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玩转四驱(30) 奔驰四驱技术详细解析

玩转四驱(30)奔驰四驱技术详细解析2011年06月30日 02:34 来源:汽车之家类型:原创编辑:翟元[汽车之家汽车技术] “玩转四驱”系列文章今天进入最后一期,我们将为大家带来奔驰品牌旗下几个SUV车系的四驱系统详细介绍。

● 奔驰品牌历史简介戈特利布·戴姆勒卡尔·本茨(Karl Benz)我们今天所熟知的奔驰品牌,是由两家公司合并而来,这两家公司分别是卡尔·本茨(Karl Benz)在1883年创立的Benz & Cie.汽车,以及戈特利布·戴姆勒(Gottlieb Daimler)在1890年创立的DMG(Daimler-Motoren-Gesellschaft,戴姆勒发动机公司)。

1885年,卡尔·本茨制造了历史上第一台三轮汽车:Benz Patent Motorwagen,并在次年申请专利,而1886年被公认为汽车历史的元年。

1888年,经过数次改进之后,本茨开始在市场上销售这款车,这也开创了汽车商品化的先河。

戈特利布·戴姆勒在1885年制造了被称为现代汽油内燃机鼻祖的动力单元,并且把它装配在了一辆两轮车上,成为了世界上第一台内燃机摩托车。

1886年,他和工程师朋友威尔·迈巴赫(Wilhelm Maybach)把一台汽油发动机装在了马车上,制造出他们的第一台四轮汽车。

有意思的是,虽然本茨与戴姆勒这两位祖师级人物,居住的地方相距不过几十公里,但两人一生从未谋面,如果合作的话,不知道会不会有更有趣的设想变为现实,这都是题外话了。

威廉·迈巴赫埃米尔·耶里内克另外两个不得不提的人,分别是威廉·迈巴赫(Wilhelm Maybach)和埃米尔·耶里内克(Emil Jellinek)。

迈巴赫是DMG的首席工程师,而埃米尔·耶里内克是一位眼光长远的富有商人,在一系列的亲自考察、亲身体验之后,决定代理销售DMG汽车。

1900年4月时,耶里内克与DMG达成一个协议,将“Mercedes”正式作为新产品的品牌:“Mercedes”是他女儿的名字。

1900年12月22日,第一辆悬挂Mercedes品牌的新车登场,而这辆35马力的赛车正是由威廉·迈巴赫打造。

第一次世界大战后欧洲经济环境恶化,还属于奢侈品行业的汽车工业受到的冲击相当大,1923年严重的通货膨胀,导致Benz & Cie.与DMG每造一台车的成本飙升至当时的两千五百万马克,为了渡过难关很多厂家选择了抱团取暖,戴姆勒奔驰集团(Daimler-Benz AG)就是在这个大背景下出现。

1924年,Benz & Cie.与DMG开始谈判,到1926年6月28日合并全部完成,梅赛德斯奔驰品牌(Mercedez-Benz)的辉煌历史也全面揭开大幕。

● 奔驰四驱技术:4MATIC4MATIC是奔驰四驱技术的名称,这个名字来源于4 Wheel Drive(四轮驱动)和Automatic (自动)的组合。

4MATIC首次出现在1985年法兰克福车展,1986年在W124 E级车系中实际投入使用。

第一代4MATIC采用了可锁止的中央、后桥差速器。

中央差速器包含了两套离合器,每一套电控离合器独立工作,最终实现四种驱动模式:后驱,100%的扭矩都分配到后桥,前桥无动力分配;四驱模式1,扭矩按前35后65分配;四驱模式2,扭矩前后50平均分配;四驱模式3:在四驱模式2中,如果两个后轮之间还有转速差存在,那么后桥差速锁锁止,从而提升脱困性能。

各模式的切换完全由电控系统来自主完成,驾驶者不用进行任何操作,第一代4MATIC 偏向于后驱,只有前后桥出现明显转速差时,系统才会进入四驱模式。

而现在的4MATIC采用了前中后三个开放式差速器,其中中、后差速器为多片离合形式,可以实现锁止,起到类似传统意义上差速锁的作用,是真正的全时四驱系统,在四传感器四通道ABS的帮助下,扭矩得以分配到每个车轮,最大限度的保障行车安全,并且实现较强的越野能力。

