四驱车的出现
四驱车的出现,最初是出于提高通过性来开发的。但是随着技术的发展,设计师逐步发现全时四轮驱动对于车辆提高过弯极限方面,有着不可比拟的优越性。越来越多的高性能公路车,已经不能满足于传统的两轮驱动,哪怕是后驱。而在全时四驱车传动机构中,差速器起到了不可小觑的作用,它做到了车辆在过弯时轮速差的调整,最终实现四个车轮以相近的动力分配过弯,保障了车辆在过弯时的操控稳定性。但是装备中央差速器并不是每一辆车都能做到的,它在驱动形式,发动机位置等方面都有一定的制约。
『Lancer EVO IX』
熟悉全时四驱车型的车友可以回想一下,是不是大多数中央差速器式的全时四驱车型,都是发动机前纵置后轮驱动的?没错,要布置中央差速器,这种结构是最佳方式,因为中央差速器的动力分配是一进两出,也就是从动力总成输出的动力直接来到中央差速器,再由中央差速器输出给前后差速器。从结构角度看,前置后驱布置起来最得心应手。而我们设想一下,如果发动机是横置的话,如何布置中央差速器呢?动力直接传递到中央差速器以后如何分配到前轴?按照现有的中央差速器结构,只有一种办法可以实现,那就是将发动机布置在前置之后,即前中横置发动机,这种发动机布置方式根本就不存在。而如果全新开发这样的驱动平台,也是没有意义的,因为它根本不能做到比前纵置更优越,而布置起来却麻烦得多,没有设计师会去自找麻烦。
『Lancer EVO IX』
那么是不是就没有前横置发动机采用中央差速器的四驱车呢?在理论上结构上看,以普通的中央差速器结构,确实是无法布置。但确实有一个特例,而且世界上目前也只有一款车配备了这种四驱,它就是三菱的EVO,一个意想不到的设计方式造就了这种让人觉得不可思议的驱动布置方式。
『Lancer EVO IX』
EVO是为了拉力赛而生的,许多喜欢汽车运动的车友都很清楚。汽车拉力锦标赛非常有意思,所有的参赛车型都要具有两种身份,既它必须是量产的民用车,同时又要具有赛车的性能。三菱公司在其蓝瑟平台上开发出来的EVO,创造了无数令人炫目的成绩,它在WRC中的表现令人兴奋,在GT4游戏里面也成了不少爱车人的首选。但这么一款车确实基于一台前横置发动机前驱平台的家用轿车,而且没有更换平台,这不得不让人惊叹。让EVO获得如此光环的,除了那个令人羡慕的红头4G63以外,其独特的四驱方式更功不可没。三菱的做法甚至可以用变态来形容,它居然没有将蓝瑟改为纵置平台,而是直接在其前横置平台上开发中央差速器式全时四驱这种在许多人看来不可能的方式。为此三菱创造出了这种全球唯一的,堪称让人不可思议的四驱系统——中空式中央差速器和前驱差速器总成。
『Lancer EVO IX』
对于前纵置发动机来说,变速箱在前轴之后,动力总成通过变速箱输出后,直接进入中央差速器,此时中央差速器处在车体的中部,那么再由布置在动力总成后部的中央差速器分配给布置在前轴和后轴的前后差速器,就非常方便了。那么对于前横置发动机来说,变速箱与曲轴平行的布置在前轴之前,动力如何传递给中央差速器呢?如果还是按照传统的布置方式,通过伞形车轮传递到中央差速器,那么在将中央差速器传递到前轴时会遇到问题,因为传统的前置前驱的变速箱是与前差速器直接通过齿轮接通的。
『中央差速器』
那么如果非得这么设计,要么把发动机继续前移,带来的结果就是及其怪异的前悬造型以及几乎失败到极点的重心分配;要么把发动机移到前轴之后,从而进入乘员仓,横置的发动机进入乘员仓将是什么后果相比大家都可以想象了吧?全世界古往今来一直到以后,都不会出现这样完全不切实际的设计。那三菱EVO是如何解决这个问题的呢?能想象得到吗?它将中央差速器布置在前轴上!或许有人立刻就会产生疑问?中央差速器“前置”了,那么前差速器又被挤到哪里去了呢?别急,咱们一步一步往下看。
三菱蓝瑟EVO的四驱系统是将中央差速器布置在前轴的左副半轴上,前差速器则布置在右副半轴上,后差速器则是正常的布置在后轴上布置一个与行星齿轮相咬和的伞型齿轮。这里的中央差速器在结构上与普通的差速器结构是一样的,只是在动力传输路线上作出了一些有趣的设计,它是由盆型齿轮,伞型齿轮和行星齿轮构成的,内部的工作原理也和普通差速器一样,是将盆形齿轮与前后轴或者传动轴连接,在盆形齿轮上固定一组行星齿轮,在半轴上安装两个伞形齿轮,分别与半轴的左右两边相连,在动力总成传递动能的方向上布置一个伞形齿轮,用来驱动盆形齿轮以及与其密切相连的行星齿轮以及半轴。当发动机开始工作,动力总成将动能传递给伞形齿轮,伞形齿轮开始转动,同时咬合盆形齿轮也开始转动,此时,固定在盆形齿轮上的行星齿轮开始随着盆形齿轮而公转。
