1、奔驰宝马奥迪公共四大四驱系统比较奔驰、宝马、奥迪、公共四大四驱系统比较奔驰、宝马、奥迪和公共这几家德国顶尖的汽车制造商在四驱技术都有着各自的看家本领。在国内，人们对奥迪的QUATTRO四驱技术可能早就耳熟能详。奥迪官方也把QUATTRO四驱作为奥迪的一个很独特的技术亮点。但同是德国血统的奔驰4MATIC，公共4MOTION，宝马Xdrive就鲜为人知了。事实上，这些四驱都跟QUATTRO一样，是通过了几代的演变才变得成熟起来的。 军用吉普 说在前面：什么缘故需要四驱技术？ 要了解这些复杂的四驱技术特性，以及性能上的优劣，首先还得来简单的了解一下四轮驱动的发展史。四轮驱动技术主要分为越野四驱和公
2、路四驱。越野四驱最早时从战争中发展出来的。 二战美军为了加强前线步兵和指挥官作战的机动性，开发了一款轻便的四轮驱动小车吉普威利斯。它采用的是分时四驱的设计结构。在当时几乎还没有全时四驱的设计理念。 之所以不能把动力固定的以刚性的传动轴分配给前后轮时因为汽车在转弯时，四个车轮所运动的轨迹各不一样，转弯圆弧的半径也都不相同。所以要想把动力刚性的分配给前后车轮就必须让前后车轮保持完全相同的转速，这在直线行驶时并没有什么坏处，相反还能提高轮胎的有效抓地，但在转弯时问题就出来了。 过弯弧线各轮不同 由于每个车轮在转弯时所压过的弧线不一样就意味着每个车轮的转速都不能一样。如果刚性的把发动机的动力通过传动轴
3、分配给前后车轮的话，那么每个车轮的转速都只能完全相同那么在转向时，前后车轮就会发生转向干涉，如果是干燥路面就会产生一个制动力让车不能前进，这就是我们常说的转向制动。当然，不光是前后车桥有转速差，从图上看左右车轮也存在转速差。 我们知道在汽车的驱动桥上都装有差速器。差速器的作用就是能够调节左右车轮的转速差来适应不同的转向轨迹。普通的这种差速器由于没有任何差动限制，发动机的动力被差速器自动的分配给受阻力较小一侧的车轮，所以这种叫做开放式差速器。几乎所有两轮驱动的汽车上都装有这种差速器。 那么，若是一台汽车是由四个车轮驱动的，那么咱们不难想象，若是要刚性地依照50：50给前后驱动桥分派动力，那么就不
4、能长时刻处于四轮驱动状态，在高摩擦系数路面上转弯时那么必去切换回两轮驱动。若是要全天候确保能够让四个车轮都能取得动力，那咱们就需要一个中央差速器来给前后驱动桥分派动力，就像两轮驱动汽车的开放式差速器一样。 当然除了中央差速器为前后桥分配动力外，还需要前/后两个差速器给左右车轮分配动力，这就是全时四驱的雏形。但装配了三个开放式差速器的四轮驱动对于越野和提高通过性来说时毫无意义的。我们知道，开放式差速器的功能时把发动机动力分配给受阻力小的车轮，如果一台车上使用了三个开放式差速器来调节转速差的话，那么如果有一个车轮受阻力最小，动力就会100%的传递给这个车轮。 这种情况在越野和通过恶劣路面的时候是很
5、常见的。因为汽车在通过恶劣路面时，很容易出现一个车轮离地，或者陷入泥潭打滑的情况，那么如果装用了三个前，中，后开放式差速器的全时四驱车，遇到这种情况就无法获得牵引力继续前进了。 因此这种四驱是毫无意义的。作为像吉普威利斯那样的分时四驱来说，由于前后车桥是被刚性分配动力的，在任何情况下都是前后各一半（50：50）的分配比例，所以即便前轮打滑，还有后轮能提供动力。而对于装了三个开放式差速器的全时四驱来说，就只能通过别的办法来解决这个问题了。 差动限制器 差动限制器就是这样诞生的。我们知道既然开放式差速器的特性是将动力传给受阻力较小一方的车轮，那么如果我们给打滑的车轮制造一个阻力让它不能转动，那么动
