奔驰把它旗下的四轮驱动技术命名为4 MATIC。这套系统最早只在奔驰的G级上使用,不过,当时的G级完全是为了汽车的通过性才考虑配置四驱系统的,且那时的4 MATIC与现在也有很大的差别。
20世纪80年代的奔驰G级,并没有引入现在流行的全时四驱概念,还处在分时四驱阶段。但这套分时四驱,并不像老式吉普那样,得依靠驾驶人的操作进行切换,而是采用了湿式多片离合器(中央耦合器)来控制前桥动力的通断。
这在当时是比较先进的,至今很多城市SUV还使用这种四驱方式呢,如本田CR-V、斯巴鲁森林人等,让我们来看看。
当汽车正常行驶时,G级实际上只是采用后轮驱动的,因为此时中央耦合器在电脑的控制下是保持断开的,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知道汽车的转向角度,然后电脑据此计算出一个前后车轮的理论转速。
因为每个车轮的转速都在电脑实时监控之下,所以,如果后轮的转速与前轮的转速在一定范围之内,也就是在误差允许范围内,那么,电脑会视为正常转向。如果前后车轮转速差超过正常范围,那么电脑就据此判断出,此时后轮已经开始打滑。
我们知道车轮打滑是不安全的,因此,一旦出现打滑,电脑会自动控制中央粘性耦合器接通,将一部分动力分流出来传递给前轮。这时前轮获得的动力大概有35%,其目的是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,从而自动锁死中央耦合器。
一旦锁死,这时就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。发动机动力会一半传递给前轴,一半传递给后轴,没什么通融的余地。如果这样50:50的动力仍然不能阻止车轮打滑,那驾驶人只能束手无策了。
不过多年以后,随着第二代4MATIC的推出,奔驰的四驱系统在性能上得到了质的提升。这套一直沿用至今的新一代4 MATIC,实际上就是上文所介绍的,采用了前、中、后三个差速器的全时四驱系统。其实这种三个差速器的设计很普通,但它的核心就在差速器锁止技术上。
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,差速器的好处是能够允许两边传动轴以不同速度转动,但它有个缺点是容易把动力自行分配给受阻力小的(打滑)车轮。4 ETS就是利用了ABS的制动力自动分配(EBD)功能,实现了差动限制。(www.xing528.com)
道理并不难,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,而不是同时给全款车轮制动。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、维持压力状态和减压状态,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,也就是说其他每个车轮能得到33%的动力。
了解了这一功能,现在我们来看,如果车辆有三个车轮都在打滑,只有一个车轮具有抓地力的话,依据4通道制动这个道理,4 ETS也能给这三个车轮产生制动力限制其打滑,而让动力100%地传递给未打滑的那一个车轮,让车子摆脱困境。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。
4 MATIC还有一个好处,就是在高速行驶时能提高汽车的主动安全性能。我们知道,高速行驶最让人抓狂的就是轮胎丧失抓地力导致汽车失控,这在湿滑路面上尤为多见。在4 MATIC的帮助下,系统可以及时对打滑车轮予以限制,那么,在一定范围内的失控,4 MATIC技术可以帮助其回到安全范围。不过,这跟ESP所起到的保护作用不同,但原理有些相似。
我们有必要了解一下,大家常听说的ESP,为了保证汽车在高速行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,就通过减小节气门开度(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,因为减小节气门开度来减慢速度是需要时间的,这相当于我们在不踩加速踏板的情况下利用发动机制动让车减速,而减弱发动机动力的方式,不利于车子在复杂路面上打滑时走出困境。
对于4 MATIC来说,这些问题都迎刃而解了。同样是对可能失去抓地力的单个车轮进行制动,情况却不相同。由于采用了三个差速器,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,而是通过差速器的固有特性,传递给了其他不打滑的车轮,甚至可能是100%的动力传递到某一个车轮。
正因为4 MATIC的4 ETS技术,能把传递到每个车轮的转矩从0到100%地进行动态调节,所以极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,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燃油,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就不同了。所以4 MATIC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4 MATIC公路性能的弱点,宝马的Xdrive就应运而生了。
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