『四驱系统图解』
这些看上去与一个常规的中央差速器结构类似,而三菱蓝瑟EVO与普通差速器最大的不同就是它的最后一步的行星齿轮和伞型齿轮的咬和驱动半轴而输出动力的路径,它的核心是中空,不仅壳体套着壳体,而且轴套着轴,不仅内部的实心轴传递动力,而且中层和外层的“壳体轴”也传递动力。
三菱蓝瑟EVO的前差速器
三菱蓝瑟EVO的前差速器和中央差速器在结构上与普通差速器有着很大的区别,正是这个区别才使得中央差速器发挥其功用。我们都知道,差速器的大致结构是主体和壳体。EVO的前差速器除了具有自身的壳体之外,还有一个特殊的壳体套在外面,也就是具有双层壳体,其自身的壳体是用来接收传递中央差速器发送给前差速器的动力,而外面那个壳则是与布置在前差速器外壳体面,并通过布置在传动轴上的伞型齿轮来将动力传递给后差速器。中央差速器的内部也是中空的,前半轴在最中心的位置通过,这个最重心的实心轴与虽然穿过中央差速器,却与中央差速器没啥关系。
『Lancer EVO IX的发动机』
而前半轴外的“壳体轴”的一端将动力传递给前差速器最外层壳体,这个壳体实际上与前差速器是无关的,它的外部装有斜齿,通过伞形齿轮将这个输出传递给后轴。而前半轴穿过的“中层壳体轴”,则是中央差速器的另一个输出轴,它将动力传递给真正的前差速器壳体,通过壳体上的行星齿轮将动力传递给两个前半轴。这样就实现了一进两出。我们可以数一下,在前差速器和中央差速器直接,相当于有三根轴,一个是一根前半轴,在最中心,而套在这根轴上的两个壳体轴,则是中央差速器的两个输出轴。这种中空的结构,替代了传统中央差速器那样可以看到的两根输出轴,而总外观看上去,这三根轴只是一根粗壮的轴而已,这不得不佩服这套机构的设计师!
『过弯图解』
明白了这样的结构,那么EVO的四驱动力传输路线也就很容易想象到了,靠近前差速器的一组行星齿轮与前差速器的外壳体相连,将动力传输给给后轴,远离前差速器的一组行星齿轮则与前差速器自身的壳体相连,将动力传输给前轴,这就达到了一进两出中的“两出”。由于有两个壳体,而且空间也比较大,所以多片离合器式差速锁也就自然不成问题了。
虽然我们这里没有具体的图片来展示,但是有的读者可以在脑子里空间虚构一下这组机构,于是大家都会得出结论:太复杂了!当然,复杂是必然的,也难为了三菱的设计师绞尽脑汁想出这个点子,那么,这套惊世骇俗的设计有什么同样惊世骇俗的优势呢?
『Lancer EVO IX』
它最大的优势就是结构比较紧凑,且体积比较小,单位质量比较轻,在这点是满足了当代运动车型的设计诉求。另外,由于动力总成与中央差速器的距离非常近,动力总成在前轴前面,而中央差速器就在前轴上,二者的连接可以用一般的齿条,所以传动效率就比较高。这也就是世界上唯一一个前横置发动机中央差速器(带中央差速锁)式四轮驱动最值得骄傲的地方了,它的传动效率超过了任何一套中央差速器式的四驱系统。
『Lancer EVO IX』
与优点相比,它的缺点也不少。最直观的就是结构复杂,成本高。这套多层套管式的设计,装配在如此大负荷的运动部件上,不仅要做到足够的强度,而且在平衡和匹配方面的技术要求非常高。因此这套四驱采用的材料很昂贵,带来其成本很高,在普通民用车上难以普及,因此一款看上去和蓝瑟差不多的EVO卖到那个价钱,还是有道理的。另外,这种布置本身就是基于前置前驱平台的,本来前面重心就重,在驾驶这套复杂的四驱系统全部装在前轴之上,会前轴过重,严重影响了车辆的前后配重。而且前轴的左右半轴长度不一,也导致了车辆的左右不平衡。所有这些,对于一款讲究极限运动的车型来说,都是很不利的。
『Lancer EVO IX』
如此复杂高成本的四驱结构,优势却不那么明显,也只有EVO这样有特殊要求的量产民用赛车上才会去配置,一般的民用车和完全追求高性能的跑车上是不会这么去做的。但是,不置可否的是,三菱的设计师们毕竟开创了前横置发动机中央差速器(带中央差速器锁)式四轮驱动的先河,完成了一个伟大的创举,为世界汽车历史画上了重要的一笔,光凭这一点,就值得我们为其鼓掌。
来源:CHE168
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