6、力自然就能传递给没有打滑（仍然有抓地力）的车轮了，从而摆脱抛锚的困境；当然，还有一种方案就是像分时四驱那样，一旦有车轮打滑，我们直接跨过差速器，把前后传动轴刚性的连接起来（锁死），那么动力将为完全按照50：50的比例来分配，那么没有打滑的车轮也能获得一部分动力从而摆脱打滑的困境。 这两种差动限制就是现在最常用的四驱技术，对于全时四驱来说，决定四轮驱动技术性能好坏的关键，在很大程度上往往就取决于差动限制方式的设计好坏。作为全球几个知名汽车生产厂商，对于四轮驱动的理解也不一样，有着各自的独特设计。下面让我们来看一看这些方式有哪些不同。 奔驰4MATIC： 装备4Matic的奔驰S级轿车 奔驰把它旗
7、下的四轮驱动技术命名为4MATIC。这套系统最早只在奔驰的专业越野车G级上被采用，当然，当时的G级完全时为了通过性的才去考虑配置四驱系统的，而当时的奔驰4MATIC与现在亦有很大的差别。 上世纪八十年代的奔驰G级上并没有引入现在流行的全时四驱的概念，而是早期的分时四驱系统。但这套分时四驱并不是像吉普威利斯那样依靠驾驶员的操作进行切换的。而是采用了湿式多片离合器来控制前桥动力的通断。 当汽车正常行驶时，事实上仅是采纳后轮驱动的，因为现在中央耦合器在电脑的操纵下是维持断开的，动力100%地传递给了后轮。当汽车在转弯时，电脑会通过转角传感器测得一个转向角度，然后通过那个转向角度计算出一个前后车轮的理
8、论转速。 如果后轮的转速与前轮的转速相匹配（差别在误差允许范围内），那么视为正常转向。如果前后车轮转速差超过正常范围，那么电脑则会判断此时后轮已经开始打滑，然后自动控制中央粘性耦合器接通，将一部分动力分担出来传递给前轮。这时前轮获得的动力大概只有35%，其目的时为了让后轮摆脱打滑。如果此时后轮仍然打滑，那么电脑则会判断，35%的动力不足以让汽车摆脱打滑的局面，从而自动锁死多片离合器。 这时相当于刚性地把前后驱动桥连接起来，前/后按照50：50的固定比例传递动力。换个角度来看相当于差速器被差速锁锁死。当然这种方式最大也只能实现前后50：50的动力分配，如果50%的动力仍然不能把车从泥坑里拉出来，
9、那只能束手无策了。 只是量年以后，随着第二代4MATIC的推出，奔驰的四驱系统在性能上取得了质的提升。这套一直沿用至今的新一代4MATIC四驱系统事实上确实是上文所介绍的，采纳了前，中，后三个开放式差速器的全时四驱系统。其实这种三个差速器的设计并非稀奇，但它的核心就在差动限制技术上。 奔驰引入了一套全新的概念，叫“4ETS”技术，这跟保时捷在959车型上推出的PSK技术有些相似。我们前面说过，开放式差速器的好处是能够自动调节动力的分配，把动力自动分配给受阻力小的车轮。但是它的缺点也显而易见，就是一旦有一个车轮失去抓地力，那么车辆将陷入困境。4ETS就是利用了ABS的制动力自动分配（EBD）功能
10、，实现了差动限制。 道理很简单，我们知道，4通道4传感器ABS最大的好处就是可以实现制动力自动分配功能，给需要制动的车轮逐个进行制动，而不是同时给全部车轮制动。每个车轮上的制动器都由一个电磁阀来控制，电磁阀能在电脑的控制下处于三种状态：加压状态、平衡状态和减压状态。从而实现对逐个车轮的单独制动，而这一切都可以由电脑来自动控制完成。 那么当这种全时四驱的车辆有一个车轮打滑时，电脑可以通过控制ABS对这个打滑车轮制动的办法来限制它的空转。这样差速器就不会把动力传递给这个打滑的车轮了，转而传递给未打滑的其他三个车轮。如果制动系统把这个打滑的车轮锁死，那么其他三个车轮就能得到所有的动力，也就是说其他每
