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傳說中的四輪轉向黑科技,功能強大,為何卻如此罕見?

國內消費者沉迷大車已是老生常談的話題了, 像小鹿這樣鍾情於兩廂小車的不多。 但是大型車往往會由於自身特點使得操控的靈活性較差, 在一定程度上影響了交通效率。

其實這並不是小鹿誇誇其談, 我們可以想像一下, 如果馬路上所有車都換成車長4米左右的小型轎車, 結果會怎樣呢?當然這種設想是沒法驗證的, 正確來說應該是不可能實現。 而車商推出的新車, 其軸距更是一代比一代長, 使得馬路上的大型車越來越多, 笨重的身軀會否會讓以後的交通變得寸步難行呢?

▲國內日漸擁堵的城市道路, 使擁有長軸距的車越來越舉步維艱。

其實, 對於長軸距車型的操控靈活性的提高, 早已經有相關的底盤技術, 就是“傳說中”的四輪轉向。 相信很多車主都沒有聽過“四輪轉向”這個詞, 就算聽過了, 對其的瞭解也不多。

其實, 四輪轉向並不是什麼黑科技,

在多款車型中都有應用, 至於其作用, 除了能增強車輛的操控靈活性外, 還能夠提升車輛的操控性能甚至提高行駛穩定性。 接下來, 就讓小鹿為大家介紹一下四輪轉向這個“神秘”的汽車技術。

▲這輛車可不是後軸被撞變形了, 而是擁有四輪轉向技術,

可以縮小汽車的轉彎半徑, 使車身操控變得靈活。

四輪轉向真的是黑科技?

與其說它是神秘的黑科技, 倒不如說大部分人對它的不瞭解。 其實配置了四輪轉向系統的車型曾經在國內很常見。 作為“汽車老三樣”之一的雪鐵龍富康, 就使用了四輪轉向。 沒錯, 就是這款在國內活躍了多年的小車, 居然使用了四輪轉向系統。 不過, 富康身上的這套四輪轉向系統在技術層面上來說並不需要增加什麼特殊的機械結構, 只是對扭力梁後懸掛進行了獨特的結構設計, 並且在安裝點使用了橡膠塊來與車身間形成軟性連接。

當車輛在拐彎的時候, 在離心力的作用下, 分別在車身兩邊的橡膠受力不同而產生形變差,

從而改變扭力梁相對於車身的角度, 實現了後輪束角的變化。 當然, 這種後輪轉向是不可以人為控制, 而且轉動的角度也不大, 只能在一定程度上解決轉向不足的現象。 這種不可人為操縱的四輪轉向系統, 也叫後輪隨動轉向。

▲作為汽車老三樣之一的富康,

由於採用設計獨特的後扭力梁懸掛, 能在一定程度上實現後輪轉向功能。 但這種較為被動的後輪轉向, 被稱為後輪隨動轉向, 性能也。

既然有不可人為操縱的後輪隨動轉向, 那肯定就存在可以人為操縱的後輪轉向系統, 一般稱為後輪主動轉向。 有別於配置在廉價車型上的隨動轉向系統, 後輪主動轉向功能一般都配置在豪華車型和運動車型上。 比如我們熟知的寶馬7系, 奧迪Q7等, 其高配車型都有涉及到主動四輪轉向系統。 這種被裝配在豪華高端車型上的主動四輪轉向系統, 對車輛的行駛性能起著積極的影響。

▲隨著技術的發展,像奧迪Q7這類豪華車型,使用了由電腦控制的四輪轉向系統,使車輛的操控性有了明顯的提高。

可能說起來有點諷刺,這種主動式四輪轉向系統還被廣泛應用在專用機械上。如澳大利亞的汽車製造商在1907年就生產出帶有四輪轉向功能的拖拉機,雖然這個公司的生產資質在1912年就被取消了,不過四輪轉向帶來的車輛靈活性使得這項技術直到今天還被用在很多重型機械上。

▲澳大利亞汽車製造商在1907生產出帶有四輪轉向功能的拖拉機。

▲四輪轉向系統能有效地減小大型車輛的轉彎半徑。

▲很多重型專用車輛,為了減少轉彎半徑提升操控性能,會配置全輪轉向系統。

在四輪轉向拖拉機問世三十年後,梅賽德斯-賓士於1937年推出其越野車家族中的新一代產品Geländewagen G5(W152),G5採用了常規的雙車軸結構,在減小了車身尺寸之餘,更重要的是採用了四輪驅動以及四輪轉向系統。強大的越野性能和操控性能,使得它成為了早期梅賽德斯-賓士越野家族中標誌性車型之一,在軍方以及民用市場都獲得了不錯的反響。

然而G5總共不到四百台的銷量以及僅五年的生命週期,使Geländewagen G5的四輪轉向系統並沒有引起深遠的影響。

▲梅賽德斯-賓士於1937年推出其越野車家族中的新一代產品Geländewagen G5(W152),採用了四輪驅動以及四輪轉向系統。

▲G5上的四輪轉向系統相當強大,其前後輪的轉向角度一致,能很大程度上減少車輛的轉彎半徑。

迫不得已才用上四輪轉向?

