智能全时四驱

2023年12月25日发(作者：法拉利suv中国售价)

智能全时四驱？解析途观4MOTION真面目

2010年04月18日 05:51 来源:汽车点评网 【原创】 作者：谭明 责任编辑：谭明 评论5条

4MOTION的工作原理

在这套4MOTION系统中，Haldex LSC差速器可谓是其灵魂所在，在07年进口Tiguan刚出现时，它使用的Haldex LSC差速器还是第三代呢；国产的途观，采用的已经是第四代Haldex LSC了。

当然了，它的主要结构还是没变的——它有一个中央差速器即Haldex LSC差速器为前后桥分配动力，同时还拥有前/后两个差速器给左右车轮分配动力。这个结构已经十分接近全时四驱了，跟另一个德系厂商——奔驰的4MATIC非常类似。只不过奔驰的第一代4MATIC在正常情况下以后轮驱动为主，而大众4Motion是以前轮驱动为主。

很多朋友区别大众4MOTION和奥迪Quattro的方式，就是认为前者适用于横置发动机平台，而后者适用于纵置发动机。由于产品多是横置发动机的设计，使得大众无法给旗下的车型装配中央差速器（因为结构上不允许），所以4MOTION只能从前驱动桥引出一根传动轴把动力分担给后轮。

不过要是刚性地把前后桥动力连接起来，就会出现早期全时四驱的问题：车轮之间产生转向制动。但在这种情况下又不能布置中央差速器，大众的解决方案就是在后转动轴的末端（接近后差速器处）安装了一个电控液压多片离合器——就是我们的Haldex差速器了。

简单的说呢，4motion就是一多片离合式结构，和奥迪Quattro的托森差速器纯机械结构不同，Haldex的原理是在前后轴之间加上一组由输出轴带动的液压泵，由液压装置推动摩擦片来实现扭矩的分配。

输出轴与壳体相连，壳体内侧也安装了很多离合器片，在强大的液压的作用下，活塞可以横向推动离合器片接合，并产生强大的摩擦力，从而把动力传递给后轮。而液压则是完全通过电脑对电磁阀的控制实现控制的。

所以这一切又归结道ECU电脑上来了，四个车轮上与ABS共用的转速传感器检测到前轮有打滑倾向时，它会迅速的产生一个命令信号通过CAN-BUS总线系统（汽车上电脑与各种伺服器和传感器之间的通信系统）传递到控制液压的电磁阀上。一旦电磁阀打开，液压则被接通，那么活塞有了足够的力量推动离合器片接合把动力传递给后轮。

点评：

说了半天，估计不少朋友已经在嚷嚷了，“大众楞把一多片离合给宣传得跟神一样，这营销太牛了”。其实吧，4MOTION技术上也确实挺牛的，要比一般的多片离合式四驱结构强大——之前我们就讲过，大多数采用多片离合式四驱结构的车型，在驱动轮打滑的时候，最多也就是给从动轮分配50%的扭力。

而前轮驱动的4MOTION，最高可以分配给后轮100%的扭力（官方说法，本人就这点保有怀疑的权力）。这个我们会在下一页以“课外读物”的方式来看一看Haldex 4.0版的官方解释。里面有些文字游戏我们也很难说拿捏得清楚准确含义，毕竟这玩意的最终解释权都在“VW”手里，我们只能遥望着上海的方向心中默念“求测试”。

当然了，它毕竟是多片离合器式中央差速器，并不是齿轮式的咬合结构，想要达到传递扭力给后轮的硬连接，时间长了，无法避免的会出现摩擦片过热而失效的问题。但瑕不掩瑜——它性能上已经接近一些全时

四驱结构的车型；同时又兼备适时四驱结构简单、质量小、造价便宜的优势；而且通过多项电子仪器对车辆轮胎的监控，变被动响应为主动干预，保留了多片离合器式反应速度快（甚至更快）的优点。

更了不起的是，相比大多采用多片离合器式中央差速器的SUV，途观的ECU能够通过检测车辆行驶状态，主动给四个车轮分配扭力，效果十分接近全时四驱了——这也难怪它给自己挂上“智能全时”的帽子。在同价位的SUV中，仅此一点，它就足以完胜本田CR-V与丰田RAV4了。（