这里必须提到4ETS(四轮驱动电子牵引系统),它起到至关重要的作用,由于已经没有了传统意义上的差速锁,而是采用电控多片离合式的差速器来代替,因此四轮电子刹车辅助的作用必不可少。

4ETS正是通过ABS系统对四个车轮的制动力进行相对独立的限滑制动,从而让扭矩得以顺利的传递到任何一个仍然有附着力的车轮上去,实现动力灵活分配,极端情况下,车辆可以仅靠一个车轮脱离险境。

奔驰在售SUV车型四驱系统形式车系四驱形式G级全时四驱GL级全时四驱GLK级全时四驱ML级全时四驱● 奔驰G级四驱系统解析说到硬派越野车,除了JEEP的牧马人和路虎的卫士外,奔驰G级绝对是不能被忽略的,它除了拥有复古刻板的外形以外,强大的底盘和四驱系统也让这款车几乎可以胜任任何的越野路线。

目前国内在售的G级车型有G500和G55 AMG两款,而这两款车型除了动力系统方面不一样外,底盘和四驱系统均没有任何区别,关于G级的四驱系统讲解我们将以G500这款车为例子。

◆ G500底盘结构自从它诞生之日起奔驰将把它定位为一款专为野外越野而生的车型,因此它也具有越野车最重要的设计-非承载式车身。

『奔驰G500的梯形大梁底盘结构』G500采用的是梯形大梁结构,粗壮的钢梁骨架以及中间横向的加固横梁组合起来,提供了极强的车身刚性,即使在极端的越野道路上车身也很难发生严重的扭曲变形,抗扭性非常好。

另外,我们从图中还可以看到为了照顾坚固的底盘结构,两条排气管也分别安排在两侧,并且高度是在大梁以上,绝对不会对通过性产生影响。

◆可以手动拆卸的防倾杆G500在位于前桥后面的位置设计了一根防倾杆,它的作用是在正常道路行驶通过弯道时防止车身过分的侧倾,尽量保持两个前轮在同一个水平高度上,以此来提高车辆的操控性,这项装备在普通车型上也能看到。

但是像G500这种经常出没于荒野的车型来说,在一些极端的越野环境下,经常会有像一侧车轮压过一块大石头或者土堆这样的情况,因此两侧车轮就会出现很大的高度落差,而这时候防倾杆所起到的就不是正面的作用了,它就会限制越野性能的发挥。

所以奔驰的设计师并没有把这根防倾杆焊死在大梁上,而是设计了几个固定螺栓,当你可能需要极端越野状态时,可以手动拆掉防倾杆,这时候整体的前桥就可以最大限度的倾斜了。

◆奔驰G500分动箱结构分析分动箱的结构我们并不陌生,一般带有分动箱的越野车是发动机将动力直接传递给后轴,而只有在接通四驱模式之后动力才通过分动箱传递到前轴,这就是我们所说的分时四驱模式。

而G500的分动箱结构略有不同,下面这张图就是其分动箱的示意图,可以看到它并不是像分时四驱车型那样将动力直接传递到后轴,而是先传递到分动箱左侧的输入轴,然后经过中间轴再将动力传递到右侧的驱动轴上,这根驱动轴同时联通前桥与后桥,并且中间带有行星齿轮结构的开放式差速器,因此实现了全时四驱模式。

这种分动箱结构在一些越野车上也可以看到,例如路虎、老切诺基什么的都是用这样的方式。

当然我们知道分动箱还有一个功能就是可以切换低速四驱挡,用来放大发动机扭矩,提高越野能力,那么G500的分动箱如何实现?还是这张示意图相信大家就能看的很清楚了,高速、低速四驱的转换就是通过输入轴与中间轴之间不同的齿轮切换来实现的,如图所示当动力沿红线传递时就是普通的高速四驱模式,换做沿黄线传递时就是低速四驱模式,4L的传动比为2.15:1,也就是说发动机扭矩被放大了2.15倍。