11、个车轮能得到33%的动力。 如果车辆有三个车轮都在打滑，只有一个车轮能获得抓地力的话，同样的道理，4ETS也能给这三个车轮产生制动力限制其打滑，而让动力100%地传递给未打滑的这一个车轮，让车摆脱困境，不过遇到三个车轮都打滑的机会是非常小的。当然如果四个车轮都打滑的话，那么神仙也救不了你了。 4MATIC还有一个益处确实是在高速行驶时能提高汽车的主动平安性能。咱们明白高速行驶最让人抓狂的确实是轮胎丧失抓地致使汽车失控，这在湿滑路面上尤其多见。在4MATIC的帮忙下能够保证汽车能更好地在平安的驾驶极限内行驶。只是这跟ESP所起到的爱惜作用不同，但原理有些相似。 我们知道ESP为了保证汽车在高速行
12、驶时不至于失控的做法就是电脑一旦检测出某个车轮有打滑的迹象就给通过减小油门开度（降低速度）和对这个可能要打滑的车轮进行制动让它保持在极限范围内。不过这一切都比较被动，因为减小油门开度来减慢速度是需要时间的，这相当于我们在不踩油门的情况下利用发动机制动让车减速。而ESP的制动又会白白损失动力。 对于4MATIC来说这些问题都迎刃而解了。同样是对可能失去抓地的单个车轮进行制动但情况却不相同。由于采用了三个开放式的差速器，在给这个将要打滑的车轮进行制动时动力并没有被损耗掉，而是通过差速器传递给了其他三个车轮。正因为4MATIC的4ETS技术能把传递到每个车轮的扭矩从0-100%的进行动态调节，所以极
13、大地优化了驱动力的合理分配，从而保证了车辆高速行驶的主动安全性，而且过弯的速度和极限也能更高。 当然这些都是理论上的结论。我们知道频繁地制动会大量消耗动力而且使制动系统发热。不过实验表明，在速度较低的情况下这种发热并不可怕，但是如果高速行驶的情况，能量损失就不容小觑了。所以4MATIC低速越野是它的强项，要提高公路性能，我们则需要采用另外一种方式。因此针对4MATIC公路性能的弱点，宝马的Xdrive就应运而生了。 奔驰4MATIC 公路性 通过性 主动安全性 响应速度 机械损耗 可靠性 成本优势 总体推荐值 关于宝马Xdrive来讲，它比奔驰的做法显得更伶俐，这也是Xdrive比4MATIC
14、诞生得晚的缘故。其实宝马初期的四驱并非叫Xdrive而是叫ADB-X，它跟奔驰的4MATIC几乎是同时期的产品。从设计和性能上也跟奔驰的4MATIC超级相似，不，能够说是完全一样。 宝马Xdrive： 宝马的轿车中Xdrive并非常见 宝马早期的ADB-X四驱系统采用的也时前，中，后三个开放式差速器。动力通过这三个差速器分配给每个车轮，当有车轮打滑时，也时通过ABS的制动来实现差动限制的。正因为有了ADB-X在公路高速行驶性能上的不足，在后来推出的Xdrive全时四驱系统上做出了很大的改进。其解决办法就是在中央差速器上安装了一套多片离合器。 对中央差速器的差动限制比较独特，不是采用ABS制动，
15、而是采用多片离合器的分离和结合来实现差动限制。这套多片离合器由一个液压阀控制，液压阀能产生很大的推力，在电脑的控制下实现多片离合器的分离和结合。 当多片离合器分离时，中央差速器按照把动力分配给受阻力小的车轮的原则分配动力，但当车轮打滑时，多片离合器结合，把动力分配到抓地力大的车轮上。 这些都是在分动箱里面通过调剂多片聚散器的结合力度来调剂动力分派的，因此不需要频繁制动就能够实现前后车桥的动力的合理分派。如此正好解决了4MATIC在高速行驶下的动力分派损耗问题。有了这套多片聚散器，就能够够实现一个4MATIC很难实现的功能，确实是在汽车加速时把更多的动力分派给后轮。 咱们明白，汽车加速时专门是急