Haldex 4.0

全新的Haldex 4.0版本XWD（Cross-Wheel-Driv）四轮驱动系统，相较于传统全时四轮驱动系统，这款4.0

XWD在动力分配方面有更大的空间与弹性。这款新的四驱系统整合了包括Power Take-Off Unit (PTU)动力分离管理单元、Limited Slip Coupling (LSC)与eLSD (Electronic Limited Slip Differential)升级版全电子控制限滑差速系统。此外差速器则装置于后轴的中心点，使车身达到了50：50的完美分配比例。

全新的Haldex 4.0版本XWD（Cross-Wheel-Driv）四轮驱动系统

自最有名的两个V字头率先采用之后，十多年了，最新的追随者大概是现代。Haldex正迎来事业的一波高峰。在这个当口，它推出了最新的4.0版——并非只有软件业喜欢带小数点的版本号。新系统包括分动单元PTU、限滑耦合器LSC和电子限滑差速器eLSD。PTU一般由车厂自己设计，相当于前驱车的主减速器，但除了驱动前轮外，还要分一块动力给通向后桥的传动轴。在那里，LSC控制着前后桥的扭力分配。最后，由eLSD把扭力传给两个后轮。

有些Quattro的支持者会强调Haldex没有Torsen差速器反应快，即便现在的Quattro已然涵盖了Haldex。其实，就如同飞机上不能打电话一样，这绝非亘古不变的定律，只要工程师们愿意，当然可以解决。电子开关由0变1的速度怎么可能输给机械呢？Haldex反应慢的问题还是源自机械部分的设计。

早先的LSC采用内置的油泵建立油压，施加到一组离合器片上，增大传到后桥的扭力。油压建立需要时间，这就造成了它的反应慢。尽管后来加了一个检查阀和输油泵，但收效有限。

4.0版的Haldex壳体尺寸变小了

4.0版的Haldex重新设计了LSC，油泵被移走了，壳体尺寸因而变小。油压来自一个自带输油泵的蓄压器，它就象是自来水水塔。平时用一个比例泄压阀放掉施加在离合器上的压力，一旦需要后轮驱动的时候，阀一关，压力已然备好，能立即起作用。

新的LSD也不再是以前那种纯机械式的限滑差速器，工作方式和LSC差不多，也是受命于电子控制单元，用输油泵和泄压阀控制施加在离合器片上的压力。只要程序允许，即便后轮没有出现打滑，也能将差速器锁住。

虽然传统机械结构更让我们信赖，但车辆电子化，已经是个无法逆转的趋势

电控单元位于LSC上，它和汽车上的其它系统连接，获得诸如轮速、发动机转速、油门位置、方向盘输入等信息。它还会配合ABS及电子稳定控制。

如果前桥失扭力，Haldex系统能够将百分之百的扭力传递给后桥，反之亦然。由于有LSC和eLSD两级离合器，它能有效对付对角线车轮都空转的情况。

虽然我们更倾向将4MOTION定义为适时四驱，但它的动力调整几近于实时

起步的时候，后轮也会参与驱动，而不必非得等到前轮打滑求援。而正常直线行驶的时候，分配到后桥的扭力被减至5～10%，节省油耗和机构磨损。eLSD还可以将最多40%的扭力从一边转移到另一边，除了用来摆脱单侧车轮打滑的困境外，也可以用来抑制转向过度或转向不足。

新技术解读：宝马xDrive全时四驱系统

2011年07月19日11:27中国名车网我要评论(0)

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宝马xDrive四驱系统解读

从1985年第一辆搭载四驱系统的325iX面世至今，宝马全时四驱技术已经发展了26年，而在过去的26年内，宝马的智能全时四驱技术为人们在驾驶车辆时提供了更好的驾驶乐趣和更好的安全保证。从起初的前后恒定动力配比到后来更加全面的xDrive智能全时四驱技术，宝马的技术人员通过25年不断地钻研与积累，为我们带来了现在这套公路性能与越野性能两不耽误的xDrive全时智能四驱系统。

宝马智能四驱技术发展史——前世

在细说xDrive智能全时四驱系统之前，我们当然就要先了解下宝马四驱系统的发展历史，这可以追溯到上世纪80年代的宝马3系（E30）和5系轿车（E28、E34）。

1985年的法兰克福车展，宝马推出了BMW M3和BMW 3系敞篷，这两款车型的横空出世抢走了当时同样具有跨时代意义的BMW 325iX车型的风采，而这款BMW 325iX则是当时宝马的第一款四轮驱动车型。从此开起来宝马品牌四驱的先河。

