革命性全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)：告別差速器時(shí)代

全時(shí)四驅(qū)是那種 “平時(shí)好用，關(guān)鍵時(shí)刻掉鏈子” 的配置 —— 除非你放棄它日常的部分優(yōu)勢(shì)，否則真到需要時(shí)反而會(huì)失效。這里說(shuō)的是，當(dāng)全時(shí)四驅(qū)車(chē)輛行駛在極度濕滑的路面，導(dǎo)致一個(gè)車(chē)輪空轉(zhuǎn)時(shí)，其他所有車(chē)輪都會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這顯然違背了使用需求。車(chē)輪停轉(zhuǎn)的問(wèn)題根源在于 “差速器”（簡(jiǎn)稱(chēng) diff）。差速器能讓一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車(chē)輪以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)，全時(shí)四驅(qū)車(chē)則需要三個(gè)差速器來(lái)實(shí)現(xiàn)四個(gè)車(chē)輪的不同轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)彎時(shí)必須依賴這種轉(zhuǎn)速差異：外側(cè)車(chē)輪行駛距離比內(nèi)側(cè)長(zhǎng)，前輪行駛距離也多于后輪。沒(méi)有差速器，全時(shí)四驅(qū)車(chē)根本無(wú)法轉(zhuǎn)彎；但如果一側(cè)車(chē)輪（或車(chē)橋）空轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)的差速器就無(wú)法向另一側(cè)車(chē)輪傳遞動(dòng)力。專(zhuān)為極端復(fù)雜濕滑路況設(shè)計(jì)的四驅(qū)車(chē)，會(huì)采用可鎖止差速器解決這一問(wèn)題。差速鎖可手動(dòng)開(kāi)關(guān)，鎖止后差速器將停止工作。僅能在無(wú)需轉(zhuǎn)向，或路面松軟可通過(guò)側(cè)滑轉(zhuǎn)向的短時(shí)間內(nèi)使用。如果有一種裝置既能像差速器那樣允許驅(qū)動(dòng)輪不同速轉(zhuǎn)動(dòng)，又能像差速鎖那樣防止車(chē)輪空轉(zhuǎn)，會(huì)怎么樣？這正是德國(guó)工程師的革命性四驅(qū)系統(tǒng)理念。該系統(tǒng)近期在漢諾威國(guó)際農(nóng)業(yè)機(jī)械展覽會(huì)（Agritechnica）上首次亮相。

Line Traction 系統(tǒng)在 Aebi 原型車(chē)上的實(shí)測(cè)

目前 Line Traction 系統(tǒng)已優(yōu)化適配四驅(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械，可應(yīng)對(duì)極陡坡、極端崎嶇或泥濘路面。在展會(huì)上，它成功驅(qū)動(dòng)了瑞士品牌 Aebi 打造的原型拖拉機(jī)。該系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)差速器，在每個(gè)車(chē)輪處配備一組行星齒輪。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸帶動(dòng)行星齒輪，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒式外齒圈。齒圈與輪轂相連，最終帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。系統(tǒng)最具創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，是齒圈與輪轂的連接方式：通過(guò)液壓回路實(shí)現(xiàn)連接。液壓回路可將齒圈固定，也可允許其旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)速度可精確控制。齒圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，車(chē)輪轉(zhuǎn)速能低于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，同時(shí)保留全部驅(qū)動(dòng)力。輪轂轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)需駕駛員額外操作。

完整的 Line Traction 行星輪轂結(jié)構(gòu)