16、加速时，由于重心会后移，后轮的负载增大，那么后轮能取得的抓地也就更大，最好的方法确实是让后轮取得更大的动力，如此能够在加速时取得更多的有效牵引力。Xdrive正好能实现此样的功能，而且在高速行驶和急加速时也可不能有制动系统的介入，可不能有过量的能量损耗。只是还有一种全时四驱做得更绝，他能主动的依照需要分派动力，而这一切都是通过纯机械来完成的，这确实是奥迪的QUATTRO。 宝马Xdrive 公路性 通过性 主动安全性 响应速度 机械损耗 可靠性 成本优势 总体推荐值 奥迪Quattro Quattro的优良性能最先在拉力赛上展现 Quattro一直以来都是奥迪宣传的重点，性能方面自然有过人之处
17、。它最早被采用在八十年代的奥迪S1拉力赛车上。当时S1属于拉力B组的比赛，B组是当时全世界拉力赛车中改装几乎不受限制的组别，所有的赛车都配备了超大功率的发动机，平均功率都在500匹左右。 在这样大的动力的作用下，两个驱动轮显然是不能发挥性能的，因此当时B组的赛车基本上都采用了四轮驱动，而奥迪采用的Quattro四驱，让它的S1赛车所向披靡。正因为在拉力赛运动中不俗的表现，使得奥迪对它的Quattro技术更有信心。 90年代以后在奥迪的民用车上广泛采用。现在几乎6缸以上的奥迪车都把Quattro作为标配。我们熟悉的奥迪100轿车就配备过Quattro四驱系统。经过这么多年的发展，奥迪一直沿用着这
18、一独特的四驱技术，其可靠性已经非常成熟。 其实，说奥迪的Quattro四驱独特，主若是因为它的中央差速器设计超级独特。奥迪Quattro采纳的是托森中央差速器。从图上能够看出奥迪四驱系统的中央差速器（托森差速器），前转动轴，前差速器都是集成在变速箱的壳体里面的，如此的设计结构超级紧凑，也为乘员舱腾出了空间。 能这样紧凑主要归功于奥迪独特的发动机布置方式。我们知道大众-奥迪集团的传统就是前纵置发动机前轮驱动的设计，整个发动机布置在前轴之前，而变速箱刚好布置在前轴之后，前车轴刚好从变速箱底部穿过。 这给差速器的布置带来了好处，也因此才可以把四驱系统最占地方的中央差速器，前差速器和前传动轴集成为一体
19、。所以结构紧凑是奥迪Quattro的一大优点，紧凑的结构带来的是更高的传动效率和更轻的整备质量。 只是要想了解Quattro四驱在性能上的优越性，咱们不能不提托森差速器的优越性。因为Quattro的四驱性能在专门大程度上是因为托森差速器的独特才能实现的。托森差速器与一般开放式差速器有专门大的区别。它尽管也是采纳的行星齿轮结构但所有的部件都跟开放式差速器不同。 托森差速器主要由蜗杆行星齿轮，差速器壳体，前输出轴和后输出轴四套大部件组成。发动机输出的动力直接用来驱动托森差速器的壳体（途中的动力输入齿轮与壳体相连），壳体的转动会带动三组蜗杆行星齿轮转动，行星齿轮与壳体之间是由直齿连接的，与前后输出轴
20、之间是由蜗杆连接的。 如此动力能够顺利的通过行星齿轮分派给前后输出轴从而能够驱动前后车桥。正是因为行星齿轮的蜗杆设计，让它具有了一个自锁死功能。注意这一全套机构都是纯机械联动的没有任何电子设备的介入。蜗杆齿轮的动力传输特性恰好跟一般开放式差速器的直齿行星齿轮相反，它能自动的把动力分派给受阻力较大一侧的输出轴（车轮）。 因为当有车轮打滑时，也就是说有车轮即将失去抓地力时，蜗杆行星齿轮会相互咬死，让动力无法传递给打滑的车轮，从而自动分配给了仍然有抓地力的车轮，而且这一切都是线性调节的，车轮打滑得越厉害，获得的驱动力越少，相反抓地力越大的车轮获得的驱动越多。这正是我们所需要的。 托森差速器常被称为扭
