让“神论”下神坛:谈谈四驱系统究竟牛还是不牛(一)

2015-08-17
新车评网

忘了在哪个时候开始,四驱系统在各种煽风点火之下,就被认为是一套神乎其神的利器,好像自从有了四驱系统之后,汽车才开始用四个轮子来行驶一样。好吧,本着用尽毕生之节操,都要让所有“神论”下神坛的高尚情操,我会一连两篇文章,来谈谈四驱系统究竟牛还是不牛。

四驱系统的发展史碍于篇幅的问题暂时先不追究,就算不知道四驱系统的起源,对于本文的推论是没有影响的。以现今的四驱系统来看,大致可以分为公路型四驱系统和越野型四驱系统。它们的功能偏向可以直接从字面上看得出来,前者多用于高性能车型,如斯巴鲁STi、三菱EVO、日产GTR、兰博基尼各种杠四、保时捷911等等;而后者则是为非铺装路面的通过性而生的。基于很多人喜欢跑车,我们首先从公路型四驱系统开始说起。

1、公路型四驱系统从何而来?

在很早很早以前,四驱系统都是用在非铺装路面的。在1980年代初,世界拉力锦标赛WRC开始进入辉煌的Group B时代,奥迪的工程师首次将四驱系统运用到WRC赛车上,这让它在非铺装路面赛段获得非常厉害的速度,吊打一众中置发动机纯后轮驱动的赛车如Lancia Stratos。甚至奥迪可以凭借在这些非铺装赛段积攒下的优势,即便在公路赛段表现不佳,仍可获得年度总冠军。这款奥迪赛车的量产版原型,就是大名鼎鼎的Quattro,quattro在意大利语里就是“4”的意思。

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Quattro因为WRC的优异成绩而打开了知名度,走着和当时的同级当红跑车宝马E30 M3和奔驰190E AMG截然不同的路线。后两者在DTM乃至世界各大场地赛里斗得难分难解,而Quattro则是首次在跑车上搭载四驱系统。

因为Quattro在WRC上表现优秀,尤其是冰雪赛段和沙石赛段,不少车队开始争相效仿开发出四轮驱动的赛车。而它们的量产版,也自然是四轮驱动车型。可以说,是WRC赛事本身就是公路、非铺装路面混合作赛的特殊性,催生出了公路型四驱系统。

到了九十年代,日系车厂为打入欧洲市场而进军WRC并取得好成绩,丰田、日产、三菱、斯巴鲁都有自己的四轮驱动高性能车型,而这一段经历,更是为斯巴鲁奠定了全时四驱的品牌形象。

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2、四驱系统能提升过弯极限?

也许不少人还记得日产GT-R在九十年代耍流氓般称霸各种比赛,从而获得“战神”称号的那段岁月。很多人说它靠的是ATTESA-ETS四驱系统,其实,它靠的是大马力……四驱系统,只是为了能在出弯加速的时候,不让那500多匹(比同场的其他赛车普遍多200匹马力)太难驾驭而已。

过弯极限,说到底拼的是轮胎的抓地力极限。那么在这个角度来看,就算四个车轮都有抓地力,其实是不能够提升通过弯道的最低车速(也就是过弯极限)的。所以如果是同样的轮胎条件,把轮胎抓地力发挥到100%,就是这辆车的过弯极限。如果不讨论悬挂的调校,那么前后轮之间的“内斗”,会消耗轮胎的抓地力,降低过弯最低车速。

再说回奥迪Quattro的故事,当时Quattro在公路赛段的表现可谓糟糕,原因就是最初始形态的全时四驱系统,在公路上根本不懂拐弯!

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原理是这样的,四驱系统的本意就是将前后轴进行锁定,转速一致,从而让四个车轮都有抓地力。然而车子在转弯的时候,前轴和后轴轨迹是不一样的,所以前后轮的转速也不一样。所以这就导致了车在拐弯(这里说的是极限操控)时,前后轮就会为了达到理论的转速差,却由于实际上不存在转速差而互相角力。这就是为什么分时四驱系统在进入公路驾驶之后,必须要分离四驱系统:入弯时前轮不肯走,倾向推头;出弯时后轮往外掰,倾向甩尾。可想而知这样的车有多难开。什么四驱系统可以增加车身循迹性和稳定性,听听就好。

所以现在的全时四驱系统,在中央差速器的部分增加各种复杂的技术,其根本目的,就是要减轻前后轮“角力”的程度,从而让四驱系统在通过弯道时的表现更自然。

从来当某款配备四驱系统的车推出新一代四驱系统之后,其宣传语都是“比起旧款提升了过弯的灵活性”,而不会说比起前驱车或后驱车提升了过弯灵活性。因为四驱系统先天的特性,就是会前后轮内斗,从而消耗掉轮胎的抓地力,而前驱车或后驱车就不会出现这样的情况。

3、那么公路型四驱系统存在的意义是什么?

