主减速器和差速器原理(为什么性能爆炸的运动车上)

主减速器和差速器原理(为什么性能爆炸的运动车上)(1)

扭矩适量分配神器一出,谁与争锋?!

日本人说扭矩矢量分配可减轻转向力量;德国人会告诉你这种差速器将提升车辆动态性(无论其背后是否蕴含了其他的意思)。至于美国人——他们不久前才在全新福特福克斯RS上装上了这一功能——却声称扭矩矢量分配提供了“无与伦比的敏捷性”。

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然而直到我们亲自体验了搭载该功能的车辆之后,每个编辑才不约而同地以称赞的语气达成了一致的看法:

“分配左右驱动轮之间的扭矩对于提升车辆的动态表现具有神奇的帮助。

根据扭力的具体分配,这既可用来增加车辆的转向效果,又能稳定车辆的动态表现。理论上,扭矩矢量分配可帮助车辆入弯,减小驾驶者的操作强度,并可降低车辆的转向不足现象。这些效果在一辆操控极限较高的车辆上显得更加出色,可让其以更高的车速通过弯心,实现更快的圈速。

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我们应当注意到扭矩矢量分配差速器和基于制动器的扭矩分配装置间的区别,后者主要出现在经济型汽车和跨界车上。基于制动器的扭矩分配装置可以单独地控制每个车轮的制动器,让弯角内侧的车轮减速,从而增加外侧车轮的扭矩。

“之所以汽车生产商非常喜爱采用这种设置,是因为它不仅轻,还便宜。

不过这并不是潘多拉魔盒,因为在强调运动性能的车辆上,这样的设计将会给制动系统带来更多负担。

Q扭矩矢量分配差速器是如何工作的?

针对性能车辆的扭矩矢量分配装置会在差速器中安装至少一组超速齿轮组(然而通常情况下会采用两组)。与传统的差速器相比,它们能更快地锁止车轮。

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当电脑发出分配扭矩的指令后,差速器选择超速齿轮来控制动力输出,通过改变咬合力来调节左右车轮间的推力。由于齿轮组并未完全啮合,外侧的车轮并不会因此转得更快。相反,部分咬合的超速齿轮组提供了额外的推力——这就好比在滑独木舟时更有力地而不是更快地摇桨。

扭矩矢量分配源于拉力赛车,比如赫赫有名的三菱EVO系列,但是如今却多见于昂贵、配置较高并采用四轮驱动的性能车辆。

▲Mitsubishi Lancer Evolution Final Edition,2015年 | 再见了,EVO

正是由于扭矩矢量分配差速器的作用,笨重的宝马X5 M和X6 M才变得出乎意料地具有驾驶乐趣。奥迪的运动差速器则让车头偏重、四轮驱动的S4、S5和S6变得更像后轮驱动的性能车。

汽车生产商坚持声称扭矩矢量分配仅仅是高级运动汽车的配置,但是随着技术趋于成熟,它的应用变得越来越广,你能在四驱版日产Juke或是第三代福特福克斯RS上找到其身影。

去年467马力的雷克萨斯RC F问世时,它是首款采用扭矩矢量分配差速器的FR车型(发动机前置、后轮驱动)。尽管如此,RC F那1800千克的重量已经和某些四驱车型相差无几。

雷克萨斯将他们的扭矩矢量分配差速器称为TVD,它在RC F上是选装件。普通车型标配的是托森限滑差速器。正是由于这一点,RC F成为我们本次对比测试最理想的对象。

Q我们是如何测试的?

除了差速器以外,我们找来的两台RC F外观上几乎一模一样。两款车均搭载了相同的5.0升V8发动机和八当自动变速箱、米其林Pilot Super Sport轮胎以及名为“超音速蓝”的车身颜色。然而搭载托森差速器的车型安装了天窗,采用扭矩矢量分配差速器的车辆却并没有,这让我们能直观地将两者区分开。

至于要不要选择扭矩矢量分配差速器,你得进行一番权衡。雷克萨斯的TVD比普通的托森限滑差速器重了约30千克,而它的售价并不低。雷克萨斯为这款神奇的差速器贴上了1750$(11,354元)的单价标签,而购车者需要选装价值4400$(2854元)的Premium选装包或5500$(35,685元)的性能选装包才能得到它。

为了能确定扭矩矢量分配差速器是否物有所值,我们打算对RC F进行三组测试:91米直径定圆测试、186米的不等距绕桩测试以及在克莱斯勒切尔西测试跑道上进行圈速测试。

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我们利用源自Racelogic的先进VBOX测试设备记录数据,来自双天线的GPS系统和惯性测量装置的数据将被同时记录下来。此外,我们还设法通过车载的CAN-Bus串行总线获得了更多行车数据,比如方向盘的角度等。

测试结果

一开始,扭矩矢量分配差速器便表现出了可靠的本色。在定圆测试中,标准版RC F的前轮首先失去了转向抓地力,然而搭载TVD的车型尽管在圈中有些束手束脚,但是却始终保持着转向过度趋势。在出现转向不足现象时,搭载扭矩矢量分配差速器的车型已经可达到0.94g横向加速度,比搭载托森差速器的车型高了0.03g。

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同时,TVD令平均转向角度保持在99度,而普通车型却已经达到了135度——这意味着你在搭载TVD的车辆上可以轻松自如地握住6点钟的位置,而不会双手交叉导致手忙脚乱。

雷克萨斯为TVD提供了三种模式:普通、绕桩以及赛道。它们可以不依赖于车辆的驾驶模式而单独选择。自然,我们首先选择了绕桩模式来开展绕桩测试,不过很快我们却发现它应该被更名为“大话”模式。驾着车辆在锥桶间穿梭,驶出的速度并不显得很快。经过我们的多次尝试后,我们发现搭载TVD的车型最快也就比普通车型快了0.5秒,而那一次我们选择的是赛道模式,也就是说,车辆在高转速下显得更稳定。

同样地,我们在长达2.7公里的赛道测试上选择了赛道设定,这一次,采用TVD的RC F比使用托森差速器的兄弟快了约0.4秒,达到了1’18.7”的圈速成绩。搭载普通限滑差速器的RC F在入弯时表现出明显的转向不足,但是继续增大方向盘转角至某个时刻,转向不足便会在弯中立刻转变成转向过度。

这种难以捉摸的驾驶特性让这款车显得笨拙,而不是乐趣。但装上TVD之后,车辆便在弯中表现出一致的转向特性,无论入弯还是出弯,TVD都能让驾驶者更省力地预测和保持行车线。

“毫无疑问,扭矩矢量分配能够客观地改善性能表现,而更重要的是,它能改变一款车的驾驶感受。

无论在赛道上还是在充满狂风的乡间道路,扭矩矢量分配可让一款车变得更生动、更具有可操控性。如果没有这套先进的装置,高速过弯便是对牵引力管理系统、重量分配以及其他底盘调校方面的严峻考验。

在实际驾驶过程中,扭矩矢量分配差速器好像是一股额外施加在车尾的推力,让车辆进入弯道时变得更加主动,操控也更省力,甚至你会怀疑这是不是超能力的作用。除此之外,你也可以向不明真相的人炫耀自己“过人”的驾驶技巧,或许这就足以值回加装这套“神器”的本钱了吧。

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