關於奧迪Q5(託森中差Quattro)和Q5L(電控多片離合器Quattro ultra)四驅系統差異的爭論自新款Q5L推出之時就開始了。

這一代Q5L拋棄了老款Q5基於經典的託森機械式中央差速器的全時四驅系統,換成了一套基於多片離合器控制扭矩前後軸扭矩分配的適時四驅,被眾多車迷所吐槽。Q5到Q5L的換代,也導致了該車型銷量的大幅下滑。

上市不到一年,目前Q5L終端裸車入門售價已經降價至32萬左右,與當年老款Q5加價幾萬依然熱銷的場景相去甚遠,但大幅降價依然沒能重現老款Q5銷量獨霸細分市場的輝煌,銷量仍然遠遠低於原來的競爭對手。可以說這次Q5到Q5L的換代在中國市場遭遇了慘敗,拱手將原來的穩定的市場份額讓給了寶馬和賓士。

所謂逆水行舟,不進則退,競品車型在變強的同時,自身卻放棄了老款已經被市場認可的優勢,Q5L遭遇滑鐵盧也是可以理解的。老款Q5原汁原味的保留了歐版車型的設計,沒有為討好中國市場推出加長軸距版本,並且全時四驅系統被完整保留,沒有推出前驅版本車型。同時,老款前期及後期Q5車型搭載的ZF 8AT變速器也廣受業界好評,為整體競爭力加分不少。而新款Q5L將變速器換成了業界口碑不佳的7速雙離合。雖然老Q5被EA888發動機的故障率拖了後腿,但老Q5依然用銷量證明瞭自己的價值。

以現在的眼光回看過去,老款Q5的基礎是非常好的:車體剛性十足,安全結構設計超前(2009年面世的車型,結構設計在北美IIHS 25%碰撞測試能拿到G評價,這是實打實的實力,強度超過同年代同平臺的A4/A5)。

其次底盤等級夠高,Q5基於大眾MLB平臺打造,全鋁懸架,前變種雙A後H下控制臂多連桿結構,妥妥的高檔車底盤。

其三則是Quattro全時四驅系統加持,極其適合在冰雪砂石等低附著力路面行駛,即使是在抓地良好的柏油路面,這套託森中差全時四驅也能讓老Q5擁有前驅奧迪們羨慕的公路巡跡能力。

筆者親戚家中正好也有一臺2010款Q5,車技君對於老款Q5的動態表現印象頗深。老款Q5 2.0T 8AT車型,除了整車重心略高影響了動態響應,方向盤迴饋不佳(路感反饋和阻尼/回正力太假),駕駛者無法從方向盤獲取到豐富的輪胎和路面反應,老款EA888渦輪介入稍顯突兀之外(該款車型的ZF 8AT與EA888的配合差於寶馬的2.0T+8AT,引擎的扭矩輸出曲線差距和對於變速箱換擋邏輯和齒輪比設定,還是寶馬車型更勝一籌),除開這些車技君認為減分的地方,老Q5的主觀駕駛感受其實並不比國內售價高2-3倍的保時捷卡宴差。

難怪大眾集團後來覺得用這個平臺做個掛著奧迪牌子的Q5有點虧,趕緊追加了保時捷macan多掙點錢。並且保時捷macan沒有繼承奧迪Q5的託森中央差速器,變成了基於電控多片離合器結構(與寶馬X3的X-drive四驅相同),因此macan與Q5的最大差距其實是四驅系統,保時捷macan的動態更接近一臺後輪驅動的車型。從這個角度上講,奧迪老Q5與保時捷macan不能用簡單換殼來類比。

【寶馬X-drive電控多片離合器模型】

與同時期的寶馬X3(F25),賓士GLC相比,寶馬x-dirve是基於後驅平臺的電控多片離合器適時四驅(Magna提供),在抓地良好的公路行駛時接近於一臺後驅車。賓士4-matic則是齒輪開放式中差的全時四驅,在脫困是軸間限滑僅能依靠剎車系統輔助。而老Q5的託森中差的特性非常明顯1.純機械式差速器的本質;2.具備扭矩感應的能力;3.軸間自鎖;4.響應速度極快;5.介入線性。這套機械Quattro結構配合博世ESP提供的EDL電子輪間限滑,既兼顧了公路性能,可靠性不俗,脫困能力在同級SUV的四驅中也屬優良。

