什麼是4WD四輪驅動?跟AWD的差別以及優缺點

▲圖為Subaru Symmetrical AWD對稱式四驅系統。

最年來有許多種的4WD,也就是統稱四輪驅動的車輛在市面上販售。然而到底什麼是4WD?與AWD的不同之處是什麼,本文將四輪驅動大致分為4種類型來說明各別的優缺點。
 
● 什麼是4WD?
● 4WD和AWD的差別
● ①全時4WD
● ②分時4WD
● ③電子控制4WD
● ④E-FOUR/e-4WD
● 4WD的優點及缺點
● 近年來的4WD油耗還不錯!
 
什麼是4WD?

所謂的4WD,是指車輛所有的輪胎都能被帶,此縮寫取自英文「4 Wheel Drive」,中文則是「四輪驅動」。4WD在汽車歷史上屬於極為新世代的驅動方式,第一款量產自用小客車Ford Model T問世時,只有帶動後輪的「後輪傳動」,之後出現了只帶動前輪的「前輪驅動」與「FF」(前置引擎/前輪驅動)的,隨後終於有了4WD四輪驅動技術的產生。


▲圖為第一款量產自用小客車 Ford Model T。
 
全世界率先量產自用四驅小客車的是Subaru

全世界率先在量產小客車上採用4WD的是1972年問世的Subaru Leone Estate Van,在那之前只有在非小客車型的吉普車上才能看得到4WD的應用。
 
4WD和AWD的差別


▲新款Subaru Levorg。Subaru、Mazda均採用AWD。
 
AWD乃是擷取All Wheel Drive的第一個英文字母,中文為「全輪驅動」,而對於小客車來說,4WD和AWD的意思是相同的。更明確來說,對於六輪以上的車輛的以所有輪胎做驅動時,就不稱為4WD而是AWD全輪驅動。但「前輪驅動」和「全輪驅動」在日文裡是同一個發音(zenrin kudou),因此通常不會用口頭方式來表達。
 
4WD和AWD名稱的使用差別

不同的車廠可能會稱四驅系統為4WD或AWD,而一般會用AWD來稱呼全時四輪驅動或是電子控制式四輪驅動(內文有詳細說明),所以在名稱上一般沒有明確的規定用法。
 
①全時4WD


▲圖為Subaru Leone Estate Van 4WD(1972年)。
 
全世界首輛四驅小客車是Subaru Leone Estate Van,採用全時四輪驅動系統(全時4WD),全時4WD代表車輛在行駛時都是採取四輪驅動的方式,而其機械結構非常的簡單,因此也猜想當時會首次將此系統用於小客車上是因為這個原因。
  
②分時4WD


▲新款Suzuki Jimny採用分時4WD的驅動方式。
 
「全時」的相對詞「分時」,代表車輛平時以兩輪驅動,在有需要的時候能夠切換成四輪驅動的方式就稱之為「分時4WD」。


▲圖為Jeep Wrangler Rubicon的排檔桿,左邊的排檔桿為副變速箱,在四輪驅動狀態下可選擇高速或者低速齒輪,在惡劣道路行駛時即可使用低速。
 
在汽車的歷史演變過程中,乃是先有全時4WD之後才發展出分時4WD,而這是針對乘用車的部分。可是對於1960年代乘坐舒適度不如轎車的JEEP,卻已經發展出能夠以手動的方式切換2WD及4WD的副變速箱的車款。
 
而「分時4WD」在1980年代所開發的四輪驅動車輛上已經屬於主流。即使在目前市面上銷售的新款車輛中被歸類為Cross Country SUV的Suzuki Jimny、Jeep Wrangler等這類專為惡劣道路行駛的車款也是繼續採用分時AWD。
  
③電子控制式4WD


▲Mazda CX-5搭載電控式4WD(i-ACTIV AWD),從中速到高速領域能有效率的展現出FF的操控,並且在起步及濕滑的道路上採用後輪驅動。
 
透過電腦自動即時控制前輪與後輪的扭力分配就是「電控式4WD/AWD」。電控式4WD/AWD和上述所提的「全時4WD」其實是同一個原理,但是在電腦的控制之下能夠採用節省油耗的前輪驅動,或者切換為帶點熱血的後輪驅動。電控式4WD能夠透過感應器來測得輪速以及動能的狀態,進而由電腦來分析打滑的輪胎數據,之後再將動能(扭力)分配到具抓地力的輪胎上,並且依照車主選擇的行駛模式來調整前後輪的扭力分配。
 
