四驱讲堂—斯巴鲁篇:从变速箱分辨四驱结构

斯巴鲁四驱的核心基础——水平对置发动机

尽管普遍提及四驱,但真正懂行的司机清楚,发动机的排列方式(水平对置/直列)是动力性能的基础。从设计和构造来看,发动机的布局会直接影响四驱的动力分配。尽管最终都实现了四驱功能,但不同的布局还是有所侧重,例如横置发动机主要侧重于前轮驱动,而纵置发动机则更偏向于后轮驱动。

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斯巴鲁以其卓越的操控性而闻名,这主要得益于其独特的左右对称设计。不同于常见的L型和V型发动机,斯巴鲁坚持使用现在较少见的水平对置发动机,与保时捷一样,展现了其在发动机技术方面的独特追求。

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斯巴鲁的Symmetrical AWD四驱系统,在国内被称为左右对称全时四轮驱动系统。根据不同的车型和变速箱类型,这一系统可分为四大类。这是因为斯巴鲁的四驱系统与变速箱是整合设计的,因此会根据手动、自动以及CVT变速箱的不同而有所差异。

其中,DCCD式全时四驱系统是斯巴鲁WRX STI的代表性配置。尽管斯巴鲁WRX在国内的认知度相对较低,但它作为从翼豹系列独立出来的车型,深受高性能车爱好者及改装玩家的喜爱。

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WRX STI作为赛道专用车型,与三菱EVO竞争多年,二者关系紧密。这款车型不仅拥有卓越的底盘调校和动力性能,更得益于斯巴鲁的DCCD四驱系统。DCCD即驾驶员控制中央差速器,代表着斯巴鲁最出色的四驱操控技术。自1994年首次在翼豹WRX STI上应用以来,该系统为其提供了出色的性能表现。

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DCCD核心包括前、中、后三组差速器,分别是:前组采用螺旋齿轮式限滑差速器,中间组集成了电控多片离合器和机械双重控制的行星齿轮组,后组则采用托森限滑差速器。这三组差速器可以理解为以机械为主,电子为辅的前中后三把锁定装置。

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中央行星齿轮差速器能够根据齿比(不同年款有所不同,通常为41:59)向前和向后输出扭矩,并且可以实现前后扭矩的均衡分配(如50:50)。值得一提的是,中央差速器特别配备了限滑装置,其中包括一套电控系统和一套机械控制系统。

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这套四驱系统的设计初衷是为了根据驾驶需求调整车辆在弯道中的转向过度现象,从而提高在弯道中的有效牵引性能。它是一款VTD-AWD全时四驱系统,广泛应用于斯巴鲁傲虎(5AT车型)。

VTD(Variable Torque Distribution)意为可变扭矩分配全时四轮驱动系统,其核心部件是一个以行星齿轮为主、电控液压多片离合器限滑的中央差速器。在通常情况下,这套系统会将前后轮的扭矩分配比例为45:55。该系统能够感知油门踏板的开合度、发动机转速以及驱动轮的旋转差等参数,并据此进行自动调整。

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该四驱系统的核心在于其行星齿轮组与限滑电控多片离合器。如图23所示的行星齿轮组以及图24中的多片离合器,其传动原理类似于三菱第二代超选四驱的4H模式。通过行星齿轮的稳定传动,一旦检测到轮胎打滑,限滑电控多片离合器会主动进行限滑动作,从而实现精确的扭矩分配。

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这套系统以后驱为主,让驾驶者更容易实现漂移,同时兼顾公路操控和通过性。它是一套以公路操控为主的全时四驱系统,具有粘性限滑功能。

代表车型为森林人(针对手动挡车型,特指2014款以前)。该四驱系统应用于早期手动挡森林人,能够实现前后50:50的动力分配。可理解为带有被动限滑功能的全时四驱系统。

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其工作原理类似于三菱第一代超选四驱的4H模式。该四驱系统的核心部件是如图所示的10和11。变速箱输出动力直接传递到后轴,同时通过一组对称的行星齿轮向前轴传递力量。这些行星齿轮具有差速功能,在正常驾驶模式下,前后轴的动力分配是50:50。然而,当前后轴的转速差异过大时,连接到行星齿轮的粘性耦合器(如图中的11)内的硅油会搅动并产生热量,这会限制行星齿轮的差速功能。这种情况下,系统就像装了一个差速锁,实现了限滑功能。

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这种四驱模式的限滑反应表现不错,能够在极限陷车打滑情况下实现接近百分之百的锁死,然而若在短时间内频繁使用,可能会因过热而失效。虽然实用性较强,但在稳定性方面略显不足。ACT-4主动扭矩分配全时四驱系统,广泛应用于森林人(搭载4AT/CVT变速箱)、傲虎(CVT变速箱)以及XV等车型。

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如今,以森林人为代表的SUV普遍采用了ACT-4主动扭矩分配式全时四驱系统。该系统的结构特点在于将四驱传动机构和变速箱融为一体。其核心部件是实现四驱(后驱)的多片式离合器。

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四驱传动流程描述:在变速箱的输出轴末端,通过齿轮传动将动力传递至前轴,同时,在输出轴的纵向,通过一组多片离合器将动力传递至后轴。此系统最早可追溯到上世纪90年代,当时被称为MPT。其前后扭矩的分配比例随着技术的发展逐渐演变,从最初的90:10或80:20,发展到如今的60:40。在行驶过程中,根据实际需求,该系统可在完全前驱状态(多片离合器断开)与前后轴完全连接状态(扭矩分配为50:50)之间灵活调整。

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四驱系统的核心辅助包括X-MODE和VDC(车辆动态控制)。在X-MODE模式下,车辆动态控制系统得到进一步加强,以更精确地控制动力输出和扭矩分配。例如,当车辆在雪地或崎岖不平的路况下遇到轮胎在斜坡上空转且难以脱困的情况时,重新开启X-MODE开关,系统将立即主动进行干预,提供强大的越野性能。

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除此之外,森林人和傲虎最新的X-MODE还细分出了两种模式,以适应不同的路况。在积雪和砂石道路上,我们提供了“SNOW DIRT”模式,而在遇到深雪和泥泞路况时,我们可以切换到“DEEP SNOW MUD”模式。这两种模式能够实现更精确的扭矩分配。

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