開(kāi)發(fā)者這樣描述其工作原理：“當(dāng)齒圈完全鎖止時(shí)，液壓油不流動(dòng)。鎖止?fàn)顟B(tài)由軟件控制的比例閥調(diào)節(jié)，此時(shí) Line Traction 傳動(dòng)裝置的表現(xiàn)與固定傳動(dòng)比的傳統(tǒng)行星齒輪組一致。”“轉(zhuǎn)彎時(shí)，比例閥會(huì)精準(zhǔn)開(kāi)啟，使液壓油在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。這一動(dòng)作可控釋放齒圈，借助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的幾何特性形成轉(zhuǎn)速疊加。”“最終，車(chē)輪所屬的行星架轉(zhuǎn)速降低。系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速形成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)每個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速的獨(dú)立調(diào)節(jié)。”“Line Traction 系統(tǒng)將彎道最外側(cè)的車(chē)輪定義為‘主輪’，其齒圈始終保持完全鎖止?fàn)顟B(tài)，對(duì)應(yīng)的比例閥完全關(guān)閉。其他需要降低轉(zhuǎn)速的車(chē)輪，比例閥會(huì)持續(xù)開(kāi)啟直至達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。”Line Traction 如何判斷其他車(chē)輪需要減速多少？“系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向角度，并結(jié)合車(chē)輛幾何參數(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算軌跡線。再根據(jù)駕駛員設(shè)定的車(chē)速，得出每個(gè)車(chē)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，作為 Line Traction 系統(tǒng)調(diào)節(jié)車(chē)輪轉(zhuǎn)速的輸入?yún)?shù)。”此外，Line Traction 還搭載了傳感器反饋回路，可監(jiān)測(cè)部件所受外部應(yīng)力，從而補(bǔ)償控制軟件未預(yù)測(cè)到的車(chē)輪負(fù)載需求。最終呈現(xiàn)的全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)，既無(wú)需差速器也無(wú)需差速鎖，卻能實(shí)現(xiàn)兩者同時(shí)工作的理想效果 —— 所有車(chē)輪始終保持驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。即便兩個(gè)車(chē)輪離地，仍會(huì)按預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而接地車(chē)輪則持續(xù)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。

即便單輪離地，Line Traction 仍能向其余三輪輸出最大扭矩

Line Traction 的另一大優(yōu)勢(shì)是減少對(duì)地面的損傷。車(chē)輪不會(huì)空轉(zhuǎn)（除非所有車(chē)輪同時(shí)空轉(zhuǎn)），且車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)不會(huì)產(chǎn)生側(cè)滑。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，支持車(chē)輛在鋪裝路面上以四驅(qū)模式行駛。該系統(tǒng)還被宣稱(chēng)能簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 若對(duì)此存疑，不妨看看傳統(tǒng)差速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同時(shí)，它降低了駕駛員的操作難度，無(wú)需駕駛員判斷何時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉差速鎖。系統(tǒng)發(fā)明者沃納?穆勒于 2015 年為該理念申請(qǐng)專(zhuān)利，并與德國(guó)西南部卡爾斯魯厄理工學(xué)院的工程師合作完成研發(fā)。Line Traction 系統(tǒng)榮獲 2025 年漢諾威國(guó)際農(nóng)業(yè)機(jī)械展覽會(huì)創(chuàng)新金獎(jiǎng)，預(yù)計(jì)不久后將量產(chǎn)搭載于 Aebi 品牌的 Terratrac 拖拉機(jī)，該機(jī)型專(zhuān)為陡坡作業(yè)設(shè)計(jì)。

現(xiàn)代多數(shù)全時(shí)四驅(qū) SUV 采用了比差速鎖更溫和但效果稍遜的方案解決車(chē)輪空轉(zhuǎn)問(wèn)題。例如，牽引力控制系統(tǒng)通過(guò)制動(dòng)單個(gè)車(chē)輪限制空轉(zhuǎn)；部分高端電動(dòng)車(chē)則為每個(gè)車(chē)輪配備獨(dú)立電機(jī)，同樣通過(guò)軟件調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)輪轉(zhuǎn)速。Line Traction 的宣傳資料稱(chēng)其 “具備靈活性，可適配新型車(chē)輛設(shè)計(jì)理念”。目前尚不清楚該系統(tǒng)是否適用于重型機(jī)械以外的領(lǐng)域 —— 輪轂內(nèi)置齒輪組可能增加非簧載質(zhì)量，進(jìn)而影響懸掛性能，這也是其潛在弊端之一。但在農(nóng)業(yè)機(jī)械這一初始應(yīng)用場(chǎng)景中，它確實(shí)高效且有效地解決了長(zhǎng)期存在的技術(shù)難題。