当时，BMW 325iX上配备了一套以前37%后63%的固定比例分配动力的四轮驱动系统，这套系统的分动箱与中央差速器内的粘性锁止机构可以根据前后轮的转速差，在需要的时候实现连接，但车轮没有独立的锁止机构。此后的宝马3系、5系，甚至是7系列轿车除了生产传统的后驱版车型外，也都会提供装备四驱驱动系统的“Xi”车型，可供消费者的选择。但这类车型并没有正式进入过中国市场。

1991年，宝马的这套四轮驱动系统首次被应用于BMW 5系车型上，更重要的是在BMW 5系车型上所使用的四轮驱动系统通过电子控制差速锁，实现了动力的可变配比。在日常情况下，这套系统会将发动机输出的动力以36:64的的比例分配到车辆的前后桥上。但如果遇到特殊驾驶行为或特殊路况时，系统会根据ABS系统、发动机和制动管理系统所提供的数据适当调整车辆前后桥上的动力配比。

1999年对于宝马来说是十分重要的一年，这一年，宝马推出了一款真正意义上的SUV车型——第一代宝马X5（E53），一款具备公路性能和形似传统越野车的车型。该车有一个独立的中央差速器，通过行星齿轮机构可以将发动机的动力已38：62的比例分配给前后轮，同时标配了DSC动态稳定控制系统ADB-X自动差速制动系统和HOC下坡控制系统。对车辆打滑车轮的制动靠电脑控制全自动完全，把从打滑车轮上流失的动力输出到有抓地力的轮胎上。

宝马智能四驱技术发展史——今生

在早期时候，宝马的四轮驱动系统并不叫xDrive而是以制动力分配系统的ADB-X命名，它跟奔驰的4MATIC几乎是同时代的产品，并且它在设计和性能上也跟奔驰的4MATIC非常相似，同样采用前、中、后三个开放式差速器，动力通过这三个差速器分配给每个车轮，当有车轮打滑时，也时通过ABS的制动来实现差动限制的。

到了2003年宝马在这套系统的中央差速器上安装上了一套多片离合器，形成了现在的xDrive智能全时四驱系统。它中央差速器上的这套多片离合器由一个液压阀控制，液压阀能产生很大的推力，在电脑的控制下实现多片离合器的分离和结合。当多片离合器分离时，中央差速器按照把动力分配给受阻力小的车轮的原则分配动力，但当车轮打滑时，多片离合器结合，把动力分配到抓地力大的车轮上，增加了车辆在高速行驶时的稳定性。而这套系统也被使用在了2004年推出的第一代BMW X3车型上。

在极端情况下，xDrive系统可以将100%的动力快速的输送至前轴或后轴上。目前在售的宝马X1、X3、X5都是基本相同的xDrive系统，而X6车型则在此基础上增加了动态动力分配系统。

经过多年的发展，xDrive智能全时四轮驱动系统在2008年实现了进一步的拓展，在2008年推出的BMW X6车型上，xDrive系统首次与动态性能控制系统相配合，实现了车辆后两轮之间的动力分配。在2009年，xDrive系统又在BMW ActiveHybrid X6车型上实现了在油-电混合动力车型上的使用。

宝马X6车型动态动力分配系统：相比于普通宝马X1、X3和X5的xDrive系统，宝马X6在其基础上增加了一套动态驱动力分配系统（DPC）。该系统可以对车辆的后轮进行独立的动力分配。当车辆右转弯时，左后轮会向道路传递更多的动力，因此动态驱动力分配系统会分配更多驱动力至左后轮。当车辆左转时，动态驱动力分配系统会将更多驱动力输送至右后轮，因此在这种情况下，右后轮会向道路传递更多的动力。而当车辆直线行驶时，动态驱动力分配系统将向两个后轮输送相同的动力，从而获得最佳的牵引力。