【Quattro ultra的電控多片離合器,同樣來自Magna】

而反觀Q5L的Quattro ultra四驅系統,由於用多片離合器去取代託森,則失去了上文中託森中差所有斜體加粗字體標出的優勢。

Q5L的Quattroultra,核心部件是一個電控多片離合器式的中央差速器和位於後橋前方的牙嵌式離合器(叫分動器也可以)以及後橋上的扭矩分配電控離合器。

網路上一些介紹Quattro ultra的文章將這套電控多片離合器相對於託森中差的改變稱為「進化」,並以奧迪RS4/5搭載的冠齒中央差速器也帶有多片離合器為例,試圖說明Q5L的這種電控多片離合器並不差於託森中差,洗地水平可謂厲害,專門誤導小白。事實上Q5L的Quattro ultra電控多片離合器與奧迪RS5等性能車奧迪冠齒中央差速器有著本質的區別。

為了釐清事實,在談Quattro ultra之前車技君有必要先談談奧迪的冠齒中央差速器。

以RS4/5為代表的最新一代Quattro所採用的冠齒差速器的核心部件:冠狀齒輪,四個差速齒輪構成的嚙合系統以及多片離合器。

其中多片離合器機構是過去託森差速器所沒有的。冠齒差速器的工作原理就是當前軸或後軸車輪打滑時,連接前後軸的兩組對稱的冠齒產生了轉速差,行星齒輪發生相對旋轉,立刻擠壓打滑一側冠狀齒輪壓緊離合片,讓更多動力傳遞至未打滑的驅動軸。一旦前後輪恢復到同時抓地的狀態,行星齒輪就會歸位停轉,前後輪的扭矩分配又立即回到默認的40:60。

為什麼奧迪的冠齒中差正常行駛時前後軸扭力分配為40:60,因為差速器內兩組行星齒輪與前後兩個冠齒的咬合點的直徑比為前後40:60(前後冠齒形狀決定的),簡單的槓桿原理。

【常見的LSD限滑差速器】
【常見的LSD限滑差速器】

【限滑差速器內部的離合器片】

奧迪的冠齒中央差速器的作動原理更像機械式LSD。冠齒中差的多片離合不需要像電控多片離合器那樣由伺服電機驅動(建立液壓擠壓或機械擠壓),冠齒中差的多片離合器的結合與分離都是純機械的,無電控執行機構參與,扭矩分配的響應速度僅次於託森的蝸桿齒輪。

而由於多片離合器的存在,冠齒差速器比託森差速器有了更大的扭矩比例調節範圍(前軸扭矩可以在15%~70%範圍內調整,後軸扭矩可以在30%~85%之間調整),而quattro的託森差速器調整範圍略窄,前輪扭矩範圍為15%~65%,後輪為35%~85%)。這與奧迪Q5L的Quattroultra有著兩點本質區別:1.純機械式,2.全時四驅。

反觀Q5L的Quattro ultra,多片離合器由伺服電機控制蝸桿齒輪帶動壓盤旋轉控制分離與結合。按奧迪官方的說法,這套多片離合器鎖止的時間延遲(從輪速感測器檢測到前後軸轉速差判定前輪處於打滑狀態,控制伺服電機轉動驅動蝸桿齒輪系統旋轉,推進多片離合器達到足夠行程並壓緊)大概是200毫秒。這樣的響應速度相比託森中差的0延遲極速響應而言,延遲太大了。

舉個例子,當帶有託森中差的Quattro車型高速駛過附著力低路面積水時,當前軸輪胎壓過水麵產生滑水現象時,後橋的驅動扭矩會在瞬間增大,前後橋的扭矩分配在瞬間完成了感應和調整,緊接著後輪壓過積水再次產生滑水現象,前軸同樣在瞬間獲得更大的轉矩(此刻前軸車胎已經恢復抓地力),讓驅動力在壓水這一過程中並沒有產生中斷,而避免影響到車輛的動態反應,這就是機械式託森差速器的魔力所在,這解釋了為什麼說奧迪託森Quattro在雨天穩。而高速行駛時,前後軸壓過積水的時間差小於200ms(以100km/h時速計算,車輛每秒行駛27.7米,以一般車的軸距2.7米計算,時間差約為100ms左右),在這類情況下Quattro ultra這樣的基於電控多片離合器的四驅系統根本無法作出瞬態響應讓後橋獲得扭矩,形同虛設。

而在越野時兩種四驅系統的差距同樣會體現,比如進入沙地行駛時,傳統託森中差的Quattro車型的前後軸即使出現瞬時的打滑,也會在瞬間將扭矩分配到還有抓地力的驅動軸上,避免輪胎的空轉刨坑導致陷車的情形發生。而Quattro ultra則會由於前驅切換至四驅狀態有一個時間差,導致前橋在沙地上空轉過多刨坑而陷車,而一旦產生陷車,即使後輪恢復驅動力,也已無能為力很難脫困。這就是為什麼不建議智能四驅的SUV去玩沙的原因。

