不需要差速器的4WD ── 革命性的Line Traction傳動系統

記者:Alegna 2025-11-13

德國Müller Engineering與Aebi Schmidt集團共同開發出名為Line Traction的全新驅動系統,打破百年來車輛設計的常規,在不使用任何差速器、離合器組的情況下,依然能讓四輪以不同速度順暢轉動,兼顧牽引力與地面保護。

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▲以液壓控制的行星齒輪組整合於輪轂,可以直接取代差速器、多片離合器控制或液壓鎖定片的功能。

傳統車輛的差速器負責讓左右或前後車輪在轉彎時能以不同速度運轉,避免車輪打滑、轉向困難。然而差速器在進行越野駕駛或鬆軟地形時,所造成的牽引力流失,反而成為阻礙動態的主要原因。因此越野或農用車輛往往需加裝差速鎖,強迫車輪繼續滾動前進,車輛的AWD或4WD系統通常還需要在前後軸之間設置多片式離合器組,透過離合器滑動來分配動力。

過去也有像John Deere推出的eAutoPowr/eHydro的技術,使用電控液壓馬達取代傳統變速器與差速器,概念與Line Traction接近,不過是採全液壓驅動,而Line Traction仍保留機械行星齒輪。而在早期二戰的軍用吉普,為求機械簡單,也有直接用剛性軸連接前後輪,沒有中央差速器;這是利用前後輪以同速轉動,靠輪胎滑動吸收轉彎差,不過因為會有吃胎和磨損的問題,無法在柏油路長時間使用。另外像Toyota e-Four、Honda Dual-Motor AWD這些則是採用前後軸獨立馬達,也不需要中央差速器,這是由電控協調前後扭矩分配,不過左右輪仍需電子模擬差速。


▲Line Traction的軸系統機械上是剛性連接、同步旋轉的,完全沒有差速器;車輪間的速度差是透過液壓比例閥主動調整行星齒輪環的運動來實現。
Line Traction的革新之處,就在於以液壓控制的行星齒輪組完全取代差速器、離合器或液壓鎖定片。該系統透過比例閥調節環齒輪的鎖定程度,透過監控車輛轉向角與幾何參數,即時計算出每個車輪應有的速度。當外側車輪需要更快轉動時,液壓閥自動釋放壓力,使其自由加速,內側車輪則同步減速。整套控制過程全自動化,無需駕駛員操作鎖定機構。

▲當外側車輪需要更快轉動時,液壓閥自動釋放壓力,使其自由加速,內側車輪則同步減速。
長久以來,專業越野四輪驅動車,可能需要配置:前差速器、後差速器、中央差速器、以及可手動啟用的差速鎖,駕駛還必須懂得接合哪些差速鎖,以及何時進行接合,才能在極端駕駛環境下發揮車輛作用。而現代化的SUV對於解決車輪打滑的方法,通常是施予單個車輪煞車的方式達到避免過度打滑的目的,雖然效果比不上純機械式,但成本便宜,對於那些玩票找樂趣的西裝玩家也夠用了。而今部份比較高階的電動車,會在每個車輪上安裝一組專用馬達,透過軟體在車輛轉彎時調整速度,達到循跡性最佳化的目的。至於Line Traction的作法,則是以剛性傳動軸為基礎,也就是說,它的動力輸出軸是「直接連結」到變速箱的,沒有傳統差速器那種可讓左右輪或前後軸自由差速的機構。因此,從變速箱出來的動力會同時、等速傳遞到各驅動軸。

▲該系統透過比例閥調節環齒輪的鎖定程度,透過監控車輛轉向角與幾何參數,即時計算出每個車輪應有的速度。
Line Traction省掉各種差速器和耦合裝置,取而代之的是液壓比例控制裝置,用來模擬或取代「差速」功能。這種結構顯然更簡潔、保養更容易,各輪獨立控制還能讓車輛在泥濘、陡坡或不同摩擦係數的地面上保持最大牽引力,同時不會像傳統4WD那樣對土壤或路面造成嚴重的剪切破壞。

▲搭載Line Traction系統的農用拖拉機原型已經公開,而且很快就會量產。
該系統的發明者是Werner Muller,早在2015年就已經為此申請專利,在與卡爾斯魯爾理工學院合作下開發出實體,而最近在漢諾威舉辦的大型農業機械展覽會,就有一輛裝上這組裝置的Aebi Terratrac拖拉機公開展示,並因此獲頒創新金獎,據稱量產版本很快就會推出。

▲與必須藉由前、中、後差速器鎖定的傳統4WD相比,Line Traction相對十分簡潔。
Line Traction系統擁有眾多的優點,它幾乎沒有摩擦磨損,所以無需定期維護,而且因為液壓比例控制可以持續微調,因此反應更快、控制更細膩。它也不像離合器會有熱衰退,而可持續全時鎖定或分配動力,當然另一個最顯著的優點,就是更輕、更簡潔。不過從初始架構看起來,還是有些缺點無可避免,像是安裝在輪轂上的齒輪機構會對簧下重量造成負擔,進而降低懸吊性能。因此,能在農用機械設備上應用,不見得代表就能裝在乘用車輛上使用,畢竟後者有更多理性面以外的考量。 無論如何,從種種特性看來,Line Traction系統似乎很有潛力成為未來農業或越野車輛的新設計,特別在電能新時代來臨後,以電子與液壓控制取代複雜的機械結構,能夠減輕車輛不必要的重量,提高續航與性能。看來,在動力系統持續進化的同時,傳動技術也正朝向更智慧與高效率的新階段邁進。