【國王學苑】前驅、後驅、四輪傳動─ 汽車驅動方式說明

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圖片來源:Volvo/BMW/Mercedes-AMG

每一個不同的車款,因為有著不一樣的設計理念和用途,在結構上也會有著不小落差。除了 引擎擺放位置不同,車輛的驅動方式也會有所差異,進而影響到一輛車的特質。本篇【國王學苑】專題就要來說明前輪驅動、後輪驅動以及四輪傳動這幾種不同驅動方式之間的差異以及優缺點。

前輪驅動 (Front Wheel Drive)

圖片來源:Volvo

說到「前驅」大部分人的想法多半是操控較差以及成本考量的產物。事實上,前輪驅動是在較晚的時間才出現在汽車工業當中,但是這種驅動方式並非單純的成本考量。的確,前輪驅動在前置引擎的配置之下,結構以及所需的零組件都相對簡單,造就出前輪驅動的成本優勢。

但是除了成本之外,前輪驅動由於傳動組件較少、重量較輕,也造就了較好的傳動效率進而顯現在油耗表現上。另一方面,由於引擎的重量直接壓在驅動輪上,這也讓前輪驅動車款在濕滑路面有著良好的輪胎循跡性。而且前輪驅動的傳動系統都位於前軸,這也意味著車廂內的空間不會被壓縮,進而創造更寬敞的車室空間。這些特點都讓前輪驅動成為一般車款的最佳配置。

▼下圖可以看到前輪驅動的車款幾乎所有動力組件都集中在車頭部分,雖然騰出了許多車室空間,卻也使得車體配重較差

圖片來源:Volvo

不過前輪驅動還是有著一些缺點,其中最讓人詬病的就是操控性。首先,引擎、變速箱、傳動軸等機構的重量都位於前軸,讓前輪驅動的車款有著相當不利於操控的車身配重,使得車輛有先天偏轉向不足的特性。而前輪同時需要肩負動力輸出以及轉向的工作,也加重了前輪的負荷,左右長短不同的傳動軸更會造成動力較大的前驅車款出現「扭力轉向」的情況,進而導致不理想的操控特性。

雖然現在汽車製造商靠著新的懸吊設計有效的減輕了以上的缺點,創造出像Honda Civic Type R或是Ford Focus ST這類性能與操控都相當優秀的前驅車款,但是前驅車款仍然有其極限,因此不會是注重操控性的車款最佳的傳動方式。

▼雖然是前輪驅動車款,但是Honda Civic Type R仍然有著優秀的操控性

圖片來源:Honda

後輪驅動 (Rear Wheel Drive)

圖片來源:Mazda

「操控佳」、「甩尾」、「飄移」、「轉向過度」,這些大概是談到後輪驅動時容易讓人聯想到的關鍵字。在現今的汽車工業當中,後輪驅動已經成為了駕駛樂趣的代名詞,但是在吹捧後輪驅動之前,要先來認識這種驅動方式的缺點。

以最普遍的前置引擎後輪驅動來看,這類車款需要使用一支傳動軸將前方引擎的動力傳遞至後輪,這個做法除了會增加傳動過程的動力耗損之外,也會佔據車輛底盤一部分的空間。在後輪驅動車款最常見的就是車室內會有一個高高隆起的通道,這導致了車內空間被壓縮。此外,由於前置後驅車款的驅動輪沒有較大的負重將車輪壓在路面上,因此驅動輪的循跡性相對之下會比較差,但是中置引擎以及後置引擎的後輪驅動車款則比較沒有這種問題。

▼後驅車款雖然在駕駛樂趣方面受人讚賞,但是車體中央負責輸送動力給後輪的傳動軸(紅色箭頭)也會佔去不少車室空間,降低車輛實用性

圖片來源:Mazda

說完了缺點,現在來說說為何後輪驅動被視為駕駛樂趣的象徵。首先,後輪驅動減輕了前輪的工作,讓前輪只需單純的負責轉向,因此轉向反應較輕鬆靈敏,也讓後輪驅動的車款可以承擔較大的動力輸出而不會對車輛的操控特性產生負面影響。