切换高速、低速四驱模式时,需要将车停稳,并且先挂入空挡(N),之后按下切换键,当屏幕显示“L”或者“H”时说明低速或者高速四驱模式已经完成切换。

◆ G500差速锁操作方法奔驰G500的强大之处就是它在4MATIC系统的基础之上加入了前、中、后三把机械式差速锁;要知道,目前拥有三把机械差速锁的全时四驱车型只有奔驰G系列。

三把差速锁均为手动锁止,位于中控台顶部的三个非常显眼的按键,从左至右的顺序为:前桥差速锁、中央差速锁和后桥差速锁。

操作时,三把差速锁必须按照按1~3的顺序来开启(如上图所示),也就是说必须先锁定中央差速锁后才能锁定后桥和前桥的差速锁。

道理很简单,假如说只锁定后轴差速锁,那么一旦前轴出现车轮打滑,那么中央开放式差速器正常工作,所有动力都传递到阻力更小的前轴,而后轴则分配不到动力,车辆无法脱困。

机械式差速锁由于自身的特点,在操作时需要技巧:按下后,按钮下方的黄灯会亮起,但这并不代表差速锁已经锁定,将车移动一点点距离,保证差速锁齿轮完全咬合;真正锁定后,按钮上方的红灯会亮起。

此方法适用于单独开启差速锁和按顺序把三个按钮全部开启。

◆ 奔驰G500的四驱结构综上所述,奔驰G500的四驱结构已经非常清晰,简单总结就是具有三把机械式差速锁和独特分动箱结构的全时四驱结构。

越野性能测试前面的理论分析相信大家已经看的有些乏味了,面对如此强大的四驱结构,奔驰G500一定逃不了高难度的四驱测试!接下来,我们就开始就如实战环节。

(以前我们对越野车的四驱测试都是由浅入深,从“馒头包”开始,这次显然不需要了,所以直接进入爬坡交叉轴的环节)■ 测试项目一:爬坡交叉轴这个铁架子不陌生了吧?它整体带有一定坡度,现在的状态是对角线滑轮组打开,让车辆真正进入的交叉轴状态。

◆ 车辆状态1:三把差速锁均未锁止虽然G500的前、中、后三把差速锁都没有锁止,但是别忘了它还有4MATIC系统,4ETS 可以对打滑车轮刹车来限制滑动。

开始我们只是抱着试试看的心态来进行测试,毕竟这么大的车身重量,加上攀爬角度,4ETS恐怕难以提供足够的限滑能力。

出乎我们意料,电子制动辅助对于打滑车轮有非常明显的制动效果,可以顺利帮助车辆脱困,不亏是强大的奔驰G,还未启动差速锁就已经完成了任务……◆ 车辆状态2:只开启中央差速锁刚才的测试结果让我们信心大增,不开锁都可以通过交叉轴,那么如果打开差速锁那岂不是会更加轻松,于是我们首先开启中央差速锁。

这次又发生了让我们意想不到的事情,开启中央差速锁之后,对角线车轮开始毫无节制的打滑,没有任何制动效果,最终测试失败!解析原因:当开启差速锁后,ABS系统就会自动失效,也就是说4ETS电子辅助系统不会再对车轮进行制动,而且是无论是开启几把差速锁,ABS都会自动失效。

这样的设计可能是出于对四驱系统保护的目的,总之,只要开一把锁都是不能完成脱困的。

下面我们继续尝试不同的差速锁组合方式……◆ 车辆状态3:锁定中、后差速锁这次我们同时锁定了中央差速锁和后桥差速锁,这样即使前轮打滑,由于后轮固定的扭矩分配,也能够帮助车辆脱困,事实证明这种模式通过交叉轴测试非常轻松。

前轮只是在经过了短暂的打滑之后,车身就被后轮直接推上铁架,测试通过!◆ 车辆状态4:三把差速锁全都锁止(最强模式)现在我们将三把差速锁全部锁止!前、中、后三把锁共同作用,将发动机扭矩平均非配到四个车轮上,不惧怕任何的打滑,此时的G500挑战交叉轴项目简直就是如履平地,你几乎用肉眼看不到一丝车轮打滑迹象。

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