21、矩感应式差速器，它的灵敏程度是可以通过在设计时调节蜗杆齿轮斜齿的斜度来调整锁死扭矩的。我们知道汽车在转弯时由于前后车轮的运动圆弧不等长，所以也会造成转速差。 此时动力分配并不平均，不过这时可以通过方向盘转角与四个车轮转速计算出是否在正常转向的转速差范围的。然而托森差速器的灵敏度是固定不变，那么在匹配托森差速器时，必须要考虑转向带来的转速差问题，因为此时不能让蜗杆齿轮咬死，否则会损坏传动系统，降低传动效率，甚至产生转向制动。那么蜗杆齿轮的齿形斜度必须依据转弯时的前后车轮转速差来匹配，也就是说在转弯时（前后车轮转速差较小时）不能发生锁死情况。 在直线行驶状况下托森差速器是前后50：50平均分派动力
22、的，现在差速器壳体里面的行星齿轮自身并非转动。当汽车加速时，由于后轮附着力增大，托森会自动向后轮分派更多的动力来取得更大的有效牵引力。 同样的道理，当汽车加速出弯时，后轮附着力增大，它会自动地把稍多的扭矩分配给后轮，这相当于一种偏向后轮驱动的全时四驱，我们知道后轮驱动的汽车能有更高的弯道操控极限和更高的过弯速度，那么托森刚好满足了这种需求。当车轮打滑时，由于转速差很大，托森又会把更多的动力分配给未打滑的车轮让汽车摆脱困境。 所以总的来说拥有托森中央差速器的奥迪Quattro是一个既兼顾公路性能又兼顾通过性能的全时四驱。最难能可贵的是它没有借助任何电子设备，而是通过精妙的纯机械设计来达到这些性能
23、上的需求，所以奥迪Quattro四驱有着极高的响应速度，这给公路行驶带来很大的好处。 从另外一个角度来看，因为它是主动分配动力的，不需要通过传感器和电脑的分析判断，而且纯机械结构带来的是超高的可靠性和耐用性，这对需要通过性能的SUV是非常有好处的，Q7正是拥有这种设计的SUV。 笔者以为托森差速器几乎能够成为20世纪继转子发动机以后精妙机械设计的典范。只是正是因为这套机构的精妙，致使其需要超级高的加工精度、制造工艺和高强度的材料才能保证其性能的发挥，因此本钱超级之高。 奥迪Quattro之所以没有在前后差速器上都采用托森差速器，估计也是出于成本的考虑。 奥迪对左右车轮打滑的处理方式则是跟奔驰4
24、MATIC和宝马Xdrive一样，应用了EDL电子差速制动来实现对打滑车轮的差动限制。不过对于一台全时四驱的汽车来说中央差速器是最重要的传动机构，因为它直接负责分配动力给前后桥，如果没有它，前后差动限制做得再好也意义不大。 所以采用了托森差速器作为中央差速器的Quattro在四驱性能上已经可以算领先对手了。 奥迪Quattro 公路性 通过性 主动安全性 响应速度 机械损耗 可靠性 成本优势 总体推荐值 奥迪和公共尽管是“一家人”，可是在四驱技术上并无实现共享。公共有着自己的四驱方式4Motion，这跟奥迪的Quattro截然不同。公共4Motion 并非公共自己开发，而是与瑞典的四轮驱动开发
25、商Haldex合作开发的。 公共4MOTION： 所谓合作也就是大众提供车型设计数据和数字模型给Haldex然后由Haldex亲自操刀设计匹配，最后生产出总成由大众直接采购。这种模式很常见，Haldex不但给大众提供这种四驱系统，瑞典的VOLVO也是采用的Haldex提供的类似产品。 大众之所以不能直接应用奥迪成熟的四驱技术，笔者认为这主要跟大众的传动方式有关。我们知道奥迪和大众的主打车型虽然都为前驱，但奥迪主要以纵置发动机为主，而大众则是以横置发动机为主。 前面我们说过，奥迪的Quattro之所以能够设计得紧凑，主要归功于它的前纵置发动机布置。但大众的横置发动机显然不能满足Quattro在布
26、置上的需求。而最早为VOLVO设计四驱系统的瑞典Haldex公司提出的解决方案正好对准了大众的口味，因为VOLVO全系列车也是采用的前横直发动机平台设计。 公共4Motion系统 事实上，大众4Motion跟早期的奔驰4MATIC非常类似。它并非完全意义上的全时四轮驱动，它与奔驰第一代4MATIC最大的区别就是4MATIC在正常情况下以后轮驱动为主而大众4Motion则是以前轮驱动为主。正是因为横置发动机的设计，使得大众无法给旗下的车型装配中央差速器（因为结构上不允许），所以4MOTION只能从前驱动桥引出一根传动轴把动力分担给后轮。 不过，我们知道，刚性地把前后桥动力连接起来是不能的，因为会