xDrive的工作原理

汽车四驱技术发展到今天，已不再只由纯机械式中央差速器负责前后轮的动力分配这么简单，由ECU行车电脑配合差速器完成动力分配也早已不是什么新鲜事了，最先进的公路四驱几乎可以精确分配每个车轮的动力。xDrive正是这样的四轮启动技术，它就是采用多片离合器来控制动力分配的。前后轴动力分配的多少由ECU精确控制，并且xDrive的多片离合以反应快著称，这使得宝马汽车的操控性能性到了空前大高度。

xDrive的多碟式离合器位于变速箱和万向轴之间，它可以在前后轴之间自由分配驱动力。像所有BMW汽车一样，一根驱动轴通向后轴，而另一根则通向发动机旁边的前轴。电控马达瞬间即可将离合器碟片压在一起。压力越大，通过链式万向轴传至前轴的动力就越大。压力消失时，离合器碟片分离，所有的动力都传至后轴。

宝马XDrive四轮驱动技术驱动变化示意图

在正常驾驶条件下，xDrive系统按照40：60的比例分配发动机动力。在路面情况复杂时，xDrive通过预测车身姿态的改变，电脑控制液压、压合多片离合器，进而进行前后轴的分配。对道路和驾驶条件的变化做出反应，改变纵向驱动力的分配。

行驶过程中，如果系统发现车辆可能转向不足，也就是前轮开始被拖向弯道外侧，就会减少分配给前桥的扭矩，将几乎所有动力都输送至后桥。该系统还不断与动态稳定系统DSC交换信息，从而可以从一开始就识别到车轮打滑。一旦出现车轮打滑，电动机会锁定xDrive的多片式离合器，并通过额外的驱动力矩使这个车轮拥有更好的附着力，同时空转的车轮也会得到刹车装置的有效控制。这就意味着，无论路面如何突然变化，都会有适量的扭矩被输送到抓地性最好的车轮上，即使是在部分结冰的道路上。

宝马四驱车型采用的中央分动器，大致可以分为两种结构，其中原则上传递扭矩在400牛米以下的使用齿轮传统，而传递扭矩在400牛米以上的采用链条传动。至于具体采用车型列表如下：

适用于传递扭矩在400牛米以上的链条传动式分动器结构示意图，如下：

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扭矩在400牛米以上的链条传动式分动器结构示意图

适用于传递扭矩在400牛米以下的齿轮传动式分动器结构示意图，如下：

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扭矩在400牛米以下的齿轮传动式分动器结构示意图

需要说明的是：宝马xDrive系统中的中央分动箱由电脑自动控制其内部的多片离合器从而实现对输出至前桥和后桥上的动力进行分配，但该系统不可认为参与控制。

点评：

宝马xDrive车型的最大卖点，并不在翻山越岭，爬石过坑的从容无畏，而在于相比于轿车更高的视野、更高的离地间隙、更大更灵活的车内空间，以及在冰雪湿滑路面或简单非铺装路面上相比于普通后驱宝马轿车所拥有的更好的操控性、更高的安全性和更强的通过能力。

相关技术

DSC：Dynamic Stability Control

DSC是动态稳定控制系统，为加速防滑控制或循迹控制系统的进一步延伸，能确保车子在转弯时仍能拥有最佳的循迹性，以确保行车的稳定性，DSC系统为了要使车子在转弯时仍有好的循迹性, 配有更先进的侦测及控制配备，如有能侦测车轮转速外，还有侦测方向盘转动的幅度、车速、以及车子的侧向加速度，根据以上所侦测到的资讯，来判断车轮在转弯过程中是否打滑的危险, 如果会有打滑的危险或已经打滑, 则电脑马上会命令制动油压控制系统将打滑的车轮进行适当的制动作用，或着是以减少喷油量、延迟点火的方式来降低发动机力量的输出，达到了轮胎在各种行驶条件下防止打滑的现象, 进而使车辆无论在起动加速、再加速、转弯等过程都能获得好的循迹性。

DPC：Dynamic Performance Control

DPC是宝马开发的一套动态驱动力分配系统。它可以根据后桥的需要准确地在两个后轮之间分配驱动力，调整车身姿态提高稳定性，从而带来更高的安全性。DPC和xDrive相互配合：在转向不足时，首先由xDrive将驱动力向后轴转移，然后DPC将后轴的驱动力更多地分配给外侧车轮（最高可达100％），这样可以纠正转向不足的姿态，使车身回到正确的轨迹上来；

