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《四驱讲堂》2-三菱篇:独步天下的超选四驱;移梁换柱的S-AWC

越野江湖中,永远不能被忽视并常被津津乐道的当属三菱和超选四驱。四驱方式一般包括分时、全时和适时三种,但唯有超选四驱超脱之外,在功能上集分时和全时于一身,化身为潇洒飘逸的山猫,也成就了帕杰罗的江湖传说和曾经的达喀尔神话。


此外,以操控著称的S-AWC(超级全轮控制系统),也让三菱曾在WRC(世界汽车拉力锦标赛)造就四连冠的神话,并铸就了EVO一代拉力神车。但一直以来,超选四驱在主流媒体中都不乏大量错误解读,而SUV车型欧蓝德、弈歌所搭载的S-AWC是真正的“超级全轮控制系统”吗?


被误解多年的超选四驱


超选四驱作为帕杰罗的首要标签,也是后者叱咤越野江湖的有力凭依,历经两代发展,在国内的代表车型为第二代帕杰罗·劲畅和第四代帕杰罗。

但网络上对于超选四驱的错误解读曾大量存在,且最早都出自垂直主流媒体,并被不断引用扩散,三年前就曾详解原理为其正名。一直认为,“天下无双”、“独步天下”绝不是对这款四驱系统的褒奖称赞,而是客观事实和真实评价。


对超选四驱普遍的最大误解为:


所有四驱系统的核心都为分动箱或中央差速器,后者的结构也决定了四驱性能以及可靠性,首先需要说明的是:超选四驱中央差速器的核心结构并非城市SUV普遍使用的粘性联轴节或电控耦合器(多片离合器),而是齿轮机械分动箱。


但超选四驱系统中又确实有电控粘液耦合器(可理解为离合器的一种)的存在,它的作用又是什么?超选四驱奥妙何在?


第一代超选四驱SS4

Super Select 4WD


代表车型:V31/V33/V37;第二代帕杰罗·劲畅


三菱第一代帕杰罗在1981年正式于东京车展上亮相,名字源于阿根廷一种身手矫健的野猫,但在北美的版本名为Montero,而在英国市场上则又变成了Shogun。从1983年开始,三菱就开始借达喀尔拉力赛不断检验帕杰罗,并在第三年就登顶冠军,但当时还并没有超选四驱的存在。

从上世纪九十年代初期的第二代帕杰罗开始,超选四驱Super-Select 4WD诞生,首次在V33等车型应用,并从此名震江湖。

第一代超选四驱共有2H/4H/4HLc/4LLc四种驾驶模式,集分时四驱/全时四驱一体,并适合各种环境驾驶需求。

2H:后轮驱动,一般公路行驶,省油。

4H:带有中央限滑功能全时四驱,正常行驶前后动力50/50分配,可用于公路、湿滑路面、山路、一般非铺装,带来更好的牵引力和转向操控。

4HLc:中央差速器锁止,前后动力50/50稳定输出,适用于沙地、泥泞等越野路况,前后恒定输出,不可用于铺装公路行驶。

4LLc:中差锁止,扭矩放大1.9倍,用于越野爬坡、脱困,不可用于铺装公路行驶。


第一代超选四驱分动箱剖面图:

四驱核心:中央差速器为对称式圆锥行星齿轮差速器(也被称为圆锥齿轮差速器、伞式对称齿轮)。其传动原理与汽车前后桥的开放式差速器类似,但结构不同。参考下方示意图,由红、黄、蓝部分组成:红色部分输入,黄、蓝同时输出。


结构示意图:


以下为SS4分动箱拆解图,对照上图,对称的四个齿轮即为行星齿轮,通过围着行星架的公转向黄、蓝均匀传递动力,凭借自传抵消两侧转速差。

此中央差速器属于开放式差速器,红、黄、蓝三者之间可存在转速差,但当任意两者相互锁定,则差速器锁止,行星齿轮无法自转。


超选四驱工作原理:

  • 2H模式:

蓝色和青色(前轴动力输入端)断开连接;紫色组件将蓝色和红色锁定,差速器差速功能失效,动力完全经红色传递给黄色(后半轴),实现100%后驱行驶。


  • 4H模式:

紫色分动组件解除2H模式下的蓝红锁定,且蓝色和青色结合;

前半轴动力传输:红色—蓝色—青色—前桥;