27、产生转向制动，但在这种情况下又不能布置中央差速器，所以大众的解决方案就是在后转动轴的末端（接近后差速器处）安装了一个电控液压多片离合器。 那个多片聚散器的输入轴上加工了许多花键，然后安装了很多聚散器片；输出轴与壳体相连，壳体内侧也安装了很多聚散器片，在壮大的液压的作用下，活塞能够横向推动聚散器片接合，并产生壮大的摩擦力，从而把动力传递给后轮。而液压那么是完全通过电脑对电磁阀的操纵实现操纵的。 所以这一切又归结道ECU电脑上来了，四个车轮上与ABS共用的转速传感器检测到前轮有打滑倾向时，它会迅速的产生一个命令信号通过CAN-BUS总线系统（汽车上电脑与各种伺服器和传感器之间的通信系统）传递到控制
28、液压的电磁阀上。一旦电磁阀打开，液压则被接通，那么活塞有了足够的力量推动离合器片接合把动力传递给后轮。 前轮的动力被分走了，分给了有足够抓地力的后轮，那么打滑和失控的危险也就摆脱了。所以大众4MOTION是一套很被动的四驱系统。虽然一切都由电脑来完成，在操作上跟全时四驱没什么两样，但本质则与分时四驱差不多。 大众4MOTION 公路性 通过性 主动安全性 响应速度 机械损耗 可靠性 成本优势 总体推荐值 总得来讲，这四个德国厂商的四驱技术大体上涵盖了此刻市面上比较常见的四驱技术，若是单从性能和靠得住程度来看，奥迪的Quattro确实是当之无愧的“冠军”。宝马Xdrive注重公路性能，奔驰4MA
29、TIC在整体调校上注重通过性能，公共4Motion注重经济性能，而奥迪的Quattro那么是不吝代价的追求完美性能。 宝马X5 从这些四驱技术的使用车型来看也很容易理解这些特性。比方说，宝马把Xdrive作为X3和X5上作为宣传的卖点，给人们灌输的是高公路性和高操控性的思想。当然在宝马的3系和5系上都有Xdrive的配置，不过并不常见，因为这只是针对北欧和北美一些天寒地冻的地区的需求才推出的配置。所以Xdrive的主打车还是X3和X5。 奔驰M级 ML63 AMG 奔驰一直对机械技术比较低调，4MATIC并没有作为拼命宣传的卖点，对于造纯种越野车奔驰G级出身的奔驰车厂在旗下SUV（ML和GL）
30、的四驱系统设置上偏向通过性也是完全可以理解的，这也避免了根BMW的正面交锋。而一直强调突破科技-启迪未来的奥迪公司，一直以来都致力于独特技术的研发。ASF全铝车身，multitronic无极变速等都是奥迪不惜成本率先研发出来的高科技技术。那么把昂贵精密的托森差速器用作全时四驱的中央差速器也就不奇怪了。 高尔夫 自动舒适型 新宝来 HS 手动奢华利用4motion系统 PASSAT MT搭载4motion系统 大众使用4Motion的车型主要是高尔夫系列，高尔夫是经济型民用A级小车，所以牺牲一些行驶性能换来制造成本优势和燃油经济性也都能被人理解了。不过这里还有一个小插曲，奥迪A3和TT虽然在进气格栅上都挂着Quattro的徽标，但采用的并不是托森差速器式全时四驱，而是与高尔夫相同的4Motion四轮驱动。 这是因为A3和TT都是与高尔夫共平台的产物，并非奥迪的纯正血统。发动机与高尔夫一样都为横置，所以四驱系统也就不得不拿来大众的4Motion了。 总评判： 奔驰4MATIC 宝马Xdrive 奥迪Quattro 大众4MOTION 公路性 通过性 主动安全性 响应速度 机械损耗 可靠性 成本优势 经验评价
