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为什么「前驱车」马力最大才300多匹?

Author / 酷乐汽车

大家都知道前轮驱动车最怕的就是扭力转向,一旦扭力过大时就相当容易产生推头的情况,这个时候就只能通过对油门刹车的调整让推头情况减轻,以便车辆顺利地通过弯道,但以追求绝对秒数而言就会相对损失珍贵时间。

为了避免这个情况,前驱性能车多半都会在变速箱内附上能够平均左右轮输出的 LSD,但这也只是手法之一,车辆底盘的设定才是主要胜负的关键。

这次所述的扭力转向,说的主要是前驱车,在急加速时产生的行驶方向跑偏现象,如果是没有急加速仍然出现了跑偏,那么请去修理厂检查是不是四轮定位的问题。

早先的前驱性能车(钢炮)的最大马力往往都在 200 匹左右,像是大家耳熟能详的 EK9 TypeR,DC5 TypeR,206 RC 等等。

曾经,在人们的印象中,前驱车如果还想保有良好的操控性,最大马力不宜超过 300 匹,否则会产生严重的扭力转向,再加上大马力前驱车更容易产生转向不足的特性,使得往往赛道上的前驱好手们的最大马力通常都在 200~300 匹之间。

不过到了现在,情况有所不同了。

如何才能改善扭力转向,成为了近年来各个厂商都非常重视的问题。但是目前最新最快的十一代思域 Type R,也就是在 300 马力出头。

那,为什么会出现扭力转向的问题呢?

估计不少人有过这样的经历,车辆在正常行驶时,并没有出现跑偏的问题,但如果在突然急加速时,车头就不自觉地跑向一侧,这种现象就是我们所说的"扭力转向",通常在车辆急加速的时候体现出来的,很多人也叫"加速跑偏",这也是前驱车共有的"通病"。

在介绍扭力转向之前,先要明白什么叫做磨胎半径(scurb radius)。

所谓磨胎半径,就是车轮转向主销(主销指的是转向轮转向时所围绕的轴线)的延长线与地面的交点,到车轮接地中心点之间的距离,如下图。

由于前驱车横置发动机布局的原因,前驱动半轴通常采用一长一短的设计。

当车辆在急加速,突然有大的动力输入到驱动半轴时,由于两端驱动半轴的长度不一样,同一时间作用到两侧驱动轮的扭力也是不一样的,半轴短的一侧车轮扭力大,而半轴长的一侧车轮扭力小。

大众尚酷的前轴

这样导致的结果是,一侧车轮上的牵引力要大于另一侧车轮,因此由于磨胎半径的存在,使得车轮扭力大的那一侧会以磨胎半径为半径,围绕转向主销延长线与地面对额交点,转动更大的角度,这个就是扭力转向发生的根本原因。

好在各家厂商的工程师们运用伟大的工程能力改善了这个问题。2009 年的 Focus RS 上,福特的工程师们通过安装Quaife 扭力感应式限滑差速器,以及创新的 Revoknuckle 悬挂从源头抑制了这个问题。

福特在 Focus RS 的 Revo Knuckle 悬挂是从普通的麦弗逊悬挂的基础上演变而来的形式,就算是增加了一些重量,但也比双 A 臂轻,并且只需在普通版本的 Focus 上,做一些改动即可达成。

通过这些改变,福特实现了此前前驱钢炮不可能兼顾动力与操控的 300 马力的目标。

让我们来看看福特具体是如何实现的。

首先普通版本的 Focus 采用的是广泛流行的麦弗逊悬挂,其实麦弗逊悬挂如果调教的好的话,可以有着非常好的运动性能,宝马和保时捷都采用这种悬挂形式并且也都造出了相当优异的车子。

不过这时候问题来了,麦弗逊悬架应对转向,以及悬挂运动都能工作的很好,不过当巨大的扭矩作用在采用麦弗逊悬挂的前轮上时,扭力转向的问题就来了 ……..

为了让车保持直行,各家厂商们纷纷亮出了自己的绝活儿,来解决出现在麦弗逊悬挂上的,扭力与转向这一对爱恨交织的矛盾。这种悬挂结构我们称之为Super Strut 结构。对于 Super Strut 结构,各个主机厂都有着不同的理解,因此都衍生出了自己的版本。

福特采用了 Revo Knuckle 悬挂,通用有 HiPer Strut,本田在 FK2 上安装了 Dual Axis Strut Front Suspension System,其背后的原理大都是相同的。

悬挂系统主要是为了控制车轮的运动学与动力学特性,由于前轮除了向前向后转动的动作以外,最需要控制的就是转向以及上下跳动的动态,而在传统的麦弗逊悬架中,减震器身兼二职,两件事都是这一个人负责,再加上汽车设计时要考虑空间,布置,受力等等因素,多目标优化的情况下,为了保证整体和谐只能妥协掉一部分性能。

但是 Super Strut 悬挂,将控制车轮跳动与转向这两种动作的任务分开了。避震器以及弹簧的组合(下图中红色),只负责控制车轮面对起伏路面时的跳动;而新的转向节(下图中绿色)负责控制转向。

通用版本的 HiPer Strut 在福特 Revo Knuckle 的基础上又额外增加了控制倾角的机构。

将转向与跳动分开控制可以实现对前轮更好的控制。

车轮实际转向的转向轴要比之前的更加垂直于地面,这样就可以极大地减小磨胎半径,并且车头的整体设计与布置还能不受影响,转向反应与直线行驶稳定性因此得到了提高。

这种悬挂再减少扭力转向的基础上,另外还有一个好处,就是让车轮在转向的时候,动态倾角的变化量更小,这样车轮会更垂直于地面,抓地力保持的更稳定,增加操控极限的同时,亦会增强车手的信心。

由于前轮驱动车型的先天不利因素,扭力转向这一问题会对操控性带来很大的影响,不过因为有了 Super Strut 这种可以在现有悬挂结构上做简单修改就能大幅提升操控性能的悬挂,我们有理由相信以后会有更多有着优良操控性能的大马力钢炮出现。

那,如何把前驱车开快?

首先,把握前驱车的特点 —— 这种车的优势在于重量轻,因为它不需要传动轴把动力传到后轮。

但是把前驱车开快并不容易。

如果使用传统驾驶技术,当你的圈速越来越快时,车辆的转向不足特性就会越来越严重。

虽然车辆的走线大致相同,但刹车、油门和方向盘的操作和后驱比有很大的不同。

如果刹车过晚,或使用循迹刹车。

由于前驱车的前轮重量较大,车子就很容易转向不足。

所以在进弯时,可以稍微加一些油门,把一部分重量转移到后轮,避免前轮过载。在一些长弯道进弯时,可以使用循迹刹车,但是刹车力度要比后驱车小一点。

车辆出弯时加速的时机也很重要。

因为这时后移的重量会让前轮附着力下降。所以在出弯加油时油门要慢踩,同时方向盘的操作也要尽可能柔和,避免前轮打滑。

对于前驱车来说,如果出现转向过度,需要快速把油门踩到底。

这样就可以把重量转移到后轮,增加后轮附着力,同时降低前轮的附着力。

特别是在湿滑地面上,入弯的前刹车降档过程中如果不使用跟趾,就很容易造成前轮抱死。

前驱车设定为转向过度更有利于驾驶。

所以,前驱车虽然马力不能太大,但是轻快好玩的特性,特别的驾驶方式,可以让一般的新手在马力尚可的情况下,达到较快的圈速。

 

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