什么是汽車最核心的方面?顯然,動力系統是重中之重,決定著車作為移動工具的根本價值。一款汽車想要做到好開,油門跟腳、變速箱聰明是必要條件。然而,完善的動力系統只是一款好車的基本素養,卻難以讓人沉醉其中。對于熱血車迷來說,懸掛、轉向等關乎行駛性能的要素最能打動人心,是汽車的靈魂所在。其中,轉向系統尤為特殊,時常被看作玄學般的存在。
哪家轉向系統最引人關注?馬拉內羅的英雄笑了。若是把范圍縮小到德系品牌,相信許多人會把票投給BMW或保時捷,卻很少有人提及奧迪。難倒是奧迪錯了嗎?不一定。在奧迪看來,車子開起來應當讓人感到輕松愜意,正如其底盤研發高層所言“an Audi should feel effortless to drive”。在這一理念的背后,奧迪工程師們付出了怎樣的努力?
哪款車最能體現奧迪的“駕”值觀?RS Q8是個典型案例。別看它身披“RS”徽標,日常開起來卻非常舒適,充分滿足了車主在90%時間里的需求。更可怕的是,RS Q8的極限性。要知道,圈速是一款車運動性能的集中體現,這足以表明RS Q8的硬實力。而在出色成績的背后,先進的轉向技術功不可沒。
轉向方面,奧迪RS Q8可謂四環家族的集大成者。該車配備了動態全輪轉向系統,前橋配備動態轉向機,后橋則帶有主動轉向和電子防傾桿,硬件配置十分豪華。在一系列先進技術的幫助下,奧迪RS Q8在浙江國際賽車場取得了1分42秒326的圈速,刷新量產SUV圈速紀錄。
之所以說“全輪轉向”,是因為后輪也具備了轉向功能。伺服電機布置在后橋中間,通過轉向拉桿控制束角,從而實現后輪轉向效果。后輪轉向是一個車輛系統級裝置,控制器結合前輪轉向角、車速、加速度等參數,決定后輪轉動方向和角度。中低速下后輪動作與前輪相反,用以提升靈活性;高速下前/后輪同向轉動,強化操控穩定性。
后輪轉向讓車變得更靈巧,RS Q8這樣的中大型SUV也能輕松入庫。而對于駕駛愛好者,后輪轉向的另一項功能是提升轉向響應性,幫助后輪更快建立側偏角(slip angle),這完美解決了長軸距車型的“懶惰癥”,讓車尾動態不再拖沓。
前橋部分,奧迪RS Q8配備了動態轉向系統,運用諧波傳動技術實現了可變轉向比。轉向柱上集成了行星齒輪組和電機單元,根據駕駛模式、車速和轉向角動態調整傳動比。在低速下,轉向比明顯縮小,方向盤打滿圈數更少;隨著車速的提升,轉向比逐漸增大,旨在提供更穩健的轉向感受。
動態轉向系統、四輪轉向系統看似結構簡單,但在設計和調校階段需要攻克許多技術難題。由于零部件數量的增加,轉向系的剛性和摩擦設定更為復雜,需要投入更多精力予以完善。當然,中高端車型成本壓力相對有限,能夠負擔起這類先進配置。在這套頂級轉向配置之外,奧迪還提供另外四種轉向系統,從高端到低端分別為全輪轉向系統、動態轉向系統、漸進式轉向系統和普通電動助力轉向。
全輪轉向系統少了“動態”二字,主要是減少了前橋的行星排式動態轉向機,無法主動調節轉向比。由于后輪轉向造價不菲,這套系統目前主要用于奧迪高端車型,只是定位稍低于動態全輪轉向系統。
動態轉向系統剛好相反,前軸配備了動態轉向機,但沒有后輪轉向機構。動態轉向系統主要提供給MLB evo車型,通常被列為選裝件。值得一提的是,奧迪A4L這樣的走量國產車系也可選裝,比起老對手厚道不少。要知道,哪怕是標榜運動的寶馬4系,也只提供了機械式可變轉向比,無法實現豐富的可調節性。
漸進式轉向系統同樣可以改變轉向比,但實現方式是不等距齒條,也就是上圖提到的機械式方案。轉向齒條中間密集,兩端相對稀疏,轉向中心位置速比偏大,大角度下速比變小。隨著方向盤轉角增加,車頭入彎意愿逐漸變強,營造出較為靈動的操控感受。目前,漸進式轉向系統標配于Q2L、A6L等車型,普及率比上面幾款方案高得多。
現如今,幾乎所有量產車都配備了電動助力轉向機(EPS),奧迪也不例外。在EPS研發過程中,奧迪特別強調了低摩擦設計,降低轉向系統的阻滯感。由于EPS的天生特性,大幅度路面沖擊會被轉向機屏蔽掉,路感回饋不如液壓助力豐富。此外,EPS還可通過算法補償,減少路面激勵對駕駛者的不必要干擾。
奧迪的轉向哲學是強調輕松駕駛,即便性能車也不會采用非常緊繃的力矩設定。在EPS的幫助下,方向盤屏蔽了路面信息中瑣碎的部分,只提供最關鍵的反饋,例如通過阻尼隨速/隨角度變化幫助駕駛者感知前輪狀態。這種調校風格或許無法滿足極致的駕駛愛好者,但對大部分用戶顯然是友好的。
轉向響應受到多方面影響,彈簧、減振器、防傾桿、襯套、輪胎等都發揮著重要作用,而轉向機只是眾多因素中的一部分。因此,提升轉向響應絕不只靠轉向系統,而要對許多零部件進行改進,甚至要優化整車載荷分布。
方向盤設計方面,奧迪也在摸索中不斷進化。三輻式方向盤的風靡期過后,奧迪將向四輻式設計回歸。為了滿足駕駛輔助系統的需求,一些新車型配備了電容式方向盤,用于感知駕駛者是否手扶方向盤。
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原文標題:速覽 | 集大成者,奧迪轉向技術解析
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