另外,前置後驅的車款通常採取縱向擺放的引擎配置,變速箱則放置在引擎之後,加上傳動軸、後差速器等零件延伸至後軸,使得後輪驅動車款的重心較為集中在車體中央,因而獲得較優異的重量分配,進而對操控特性產生正面影響。而無論是前置引擎、中置引擎或是後置引擎的後驅車款先天上都有著轉向過度的動態特性,因此能夠提供給駕駛較為刺激的駕馭感受,所以才會讓後驅車款和操控樂趣畫上等號。

▼許多高性能跑車皆採用後輪驅動,即便是應付大排氣量雙渦輪V8引擎的出力仍然綽綽有餘

圖片來源:Mercedes-Benz

四輪傳動 (All Wheel Drive / 4 Wheel Drive)

圖片來源:BMW

上述兩種驅動方式雖然各有優缺點,但是以動態穩定性和輪胎抓地力的角度來看,兩者都不盡理想,因此四輪傳動似乎是一種能夠勝過前、後驅的驅動方式。四輪傳動又分為AWD與4WD兩個種類,簡單來說,兩者的差異是AWD通常用在一般道路以及輕度越野的車款上,車載電腦能夠依照路況自行調整四輪的動力分配或者自動在四輪傳動與二輪傳動(FWD或者RWD)之間切換,達到維持最佳抓地力和油耗經濟性的目的;而4WD通常結構較為簡單,四輪傳動與二輪傳動(通常為RWD)模式也通常是以手動切換,這種四輪傳動系統常見於重度越野車款或者貨卡車型之上。

▼Jeep Wrangler的4WD系統有兩支傳動軸,分別將動力輸送給後輪(藍色箭頭)以及前輪(綠色箭頭),為這款越野車提供上山下海的能力

圖片來源:Jeep

但是無論是AWD或者4WD,和前驅與後驅相比都有著較理想的四輪抓地力,四輪傳動車款的操控性也通常較為中性或者略偏轉向不足,因此近年來汽車製造商在開發新的四輪傳動系統時都會刻意將後輪動力輸出的比例設定的比較高一些,營造出偏向後輪驅動的動態特性,同時又維持四輪傳動的穩定性與安全性。

▼Audi的Quattro系統將前差速器與變速箱整合在一起,有著體積上的優勢,前軸的兩支傳動軸也能夠接近等長,是結構設計相當優秀的一套四輪傳動系統

圖片來源:Audi

然而四輪傳動並非全無缺點,一套四輪傳動系統通常前後軸會各有一具差速器,而部分車款甚至會有兩支傳動軸,這增加了傳動系統的零件數量、重量以及複雜的結構,導致四輪傳動系統有著較高的製造成本。同時,四輪傳動系統也是動力流失最嚴重的驅動方式,這也會顯現在四輪傳動車款的油耗數據上。

▼Nissan GT-R的四輪傳動系統有兩支幾乎等長的傳動軸,複雜的結構使得這款跑車雖然性能強悍,卻也有著重量太重的缺陷

圖片來源:Nissan

編輯觀點

無論是何種驅動方式都有其在特定使用環境以及不同需求之下的優勢,因此在選擇理想的車款時,可以依照不同的需要來進行選擇。籠統一點來說,如果只是一般代步、經濟取向的人,通常前輪驅動的車款最為合適;較為注重車輛動態、喜歡挑戰車輛操控特性的熱血分子則可以選擇後輪驅動的車款;有越野用途,或者希望在不同路況都擁有最佳穩定性、安全性與抓地力的人就相當適合四輪傳動車型。至於希望熱血、樂趣與穩定性兼顧的人則可以鎖定像是Ford Focus RS或者BMW新M5這一類可以切換為後輪驅動的四輪傳動車款,但是就必須要接受較重的車重以及較差的油耗數據。

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