而在转向过度时则相反，xDrive将驱动力向前轴转移，DPC将前轴获得的驱动力分配给内侧车轮，在不损失动力的条件下大幅度提高车身的动态特性和稳定

拿奥迪Quattro开刀！解析全时四驱系统

全时, 奥迪

之前我们说了两回适时四驱系统，也是时候来聊聊更“古老”一点的全时四驱系统了。相比后起之秀“适时四驱”，全时四驱与分时四驱可谓是四驱界的元老了，其中全时四驱不仅历史悠久，可靠性与易用性都比较高，唯一的缺陷就是油耗会比较高。

在没有适时四驱的年代，四驱车只有两大流派，就是分时四驱与全时四驱。分时四驱除了操作比较复杂之外，有个让人比较尴尬的问题：由于没有中央差速器，前后轴没法适时调节分配扭力与转速，使得车辆没办法在铺装路面上使用四驱模式——这时候无法顺利转弯，车身会很别扭的“扭”动起来。

而全时四驱有三个差速器：前后轴各有一个差速器，前后驱动轴之间还有一个中央差速器。当汽车在转向时，前后轮的转速差可由中央差速器控制，所以，全时四驱车辆可在包括铺装路面在内的所有路面上行驶。

全时四驱是使汽车四个车轮一直保持有驱动力的四驱系统。若要细分全时四驱系统，可分成固定扭矩分配（前后50：50比例分配）和变扭矩分配（前后动力分配比例可变）两大类。

多说虚无的原理无益，我们还是结合几款现实产品，来看一看这全时四驱系统的优劣吧。首先登场的，就是大名鼎鼎的奥迪Quattro四驱。

奥迪Quattro四驱系统

和很多强大技术一样，奥迪Quattro全时四驱系统最早是军用技术，在上世纪80年代奥迪才将其首次运用到量产车身上，而且一出现就帮助奥迪在国际赛车比赛中大放异彩。由于太过强大，甚至出现了赛事主办方宣布停止Quattro技术在拉力赛上使用的传奇……

而且在爬坡上，装备了Quattro全时四驱系统也非常强悍，数次征服了坡度为37.5°的芬兰开普拉滑雪跳台。

看到这大家都应该发现了——它不只是SUV的专利，连体积娇小的轿车也可以搭载！而这也正是奥迪的初衷，最初奥迪人就是想把四驱技术从笨重的越野车中解构出来，“移植”到轿车上。奥迪工程师以变速箱连接空心传动轴，从而向前后轴双向传送动力，完成了“体积小、结构简单”的需求。

以一套技术横行30年显然是不可能的，现在使用的Quattro全时四驱系统已经是第六代产品了。2005年，奥迪推出了第六代Quattro全时四驱系统，最大的改变就是中央差速器升级到C型。

可以说，Quattro整个系统的关键，就在于它的中央差速器——托森差速器。一个扭矩感应式限滑差速器，在quattro系统中，它作为中央差速器安装在变速箱的输出端，动力从变速箱出来后会先经过托森差速器，之后再分配到前后桥，它可谓是四轮驱动的核心部件。

采用行星齿轮结构的扭矩感应式C型中央差速器结构更加精巧，自动锁止功能的反应时间更为迅速。在通常情况下，中央差速器以40:60（依车型不同，官方调校会有差别）的分配比例将动力传递至前后轴。偏向后轮的动力输出特点为车辆提供了更高的操控性能，在直线加速和弯道中这一特点表现的尤为突出。

Quattro系统的工作原理

上面已经说了，Quattro系统的关键在于它的托森差速器。这也是其整个系统设计最为独特的地方——奥迪四驱系统的中央差速器（托森差速器），前转动轴，前差速器都是集成在变速箱的壳体里面的，这样的设计结构非常紧凑，也为乘员舱腾出了空间。

这里稍微插一句，不少朋友存在一个误区，以为大众的4MOTION和奥迪的Quattro唯一的区别就是前者适合横置发动机平台，但我认为更大的差别还是两者的中央差速器——大众用的Haldex LSC差速器说白了还是多片离合式结构，液压、电子系统是控制的主力；而奥迪使用的托森差速器是纯机械结构。

所以4MOTION只能在车轮打滑后再介入干预扭力分配，而奥迪的Quattro系统能够在瞬间对驱动轮之间出现的阻力差提供反馈，分配扭矩输出，而且锁止特性是线性的，能够在一个相对宽泛的扭矩输出范围内进行调节。

