接通前后桥的话，四个车轮获得的发动机的驱动力是完全相同的，这种情况就和三轮车转弯时的情况相仿，四个车轮将具备相同的转速，转速需最小的车轮却获得了和其他车轮相同的驱动力，而转速需最大的车轮在相同的驱动力下，车轮转速无法增加，这就造成了需慢速转动的车轮慢不下来，需快速转动的车轮没有足够的驱动力而又快不起来，致使内外车轮相互较劲，无法顺利转向，最终导致车辆运动停止。这种现象就是所谓的转向制动。
在没有中央差速器的年代，采用分动箱是解决这一问题的最好办法。在两轮驱动的车子上我们可以通过在前后轴上分别设置两个差速器，在转弯时使处于内侧驱动轮获得更小的驱动力，处于外侧的驱动轮获得更大的驱动力，从而达到外车驱动轮转速高于内侧驱动轮的目的。而不是驱动轮的两个从动轮，由于没有驱动力作用在车轮上，其完全是跟随着车辆的转向被拖动，因此也就不会与驱动轮出现相互较劲的情况。而四轮驱动则不然，正如我们上面所说的，其四个车轮都会获得驱动力，因此单纯在前后轴上分别布置差速器是远远不够的，因为即使像两轮驱动那样设置两个差速器，其只能保证内外侧车轮产生转速差，而前后车轮依然是实现动力平均分配，也就是说在转弯过程中，前轮和后轮会获得相同的驱动力，从我们前面说的看，四轮驱动的车辆转弯时前后驱动轮也要存在转速差才可以轻松实现转弯，驱动轮才不会相互较劲，产生转向制动现象。为了达到增大外侧前轮的驱动力，减小内侧后轮的驱动力的目的，直接采用传动轴将前轴和后轴进行刚性连接是做不到的。那么这就需要转弯的时候，将前后轴断开，而在需要四驱的时候在将其接通，这样一套装置就叫做分动箱。这也是早期四驱越野车所具备的必不可少的装置。
    Jeep Willys也正是采用分动箱的第一款批量生产的越野车。
     分动箱的作用也并不是直接将前后轴的动力像差速器那样分配给各个车轮。分动箱实际上完全是一个手动动力切换装置，其达到的目的就是在两轮驱动和四轮驱动中转换，当车子在直线行驶时，车轮需要相同的动力输出，这时分动箱就可以将前后轴进行刚性连接，做到将动力平均分配到四个车轮上，而当车辆转弯时，将分动箱手动选择两轮驱动档，这样车子就可以像两轮驱动那样轻松实现转弯了。

我们前面说了，四驱车的开发是基于后轮驱动的平台上开发出来的，因此采用分动箱结构的四驱车在两驱模式下实际上就是一台不折不扣的后驱车，发动机输出的动力通过变速箱连接着传动轴，直接将动力传递到后轴上。而分动箱只是在变速箱和将发动机动力传递给后轴的传动轴之间增加一个输出轴，前轮的动力就像是并联在传动轴上似的，由静音链条将动力传递到前轴的传动部件上。正是由于前轴的动力输出相当于是并联在传动轴上的，因此分动箱不仅是组成并联结构的连结机构，也是动力输出的控制机构。它可以手动将前轴的动力在连接与断开之间进行切换，而完成动力的切换工作并不是靠静音链条来实现，而是依靠齿轮组实现的。这就像是变速箱的输入轴和输出轴一样，当需要进行动力切换时，搬动分动箱的挡把，由挡杆下端连接的拨叉拨动齿轮，完成输入齿轮和输出齿轮啮合或者分离的工作，从而实现动力的连接和断开。由于车子在直线行驶过程中，在前后轮都不发生打滑的情况下，前后轮的转速应该是相同的，因此分动箱在实现动力切换时，其内部齿轮的转动也是相同的，齿轮可以轻松的实现分离和啮合，而不发生打齿现象，因此在分动箱上也就不需要同步器来实现输入轴和输出轴转速同步。换句话说我们在通过分动箱进行两驱和四驱的切换时，并不需要停车进行调节，只要车子维持在一定的车速下保持直线行驶就可以实现。因此分动箱的出现就很好的解决了四驱车转向困难的难题。在驾驶分时四驱的越野车时，调整车子的驱动方式不仅可以保证车子的操控灵活性又可以提高车子的通过性，在正常驾驶时采用两轮驱动的模式，经济性更高，灵活性也更出色。而在路况恶劣的情况下，选择四轮驱动又可以提高车子的通过性。这就是分时四驱的优势所在。