Quattro ultra的前後軸之間只設置了一個多片離合器,這樣的結構與途觀的翰德四驅的電控多片離合器其實沒有差別,不同的是Q5L依然保留了縱置引擎的格局,與奧迪的前驅車保持一致。動力在變速器輸出軸後由兩組齒輪調轉了180度「折回」了前軸。當多片離合器斷開時,奧迪Q5L就是一臺前驅車。這意味著Q5L在公路行駛時再也不會像傳統託森中差或者冠齒中差全時四驅奧迪那樣由後軸分配60%扭矩的「偏後驅」的動態特性了。

【前驅狀態】

Quattro ultra在抓地良好的鋪裝路面行駛時,即為前驅狀態。由於位於後橋差速器前方有一個可以主動斷開的切斷動力傳輸的牙嵌式離合器,此時車輛可以控制牙嵌式離合器徹底分離,從而避免了傳動軸跟隨後橋差速器一起被動旋轉而增大行駛阻力,節省了燃油消耗。這與一些新款電控多片離合器的SUV將多片離合器佈置在後差速器之前有異曲同工之妙。根據奧迪官方測試的結果,Q5L藉助Quattro ultra四驅,減少了傳動部件的消耗以及在鋪裝路面保持前驅狀態行駛,可以讓百公里綜合油耗下降0.3L,提高了能效,降低了排放。由於前驅佈局傳輸更為高效等因素,與同為電控多片離合器的平時保持後驅的寶馬新X3相比,油耗表現也略有優勢。犧牲掉傳統託森quattro的大部分優勢,換來0.3L的油耗降低,對於車主而言,值不值呢?

【四驅狀態】

在需要四驅介入的濕滑路面或者脫困的情形下,當前後驅動軸的其中一個軸上的輪子懸空或者打滑的時,多片離合器在伺服電機的推動下壓緊鎖止,切換為四驅狀態。此時中央傳動軸就像分時四驅的4H擋一樣,形成了一條「硬軸」,前後輪的扭矩分配達到50:50。

由於後橋提供了一個RDU單元(同樣靠電控多片離合器),Quattro ultra的後橋可以主動調節後輪左右的扭矩分配情況,改善彎道性能,同時在越野時能夠提高後橋單邊車輪打滑時的脫困能力。

與奧迪RS4/5的後橋運動差速器不同的是,Quattro ultra的RDU單元執行機構是伺服電機直接控制機械機構,而奧迪RS4/5則是液壓控制。Quattro ultra的主動式後橋結構變得更加簡單。

根據奧迪官方的宣傳,這套Quattroultra在轉彎時能夠通過主動剎車和後橋的主動差速器將更多的扭矩分配至前後橋外側車輪,改善彎道性能。這也說明在鋪裝路面行駛時,方向盤選擇車輛電腦判斷在過彎時,前後軸之間的多片離合器也會作動,從純前驅狀態切換到後輪有扭力分配的狀態,以改善車輛的動態特性。這意味著搭載Quattro ultra的車型彎道特性與奧迪純前驅車相比有差異,但與傳統託森或冠齒中差的quattro車型偏後驅的轉向特性相比,也存在明顯不同。

總結一下:

新Q5L的Quattro ultra相對於老Q5的託森Quattro,由輪速感測器,ECU,伺服電機和多片離合器取代了託森機械結構,失去了託森的傳統優勢。並且由偏後驅的全時四驅變成以前驅為主的適時四驅。在汽車工程的發展歷程中,電子化程度越來越高也是必然趨勢,比如由伺服電機控制的電子節氣門和電位器油門踏板取代了純機械的拉線節氣門和油門踏板,閉環控制的電子燃油噴射和電子點火系統(電噴)取代了化油器和機械式分電器。這些改進讓汽車變得更加環保,更加高效。但對於四驅系統,車技君依然認為在目前的技術條件下,老款的託森中差性能更加優異,響應更加迅速線性。

電控多片離合器目前還無法實現託森的傳統優勢,而新一代奧迪高性能車型依然堅持機械式的全時四驅系統,說明奧迪的工程師們也持有同樣的觀點。

或許若干年以後,奧迪Quattro已經實現了電動化,由多臺電動機構成的電四驅,完全實現了過去託森中差才能達到的極速響應和線性扭矩分配,甚至性能變得比託森更加優異,到那時人們才能真正接受經典的託森差速器徹底走入歷史吧。

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