当车辆正常行驶的时候，差速器壳P转动，同时带动蜗杆3和4转动，此时3和4之间没有相对转动，于是红色的1轴和绿色的2轴以同一个速度旋转。而当一侧车轴遇到较大的阻力而另一侧车轴空转的时候，例如红色车轴遇到较大的阻力，则一

开始它静止不动，而差速器壳还在旋转，于是带动蜗杆齿轮4沿着红色轴滚动，4滚动的同时又带动3旋转，但是3与绿色的车轴2有自锁的效果，所以3的转动并不能带动绿色车轴2转动，于是3停止转动，同时又使得4也停止转动，于是4只能随着差速器壳的转动带动红色车轴旋转，即将扭矩分配给了红色车轴，车辆脱困。

这样动力可以顺利的通过行星齿轮分配给前后输出轴从而能够驱动前后车桥。正是因为行星齿轮的蜗杆设计，让它具备了一个自锁死功能。注意这一全套机构都是纯机械联动的没有任何电子设备的介入。蜗杆齿轮的动力传输特性刚好跟普通开

放式差速器的直齿行星齿轮相反，它能自动的把动力分配给受阻力较大一侧的输出轴（车轮）。

因为当有车轮打滑时，也就是说有车轮即将失去抓地力时，蜗杆行星齿轮会相互咬死，让动力无法传递给打滑的车轮，从而自动分配给了仍然有抓地力的车轮，而且这一切都是线性调节的，车轮打滑得越厉害，获得的驱动力越少，相反抓地力越大的车轮获得的驱动越多。这正是我们所需要的。

托森差速器常被称为扭矩感应式差速器，它的灵敏程度是可以通过在设计时调节蜗杆齿轮斜齿的斜度来调整锁死扭矩的。我们知道汽车在转弯时由于前后车轮的运动圆弧不等长，所以也会造成转速差。这时托森差速器也会自动调整蜗杆齿轮的齿形斜度必须依据转弯时的前后车轮转速差来匹配，也就是说在转弯时（前后车轮转速差较小时）不能发生锁死情况。

虽然托森差速器可谓是Quattro系统的关键，但它并不是整个系统的全部。它负责前后轴的动力分配，但具体到每个车轮的扭矩分配，还要看前后轴上的差速器。但其实多数装备奥迪quattro系统的车（除了高性能RS和R8等）在前后轴只上只配备了普通的开放式差速器，与普通家用两驱车差速器的构造没什么区别，根本不具备限滑功能。这就产生了一个问题：假如车辆一侧的两个车轮全部因为陷入泥地而失去抓地，即使有托森差速器分配前后扭矩，两个普通开放式差速器仍然会将动力传递到打滑的车轮，如果没有其他电子形式的干预，就会让两只陷入泥地的车轮把所有扭力都耗费光而车子依然一动不动。

所以Quattro系统内集成了EDL。EDL的全称是Electronic Differential Lock，翻译成中文应该叫电子差速锁。这一装置会监测四个车轮的转速，当某个车轮因失去抓地而空转时，EDL便会通过ABS给空转的车轮单独施加制动力，使得扭矩通过开放式差速器传递到另一侧不打滑的车轮。

说了半天Quattro系统的强大，为了避免过度神话它，我们还是来讲讲它还有哪些不足的吧：由于前后轴的两个差速器都是普通差速器，因而想把动力100%传递到某个不打滑的车轮几乎是不可能的——从理论上就不可能。而且托森中央差速器也不可能将动力完全的分配到前后轴中的一者——从目前所知的数据来看，最多达到85%。

点评：

市售的奥迪车，使用的Quattro系统可以说是“千奇百怪”，不仅在各款车系之间的调教上会有些微不同，甚至都不是一代，Quattro在一定意义上就是一品牌名。但其基本原理是没有变的，各种电子系统紧密的团结在以托森中央差速器的周围。

还是那句话，奥迪Quattro系统的结构紧凑，占用空间小，质量轻，所以不仅在SUV中有它的身影，在轿车中也频频出现。因为它是主动分配动力的，不需要通过传感器和电脑的分析判断，而且纯机械结构带来的是超高的可靠性和耐用性，这无疑正是需要通过性能的SUV所急需的。