四轮驱动,顾名思义,它的优势在于“驱动”,也就是动力介入的时候,四驱系统的优势才会显现。公路型四轮驱动系统,最大的作用就是将动力智能地分配给四个车轮,让拥有更佳抓地力条件的车轮,可以获得更多动力,从而让车更高效地加速。

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如果转化成“战术意义”,那就是在出弯的时候,可以四个车轮同时有动力。相比于前驱或者后驱,过猛的动力会让车轮打滑,四个车轮来分摊动力,单个车轮打滑的几率就降低了,从而将出弯加速的效果最大化。

所以四轮驱动的跑车(机械式四轮驱动,而不是像迈凯轮P1、保时捷918Spyder这种油电混合四驱)虽然过弯的最低速度不如两驱车快,但如果从一个弯道的整体来分析的话,进弯稍慢、弯心稍慢,但加速出弯的时机更早,也可以更快地油门全开,出弯可以比两驱车快不少(尤其是低速弯)。所以整一条赛道下来,弯心极限稍低损失的时间,可以被更快的出弯所抵消掉。而对于油电混合四驱系统,过弯的速度和两驱车无异(因为不存在前后轮干涉),出弯则切换到四轮驱动模式,这样的快,更是无解。

4、前驱型和后驱型的四驱系统开起来有什么区别?

这是一个很有趣的话题,所谓前驱型和后驱型四驱系统,可以看做平时是一辆前驱还是后驱车,然后当主驱动轴打滑(前驱表现为推头,后驱表现为转向过度)时,另一轴可以获得多大比例的驱动力。

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典型的前驱型四驱系统如高尔夫R/奥迪TTS,三菱EVO也是偏向前驱的特性;典型后驱型四驱系统有保时捷911、日产GT-R(严格来说有纯后驱状态)、法拉利FF这类。而它们的驾驶特性,其实也非常接近前驱车或者后驱车,只有在主驱动轮突破极限或即将突破极限时,四驱系统才会明显介入救驾。

然后这就会触发出一些怪异的操控特性。例如高尔夫R,在车子推头的时候,其实可以继续踩油门,后轮分走了前轮更多动力之后,前后轮抓地力配比会有变化,推头的状况反而会减轻;再如斯巴鲁翼豹STi,万一后轮发生了转向过度,很多人第一反应是松开油门并且反打方向。然而四驱系统已经监测到车子转向过度,并且马上把动力分配给前轮,这时驾驶者要做的是顶着油门,给前轮更多动力,并且把重心压在后轮,将转向过度修正过来。你看,有四驱系统和没有四驱系统,救车的方法完全不一样,四驱系统和人的本能反应,做的是不同的修正方法,这就会互相干扰。四驱系统是一把双刃剑,如果不熟悉四驱系统的运作机理和介入时机,反而会让车陷入更离谱的失控。

5、是什么决定了四驱系统的性能?

笼统地说,是先天结构和后天调校,也就是硬件部分和软件部分。先天结构包括了四驱系统中央差速器的结构——托森差速器反应快、介入比例固定、成本合理,粘滞耦合差速器反应慢但介入柔和、成本低,多片离合差速器反应慢于托森、但介入比例有很大调校弹性、成本高。

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鉴于四驱系统的性能要求越来越复杂,市面上主流的公路型四驱系统里面,基本只有大众集团的纵置发动机平台在使用托森差速器,除此之外调校弹性大的多片离合差速器成为了主流,。这就引申出另一个问题,控制单元计算速度快慢以及算法准确度,以这两点为基础,工程师的调校水平。控制单元运算速度和算法是基础,运算速度必须要快,再到控制差速器工作,其介入速度必须快于人的反应时间,否则这套四驱系统就没啥存在意义了。

而算法包括车身偏航角(车身实际运动轨迹与前轮转角的夹角)、车轮滑移率(是否出现了空转)、车速、方向盘角度等等,并将这些采集到的参数,按照一套程序进行处理,进而得出车子当前状态,继而得出四驱系统的工作指令。算法是否高明,决定了这套四驱系统是否聪明。聪明的四驱系统,工程师调校起来也会相对轻松。

好了说了这么多,是时候来句结案陈词了,公路型四驱系统究竟牛不牛?首先,它虽然没办法提升过弯的弯心速度,但是可以帮助驾驶者更快地出弯;第二,它在一定程度上可以提高一辆车的容错率(只局限在加速的时候),然而如果不熟悉这套四驱系统的脾性,反而有可能添乱;第三,不是所有的四驱系统都那么厉害,结构、反应速度、调校水平可以让不同品牌,甚至同一个品牌不同车型的四驱系统表现千差万别。

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