差速器會將扭矩對半平分嗎

作為汽車工程師，Four wheel dirve（ 四驅，或者叫全驅），這個名詞一定不陌生，現在的車型當中，從硬派SUV，城市SUV、轎車、再到Super sport car等等都有四驅的真實存在。

賓士G系列

路虎衛士

城市SUV

Super sport car 保時捷911

比如有沒有人思考過這一樣一個問題。這些截然不同的車型，用途也大相徑庭，而它們卻都配置了四驅，目的是一樣的嗎？為了方便對比，我們今天就取兩個極端車型進行對比分析。搬出筆者名言‘工程師的職責就是解決力學問題的’。同樣的我們來看看這兩種不同的車型上配置四驅的力學研究。

先問一個問題，對於SUV 我們追求的什麼？透過性對吧！無論是攀爬還是泥濘環境下的脫困，顯然四個輪子提供的驅動力要強的多。

以目前的道路狀況，並不需要實時的脫困，所以硬派的SUV基本上都是分時四驅，多數可分2-High， 4-High， 4-Low， Neutral

由於硬派SUV 基本上沒有軸間的差速器，如果在鋪裝路上常掛四驅，將會存在一個學術名詞叫“功率重疊”。就是說前後軸之間如果存在速度差，無形中會消耗很多功率，如同人的左右腳相互牽絆無法走路，所以硬派SUV 的四驅模式只有在低附著的環境下（泥濘，草地…）才能更好的應用。

而實現這些驅動方式的切換主要是在分動器和軸間離合器中完成

分動器

軸間離合器

而SUV在攀爬或者脫困的時候，很容易出現這種一個輪胎懸空，甚至對角懸空的情況，如下圖所示。

我們知道，差速器的特性，平分扭矩，如果一側輪胎懸空則扭矩為0，則另一側輪胎也失去傳遞扭矩的功能。為了消除這種尷尬的情況，一般的硬派SUV 還會配備差速鎖，前軸鎖，後軸鎖，甚至軸間鎖。

差速鎖

限滑差速器

現在我們就可以得出一個結論，硬派SUV 的四驅模式，其目的很單純，就是為了提高透過性。而為了降低常用工況下的油耗，通常情況下即使硬派SUV 更多的也是兩驅模式。

上面我們討論了那些硬派SUV 採用的四驅模式，並且明白了這些大塊頭採用四驅目的非常的單純，就是提高透過性。今天我們來看另一個極端，作為並不追求透過性的一些車種，如轎車、跑車等等，也採用了四驅，到底是為了什麼。首先還是先來看看幾款經典的四驅跑車Bugatti Chiron

Lamborghini Murcielago

Porsche 911

Audi R8

首先Super sport car 肯定談不上透過性。低矮的底盤，別說去越野，就是過個減速帶都費勁，所以肯定排除了透過性。而且這些跑車都具有差不多相同的佈置，後置發動機而四驅。

說了半天，這些跑車採用四驅的究竟目的是什麼呢？根據分析，筆者先給出自己的結論：跑車用四驅，主要兩個目的，1 提高直線加速性；2提高彎道速度。

下面才是我們的重點，老規矩，看圖說話。

車輛加速時重心後移，而這些後置發動機的跑車，按理說後輪驅動就足夠了，比如那些公升級大排量摩托車加速翹頭，所有的重量都壓在了後輪，所以前輪驅動要不要都無所謂了。

但對於跑車來說，這裡有個矛盾的地方，重心後移的前提是重心夠高，軸距足夠短。而這些跑車本身重心就非常的低了，加速時雖然重心後移，但前軸仍然有垂直載荷的存在，另外對於四輪機構來說，前軸如果失去了抓地力也就意味了失去了轉向能力。

跑車的發動機動力足夠強大，後輪的附著力可以全部用來產生加速度。但對於整車來說，只靠單軸（後軸）所提供的附著力60%，所產生的加速度，顯然沒有前後軸一起工作100%來的更快。

而直線加速性是衡量跑車動力性非常關鍵的指標之一，作為開發工程師，壓榨出每一牛頓的附著力來產生加速度這是天職，所以我們得出一個結論，跑車用四驅的目的之一就是更充分的應用地面附著力。

車輛不是隻跑直線，而彎道速度則是考量車輛操控的關鍵效能。那麼四驅和兩驅對於彎道速度的幫助又有多少呢？ 這一點其實在先前的文章中已有過詳細的敘述，這裡我就照搬過來。

後驅車輛彎道分析

對於後輪驅動車輛，彎道內，由於需要推動車輛前進，後輪有縱向的牽引力Fx，就使得後輪抵抗側向力的能力削弱了。為了快速過彎，只能增加牽引力，最終的結果是後輪無法抵抗離心力而產生側滑…。。在離心力和前輪側向力的作用下車輛會向著彎心繞轉。

四驅車輛彎道分析

四驅車型在彎道內，由於前後車輪都有驅動力Fx的存在，而且前輪Fx和後輪Fx是整車的驅動合力。所以前輪各自分擔的縱向力都小於單軸驅動車輛的驅動輪。同樣，對於側向力的抵抗能力，對於四驅車來說，它的前後輪抵抗側向力的能力既不像FF\FR的驅動輪那般薄弱，也沒有非驅動輪那般的強悍。但彎道內行駛，遵循木桶的短板理論，無論前後輪，哪個失去抓地力都是非穩態工況，都會降低過彎速度。

對於四驅來說就是提升了短板而降低了長板。所以整車總的縱向驅動力和側向力都較單軸驅動車輛來說提升了，所以四驅能提高彎道速度，趨於中性轉向是有理論依據的。

詳細分析，可以檢視相關文章驅動模式與彎道速度：

https：//www。ind4。net/html/news/newsDetail_7721。html

對於跑車來說，加速、彎道實時存在，所以跑車的四驅模式與SUV四驅的最不同就是它是實時四驅，也就是前後軸的驅動力處於常結合狀態，為了消除硬連結帶來的‘功率迴圈’問題，實時四驅前後之間必須有軸間差速器存在。

其實從嚴格的分析上來說，對於公路車，其四驅對於彎道速度提升貢獻，要比直線加速度的提升貢獻更大一些。因為很多轎車也採用了四驅模式，對於這些轎車來說，顯然直線加速度並不是他們的首要追求，但極限彎道速度，卻是任何車輛所渴望的。

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