除了前後輪扭力分配,也有可針對左右輪的扭力分配做改變的電子式四輪驅動,例如如果有一輪陷入在泥地,可將動力分配到其它三輪來幫助脫困。
 
電控式4WD為現今主流

電控式4WD/AWD是目前4輪驅動方式的主流,而的不同的品牌會採用不同的名稱,例如:
 
● Mazda:i-ACTIV AWD
● Subaru:Symmetrical AWD
● Mercedes-Benz:4MATIC
● BMW:xDrive
 
④E-FOUR/e-4WD


▲配置「E-Four」四驅系統的Toyota Harrier。
 
E-Four/e-4WD是透過引擎做為前輪的動力,而後輪則是由電動馬達作為動力輸出。
 
「E-Four」是Toyota在2009年時所登記的商標名稱,而「e-4WD」則是日立HITACHI所開發的名稱(但並沒有註冊商標)。這兩者有著極大的不同,E-Four是油電混合動力車款的後輪以電動馬達驅動,而e-4WD則是非油電混合動力車款的後輪透過馬達驅動。在汽車演進史中,日立e-4WD先行於市場推出,應用於2002年第三代Nissan March與2003年第二代Mazda Demio等車款上,之後Toyota才推出E-Four,而E-Four/e-4WD也算是從「電控式4WD」所衍生而出。
 
 
4WD的優點及缺點

接下來將比較4WD的優點及缺點,再針對4種不同的四輪驅動方式比較個別的優缺點。
 
「4WD的優點」無論越野道路或一般道路都具有良好的行駛性能


▲提到4WD就會想到Subaru,圖為Subaru Impreza G4。
 
說到4WD的優點,就是〝即使在越野道路或者一般道路都具有良好的行駛性能〞。
 
4WD在一般道路上也不錯的原因:

在越野道路上4WD的好處不用多說,但是在乾燥的一般道路上行駛4WD的優點就有幾個地方值得提出。
 
●提昇過彎穩定性與安全性,增加行駛樂趣
解決FF前驅車的轉向不足(Under steer),與FR後驅車轉向過度(Over steer)的問題。
 
●加速性佳
以二輪驅動時,每一顆傳動軸上的輪胎會受到來自引擎傳達的各50%動力,但四輪驅動卻是能夠分配各25%的動力,而因為負荷分散的關係因此加速性也就能夠提昇。
 
●提昇高速行駛的穩定性(可以增加極速範圍)
如前項所言,四輪同時摩擦地面,就好比人力車上擺著很重的物品,與其任由兩個力氣大的人來拖,4個普通人來拖還說不定會比較快是同樣的道理。
 
4WD的缺點

4WD的缺點主要有5個,但最新技術已解決掉許多缺點,特別是油耗部分(後面會提到)。
 
  1. 機制及結構上較為複雜
  2. 車重比較重
  3. 價格比較高
  4. 車室空間會比較窄
  5. 油耗較差
  6. 如果將方向盤打到底過彎會造成急速減速(制動現象=Braking phenomenon) 
 
各種的四輪驅動的優缺點一覽表
 
四輪驅動方式 優點 缺點
全時4WD ●機構最簡單 所有4WD的缺點
分時4WD ●2WD行駛時的油耗改善              
●2WD行駛時的制動現象的改善
在2WD與4WD間要切換較麻煩
電控式4WD ●不需要切換傳動模式                   
●越野及一般道路的高行駛性能      
●油耗改善
●價格高                    
●系統有些複雜
E-Four          
e-4WD
●油耗表現最好,加速性也很高         
●沒有中央傳動軸,不會犧牲室內空間
●價格最高                 
●系統最複雜

近年來的4WD油耗表現還不錯     

在現今2020年,因著電控式4WD的普及和技術上的躍進,新車所搭載的電控式4WD也比以前大幅改善油耗的問題。


▲在Mazda CX-30官網可以看到2WD與4WD的油耗差異,兩車皆為2.0汽油車搭配6速自排,在WLTC模式下油耗表現只差了0.8km/L。
 
從車型規格表中可發現2WD與4WD的油耗差距逐漸縮小(WLTC測試標準),而市面上油耗只差2km/L左右的4WD車款也陸續推出了不少。如果以實際油耗來說,4WD與2WD相比也差異甚小,甚至在特定路況有時反而4WD的油耗還比較好。雖然現今有各種類型的4WD四驅系統,當下主流的電控式4WD的行駛性能以及油耗表現已經算是將兩者兼顧。


原文出處:4WD・四輪駆動とは?AWDとの違い&メリット・デメリットも
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