最早實現大批量生產的四輪驅動車型,其實是本田於1987年推出的Prelude。為了提高車輛的駕駛性能,本田為這款第三代轎跑車裝上了一套純機械結構的四輪轉向系統。由於當時的汽車電子控制技術並沒有現在這樣發達,自然也就沒有車身電子控制技術,所以,要提高車輛的彎道性能,只能通過純機械的方式。本來Prelude也只是本田在四輪轉向方面的試水之作,但出乎意料的受到消費者的歡迎,良好的銷量,使本田Prelude成為汽車歷史上的第一款四輪轉向量產車。

▲1987年推出的本田第三代Prelude,搭載了純機械形式的四輪轉向系統,成為了首款真正意義上的四輪轉向轎車,但這種純機械式的四輪轉向的功能較為單一。

本田Prelude的成功,促使其他車廠也在暗地裡努力,加緊開發四輪轉向系統,自此四輪轉向技術就百花齊放般出現在高端車型中。如同為日本廠商的馬自達為1988年推出的626和MX-6配置了四輪轉向系統;日產在1989年推出的Fairlady Z(Z32)車型上,首次運用了Super HICAS四輪轉向技術;美國汽車巨頭通用汽車公司在2002年開始為雪佛蘭Silverado和Suburban兩款車型,提供了由德爾福公司研發的Quadrasteer四輪轉向系統作為選裝包。

▲繼本田Prelude之後,各品牌開始大量推出搭載了四輪轉向系統的汽車,在電子車身控制並不發達的時期,四輪轉向系統是解決車輛彎道性能最直接的方法。

高大上的主動式四輪轉向系統

時至今日,擁有主動四輪轉向系統的汽車品牌越來越多,雖然不同汽車品牌對各自技術的命名各異,但其原理、結構以及實現方式的差別並不大。特別是在現在汽車技術同質化現象越發嚴重的今天。現在的主動四輪轉向系統,一般有三種工作方式,分別對應低速轉向,高速轉向以及高速行駛三種狀態。

▲時至今日,不少追求極致性能的超跑,也會採用四輪轉向系統以提升彎道中的操控和速度。

在低速轉向的情況下,後輪的轉動方向與前輪的轉動方向相反,這樣可以縮小車輛的轉彎半徑,能讓長軸距的汽車獲得一定的靈活性,方便在狹小的停車場或窄路上通行;在高速轉向下,後輪的轉動方向則與前輪的轉動方向一致,這樣能減小車輛相對於行駛方向的旋轉角度,使一部分的離心力得以抵消,在一定程度上減少了車身的側傾,增加了車輛的彎道穩定性和操控性;而在高速行駛的狀況下,兩側的後輪則向內旋轉,使前束增加,能增強車輛的高速行駛和制動時車身的穩定性。

主動四輪轉向的優點是顯而易見的,但卻成了高端豪華車型的配置,一般的買菜車無福消受。造成這個現象的原因,是因為四輪轉向系統會使車輛的成本提高,特別是研發的成本,汽車底盤多一個活動的構件,在調校上要花的功夫更多,導致成本的增加。

▲由於四輪轉向系統帶來的高成本,目前只有為數不多的豪華高配車型上才會搭載四輪轉向系統。

另外,現在的主動式後輪轉向系統,其控制和動力來源均為電子設備,有可能使車輛故障率上升。另外由於絕大多數的四輪轉向系統中,後輪的轉向角度非常小,日常普通駕駛並不能為駕駛員提供明顯的感受。也就是說,四輪轉向系統所能提升的那麼一點靈活性,到頭來卻還是會被駕駛員的操作抹殺掉,形同虛設。

再者,現在越來越先進的電子車身控制系統,已經能通過對單側車輪制動的方式達成提高汽車過彎速度的功能,四輪轉向系統的價值顯得越發不重要了。

▲隨著技術的發展,像奧迪Q7這類豪華車型,使用了由電腦控制的四輪轉向系統,使車輛的操控性有了明顯的提高。

可能說起來有點諷刺,這種主動式四輪轉向系統還被廣泛應用在專用機械上。如澳大利亞的汽車製造商在1907年就生產出帶有四輪轉向功能的拖拉機,雖然這個公司的生產資質在1912年就被取消了,不過四輪轉向帶來的車輛靈活性使得這項技術直到今天還被用在很多重型機械上。