后半轴动力传输:红色—黄色—后桥。由于差速器左右对称的特性,红色的动力均匀分配给蓝色(前桥)和黄色(后桥),即4H正常模式下前后动力分配50:50。

但当前轮或后轮出现打滑时,作为开放式的行星齿轮差速器会导致动力流失,因此超选四驱又加入了被称之为VCU的粘性耦合器!(绿色组件)

粘性耦合器同时连接红色(行星架部分)和黄色(后轴输入端),正常行驶时红、黄无转速差(或转速差很小),不工作;当车辆前轮或后轮打滑时,红色和黄色必然产生较大转速差,联轴节内部粘液被耦合叶片快速搅动,以粘性联轴的方式模拟红、黄的刚性连接。即限制差速器工作,实现限滑。


  • 4HLc模式:

紫色(分动控制组件)向右平移,将红(动力输出/中差壳体)、蓝(中差前半轴)、青(前轴动力输入端)啮合,行星齿轮差速功能失效(行星齿轮无法自转),此时中央差速器被锁定,前后轴硬连接(等同分时四驱的4H),前后轴50:50稳定输出。


  • 4LLc模式:

中差锁定后的低速四驱,在红色(动力输出轴)前端有一组减速齿轮(图中没表示),红色输入轴的扭矩放大1.9倍,其它状态等同于4HLC(等同分时四驱的4L)。


第二代超选四驱SS4-Ⅱ

代表车型:第四代帕杰罗V93/V97;第三代帕杰罗劲畅


1999年,帕杰罗第三代车型V73出世,除了承载式车身的变化,随之而来的还有第二代超选四驱。

第二代超选四驱SS4-Ⅱ与SS4的主要区别:最核心的中央差速器结构,由一代系统的对称式圆锥行星齿轮差速器变为普通行星齿轮,4H模式下前后动力分配33:67;此外分动器的切换由纯机械式切换变为电控。


二代超选四驱中央差速器拆解实图:


SS4-Ⅱ分动箱工作原理示意图:



上图中,2H、4H、4HLc的切换取决于2WD/4WD选择机构位置的变化,4HLc和4LLc的切换则通过高/低选择机构。

超选四驱SS4和SS4-Ⅱ区别:



超选四驱的正确切换方式:


后桥差速器锁:仅可在4HLc和4LLc模式使用



总结:

兼顾公路和越野性能的超选四驱功能丰富,适用于任何使用环境。在2H、4HLc和4LLc模式下,一二代系统并无本质区别,动力全部由齿轮机械传递,可靠性强。2H公路节能,4H稳定巡航,4HLc越野挑战,4LLC脱困攀爬。

尤其需要注意的是,无论哪代超选四驱,4H模式只适用于公路或是一般非铺装路的巡航,在沙漠和泥泞沼泽等容易频繁打滑的环境中应该及时切换4HLc,若果粘性耦合器在4H模式下长时间高负荷运作,有可能会过热失效,国内第二代劲畅的粘性联轴节甚至发生过烧死的现象,但这并非设计缺陷,而是驾驶者模式选择不当造成。


S-AWC超级全轮控制系统

代表车型:Lancer Evolution


除了名震越野江湖的超选四驱,在公路操控领域,三菱还有着一套成名于上世纪90年代的S-AWC超级全轮控制系统。

但遗憾的是,随着2014年底终代EVO的停产,这套性能高效但结构复杂的高级四驱系统也成为绝唱。在SUV市场中,三菱欧蓝德和弈歌的顶配车型虽然也披着S-AWC的外衣,但后两者四驱结构已经和纯正的S-AWC发生了本质变化。


先直观看对比三种车型的S-AWC结构图:

从以上结构图的复杂程度,就可一目了然:虽同称S-AWC,但三者完全不同,叱咤拉力赛场EVO的S-AWC结构复杂,欧蓝德的S-AWC进行了简化,而弈歌的四驱系统结构已经等同于城市SUV普遍使用的博格华纳和瀚德四驱系统。


纯正的 S-AWC:代表车型Evolution

S-AWC是上世纪90年代初三菱为了参加世界WRC世界汽车拉力锦标赛研发,搭载于Lancer Evolution。十多年来,EVO从最初的EVO I一直发展到EVO X,并在1996-1999连续四年勇夺WRC年度冠军,一度成为当时最强悍的奔跑机器,也让Evo之名的名字红遍全球。EVO除了强悍的动力和底盘悬架调校,S-AWC在其中的作用不可或缺。