另外，有些分时四驱车型的前轮上会各有一个旋钮，在我们需要越野的时候，都是下车把这个旋钮拧一下。这是为什么呢？其实这车旋钮是前半轴的锁止开关。当这个锁止开关打开时，前轮与前半轴是分离的。这样在两驱的模式下，前半轴是没有驱动力的，但如果前半轴没有和前轮分离的话，会和前轮随动，这显然不利于提高经济性。把它与前轮分离后，就可以实现车轮在转动的时候前半轴是不动的，此时减少了前半轴因为随前轮从动而消耗的动力，减少了油耗。如果确认是长期不用四驱模式的话，是建议将其解开的。然而要进行四驱时必须停车将其锁止。因为采用四驱模式后，前半轴就已经不再是从动的了。它在传动轴上获取了一半的动力，使前半轴变成了主动。如果锁止开关还是开着的，那么前半轴就会空转，没有把动力传递给前轮。所以在需要越野的时候一定要记得下车到前轮把锁止开关的旋钮拧一下。
    知道了这些原理以后，在看到实车上分动箱的挡把时，会看到2H、4H和4L之类的选择，那么当我们驾驶分时四驱的车时，应该怎么去选择适合的模式呢？先说说哪些情况下可以用四驱模式吧。因为分时四驱接通后相当于硬轴连接，因此采用四驱模式要非常谨慎。
在直线加速时，包括湿滑路面加速或者上坡时，可以采用四驱模式。在四驱的模式下，每个轮都是分配到固定的25%的驱动力。可以避免两驱加速时，车轮附着力减小出现打滑的现象。尤其是在湿滑路面上，由于地面的摩擦系数很低，出现打滑现象的机率就会很大，所以采用了四驱模式会很好的提高车子的有效牵引力。在上坡时由于车子重力会产生一个沿坡面向下的分力，从而导致车子牵引力下降，如果此时采用了四驱模式，就会把动力平均分配到各个车轮，避免了两驱的打滑，同样增加了有效牵引力。但这仍然仅限于直线加速的时候，过弯时必须迅速切换成两驱。
在极限越野的时候可以一直挂着四驱。极限越野是指那种道理非常恶劣，车辆以极低的速度慢速通过时，可以挂上四驱模式。所谓4H和4L只不过是分动箱的加力装置，可以增加一倍左右的齿比，可以根据扭力的需求选择4H或者4L。只不过需要注意的是，从2H切换到4H的时候，是不需要停车的，直接切换即可，因为前面已经说到过，轮速和转速是匹配的。但如果是在4H和4L之间切换的话，速比发生了变化，一般需要停车切换。虽然在这种路况也会出现转弯的情况，但是此时的转弯时速是很慢的，前后轮内外的转速也相当不足以产生前后轮因为转向时转速不同而产生的互相干扰较劲现象。大家都知道在越野的时候是会遇到一些很复杂多变的恶劣路况，那么在采用四驱模式进行越野时会产生什么效果呢？一般在越野的时候最常见的现象莫过于车轮打滑。针对车轮打滑的现象，我们结合分时四驱模式的特点来阐述。当有一个车轮打滑的时候，由于这是的四驱是相当于硬轴连接的，这样前轴和后轴将获得各50%的动力，这是硬性分配的，不会有变化。如果没有前桥和后桥差速锁，此时当前轮打滑时，由于驱动力是由分动箱分为两部分传递给前后轴的，所以即便是前轮打滑，后轮一样会得到50%的驱动力，此时也就相当与一个只有一半动力的后驱车推着车子前行。相反，如果当后轮打滑时，就相当与一个只有一半驱动力的前驱车，拖着车子前行。但当同侧的两个车轮打滑时，如果没有前后桥差速锁，此时动力将全部传递给一侧打滑的车轮，车辆将无法走出困境。因此在一些特别注重越野的硬派越野车上，会装上前后差速锁，这样一来，整个车子将完全靠硬轴连接，每个车轮都能获得硬性的25%的动力，那么只要有一过车轮有附着力，车子将不会被困住。从上面可以看出，此时分时四驱车的分动箱实际上起着相当于中央差速器锁的作用，硬性的连接上前后轴，然后把动力平均的分配到前后轴上。