▲澳大利亞汽車製造商在1907生產出帶有四輪轉向功能的拖拉機。

▲四輪轉向系統能有效地減小大型車輛的轉彎半徑。

▲很多重型專用車輛,為了減少轉彎半徑提升操控性能,會配置全輪轉向系統。

在四輪轉向拖拉機問世三十年後,梅賽德斯-賓士於1937年推出其越野車家族中的新一代產品Geländewagen G5(W152),G5採用了常規的雙車軸結構,在減小了車身尺寸之餘,更重要的是採用了四輪驅動以及四輪轉向系統。強大的越野性能和操控性能,使得它成為了早期梅賽德斯-賓士越野家族中標誌性車型之一,在軍方以及民用市場都獲得了不錯的反響。

然而G5總共不到四百台的銷量以及僅五年的生命週期,使Geländewagen G5的四輪轉向系統並沒有引起深遠的影響。

▲梅賽德斯-賓士於1937年推出其越野車家族中的新一代產品Geländewagen G5(W152),採用了四輪驅動以及四輪轉向系統。

▲G5上的四輪轉向系統相當強大,其前後輪的轉向角度一致,能很大程度上減少車輛的轉彎半徑。

迫不得已才用上四輪轉向?

最早實現大批量生產的四輪驅動車型,其實是本田於1987年推出的Prelude。為了提高車輛的駕駛性能,本田為這款第三代轎跑車裝上了一套純機械結構的四輪轉向系統。由於當時的汽車電子控制技術並沒有現在這樣發達,自然也就沒有車身電子控制技術,所以,要提高車輛的彎道性能,只能通過純機械的方式。本來Prelude也只是本田在四輪轉向方面的試水之作,但出乎意料的受到消費者的歡迎,良好的銷量,使本田Prelude成為汽車歷史上的第一款四輪轉向量產車。

▲1987年推出的本田第三代Prelude,搭載了純機械形式的四輪轉向系統,成為了首款真正意義上的四輪轉向轎車,但這種純機械式的四輪轉向的功能較為單一。

本田Prelude的成功,促使其他車廠也在暗地裡努力,加緊開發四輪轉向系統,自此四輪轉向技術就百花齊放般出現在高端車型中。如同為日本廠商的馬自達為1988年推出的626和MX-6配置了四輪轉向系統;日產在1989年推出的Fairlady Z(Z32)車型上,首次運用了Super HICAS四輪轉向技術;美國汽車巨頭通用汽車公司在2002年開始為雪佛蘭Silverado和Suburban兩款車型,提供了由德爾福公司研發的Quadrasteer四輪轉向系統作為選裝包。

▲繼本田Prelude之後,各品牌開始大量推出搭載了四輪轉向系統的汽車,在電子車身控制並不發達的時期,四輪轉向系統是解決車輛彎道性能最直接的方法。

高大上的主動式四輪轉向系統

時至今日,擁有主動四輪轉向系統的汽車品牌越來越多,雖然不同汽車品牌對各自技術的命名各異,但其原理、結構以及實現方式的差別並不大。特別是在現在汽車技術同質化現象越發嚴重的今天。現在的主動四輪轉向系統,一般有三種工作方式,分別對應低速轉向,高速轉向以及高速行駛三種狀態。

▲時至今日,不少追求極致性能的超跑,也會採用四輪轉向系統以提升彎道中的操控和速度。

在低速轉向的情況下,後輪的轉動方向與前輪的轉動方向相反,這樣可以縮小車輛的轉彎半徑,能讓長軸距的汽車獲得一定的靈活性,方便在狹小的停車場或窄路上通行;在高速轉向下,後輪的轉動方向則與前輪的轉動方向一致,這樣能減小車輛相對於行駛方向的旋轉角度,使一部分的離心力得以抵消,在一定程度上減少了車身的側傾,增加了車輛的彎道穩定性和操控性;而在高速行駛的狀況下,兩側的後輪則向內旋轉,使前束增加,能增強車輛的高速行駛和制動時車身的穩定性。

主動四輪轉向的優點是顯而易見的,但卻成了高端豪華車型的配置,一般的買菜車無福消受。造成這個現象的原因,是因為四輪轉向系統會使車輛的成本提高,特別是研發的成本,汽車底盤多一個活動的構件,在調校上要花的功夫更多,導致成本的增加。

▲由於四輪轉向系統帶來的高成本,目前只有為數不多的豪華高配車型上才會搭載四輪轉向系統。

另外,現在的主動式後輪轉向系統,其控制和動力來源均為電子設備,有可能使車輛故障率上升。另外由於絕大多數的四輪轉向系統中,後輪的轉向角度非常小,日常普通駕駛並不能為駕駛員提供明顯的感受。也就是說,四輪轉向系統所能提升的那麼一點靈活性,到頭來卻還是會被駕駛員的操作抹殺掉,形同虛設。

再者,現在越來越先進的電子車身控制系統,已經能通過對單側車輪制動的方式達成提高汽車過彎速度的功能,四輪轉向系統的價值顯得越發不重要了。

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