在枯燥的介绍的四驱结构之前,我们直白表述一下这套四驱系统的最终效果:它可以全面实现前后桥以及左右轮间的动力调节,前/中/后三组差速器,都可以进行限滑和主动扭矩矢量控制。同时,ABS和ASC主动稳定控制系统,辅助进行轮间限滑并保持车身稳定。客观讲,说它是横置前驱车中最先的四驱系统都不为过。



S-AWC超级全轮控制系统主要由四部分组成:

  • ACD系统:主动中央差速器

  • AYC系统:主动偏航控制系统

  • ASC系统:主动稳定控制系统

  • ABS系统:防抱死制动系统


这其中最重要的结构是ACD主动中央差速器和AYC主动偏航控制,也是S-AWC中的核心技术,参考上图中的黄色和红色部分。

前/中差速器传动结构图:

前差速器:螺旋齿LSD限滑差速器;

中央差速器:螺旋齿轮传动,多片离合器调节分配。

后差速器:多片离合器配合行星齿轮组,实现左右轮间扭矩矢量调节。

后差速器也是AYC系统:主动偏航控制系统的核心。但需要说明,这套可以调节后轮间动力分配的差速器和我们越野使用的LSD限滑目的完全不同。越野时限滑的目的是抑制转速快(极致状态的空转打滑)的车轮,将扭矩传递到转速慢的一侧。但在公路弯道驾驶中,外侧车轮有相对较高的转速,若希望更好的弯道牵引力,后外侧轮反而需要更多的动力,所以这套系统可以在弯道行驶中,将转速慢(内侧轮)的动力传递一部分到转速快(外侧轮),从而帮助车辆获得更好的弯道牵引力,即实现偏航控制。

动力调节示意图如下:

此外,ASC主动稳定控制系统还可通过调节发动机功率和每个车轮的制动力,在保持最佳牵引力的同时稳定车辆姿态。甚至每个车轮上都安装了制动压力传感器,可以更精确地控制制动力。


总结:S-AWC超级全轮控制系统是基于横置发动机车型的一套高端四驱系统,巧妙的将中央差速器和前桥差速器都嵌套在了前桥,但因系统过于紧凑精密,对工艺也提出了很高要求,成本是一个很大问题,这也是为什么EVO当年高达50万售价的原因之一。


欧蓝德的S-AWC:

三菱欧蓝德顶配车型所搭载的四驱系统虽然也被成为S-AWC,但和EVO的结构完全不同。主要区别可以理解为在以常规电控耦合器(多片离合器)为核心的中央差速器基础上,将上面提到过能够在后轴主动分配轮间扭矩的AYC系统移到了前轴,作为主动侧滑控制系统,可以实现前轮的左右驱动力的控制。在车辆运动过程中再辅以ASC和ABS电子干预,实现良好的弯道驱动性。但后轴依旧是开放式差速器,只能通过电子干预实现限滑,没有扭矩分配功能。

欧蓝德S-AWC超级全轮控制系统可对发动机、制动器、转向系统进行综合控制,提供AWC ECO(经济模式)、NORMAL(常用模式)、SNOW(雪地模式)、LOCK(4WD锁定模式)4种控制模式。在LOCK模式下后轴最高可获得50%动力,有一定的脱困和轻越野能力。


奕歌的S-AWC:

2018年,三菱又推出了一款全新跨界SUV:Eclipse Cross,中文名为“奕歌”,四驱车型依旧扣上了S-AWC的帽子,核心又是什么呢?

欧蓝德的S-AWC至少还可以说是原版超级全轮控制系统的简化版,或者说具备“全轮控制”的基因,因为前轴轮间可以进行扭矩分配,同级唯一。但奕歌的S-AWC就是赤裸裸的挂羊头卖狗肉了:

结构图一目了然,和我们熟知的城市SUV所普遍使用的,来自瀚德或是博格华纳的适时四驱系统没有任何区别。中央差速器为在后桥前的电控耦合器,正常情况下以前驱为主,而前后桥均为普通开放式差速器,为最标准的适时四驱车型。只不过有自动、雪地、砂石等多种模式,在后两者模式下主动为后轴分配一定动力。


2023-11-21

2023-11-21