在公路上过弯绝对不能采用四驱模式。这个问题这文中已经出现过了多次，主要是因为四驱模式后，分动箱相当于把前后轴硬性的连接到了一起，是动力始终是平均分配。我们都知道，车子在转向的时候，内外的车轮的转数是不一样，同为前轴或者后轴的车，内外车轮的转数差可以通过前后桥差数器来实现。但是此时前后轮的运动轨迹也是不同的，所以转数也不相同。这种硬性的连接就会使前后的车轮产生转向制动。以右转弯为例，就相当于应该旋转最快的左前车轮和应该旋转最慢的右后车轮之间没有转速差，使得前后轮较劲而产生的制动效应。此时的车子的速度将大幅度降低，产生严重的转向制动，如果速度再快些，相当于过弯是急刹车，有可能出现翻车现象。
    在砂石、雨雪、冰面上转弯也不能用四驱模式。这个通常是大家比较容易犯错的地方，很多司机在遇到下雨或者下雪的时候，会很自然的挂上四驱，认为这样有效驱动力更好。这个误区主要是由于前文提到的，在湿滑路面上可以采用四驱走直线的情况而来的。没错，在这种路面挂上四驱走直线确实可以提高车子的有效期牵引力，但是如果遇到转弯却是另一番情况了。我们已经知道了分时四驱的四驱模式不能在公路上过弯的原理，而现在的情况也类似。由于在公路上转弯已经会产生转向制动的现象，使车子不能转向。如果在这种湿滑的路面上同样采用四驱的模式转弯的话，前面所说问题同样存在，而且会产生更为严重的后果——车子不光是速度降低那么简单了，而是根本无法完成转向，如果是在山路上很可能导致车毁人亡！在附着力地的路面上，轮胎和路面之间的摩擦系数很低，当车子转弯时产生的转向制动，会让前轮发生抱死，想像想一下转弯前轮抱死将是什么结果？因此在雨雪天气或者砂石路面，只有坡道起步等情况下不得不采用四驱时挂四驱，而在车子走起来以后一定要记得挂回两驱，否则真的在弯道发生转向不足，采取措施已经来不及了。
那么到底才能更好的驾驶这种四驱车呢？越野路段就不说了，这种四驱实际上就是为越野准备的，因此在越野的时候，自然是采用四驱模式，这里主要谈论的是公路驾驶。说实话，这种四驱对于公路来说意义确实不大，因为它根本没有考虑兼顾公路性能，它设计之初的目的就是为了提高通过性——在越野的时候可以用四驱，而在公路的时候可以变回两驱车。但对于驾驶技术非常熟练，熟悉分时四驱的驾驶员来说，确实可以通过两驱四驱的切换获得一些更高的性能。比如大排量的越野车，或者在附着力较低的路面上，可以选择四驱起步，因为这样可以提高有效驱动力，避免驱动轮打滑。而对于普通越野车在干燥路面上，就没有必要了，因为即使是两驱，也是后驱，普通越野车起步打滑的概率本来就很小。当车子在公路上开起来以后，即使是技术熟练的驾驶员，也没有必要采用四驱。因为车辆在达到一定速度，驱动轮突破极限的概率已非常低，而这种分时四驱根本无法弯道使用，对于提高弯道极限更无从谈起，因此此时仍挂四驱除了多耗些油，多增加些危险系数，没有其他意义。对于一般的驾驶者而言，还是一直用两驱模式吧，这样也没有什么不好，还可以提高燃油经济性。要知道如果入弯前忘记转换为两驱时，后果是很危险的。
分时四驱是一种古老而又实用的技术，它在越野的时候，相当于装配了中央差速锁的全时四驱，通过性很好。而且这种技术很成熟，结构也比较简单，可靠性好，加上其不要装配中央差速锁，成本要比全时四驱低得多。相比而言，配备中央差速锁的全时四驱只是在公路性能方面超越分时四驱，对于那些并不十分看重公路表现的越野车或者越野型SUV来说，意义不大，反而增加了成本降低了可靠性。因此在偏重越野的车型上，这类四驱仍然得到广泛运用。国内的许多众多车型，包括国产的经济型SUV中的四驱版，以及像帕拉丁、早期的猎豹，包括刚刚进口的铃木吉姆尼，采用的都是这种四驱系统。这些车型无一例外都是采用非承载车身，后整体桥甚至前后整体桥的悬架——典型的越野型设计。对于它们来说，四驱就是用来越野而非跑公路的，传统而有效的分时四驱刚好符合它们的定位。