1.XDS
一輛高性能汽車需要什麼?強勁的動力、堅韌的懸掛、專業的輪胎,這些都是顯而易見的,另外一個不那麼起眼但同樣重要的裝置也不能忽視:差速器。之前我們曾經常提到差速器,但主要是在越野車上,實際上對於高性能車來說限滑差速器也是必不可少的。
而在國產的高爾夫GTI上我們聽到瞭一個新名詞:XDS電子差速鎖。在官方網站上,廠傢這樣宣傳它們的產品:GTI在彎道上的出色動態平衡還得益於另一項法寶mdash;mdash;XDS車輛動態電子差速鎖,內置於ESP系統內的XDS可以避免內側驅動輪的打滑,有效改善前驅車的轉向不足現象;而大尺寸的剎車盤則提供瞭極其優異的制動性能,為駕駛者的極致速度提供瞭更安全的保障。XDS系統似乎很強大,當然廠傢的宣傳需要辯證的看待,況且可能還有很多人並不明白:為什麼避免內側驅動輪打滑就能避免轉向不足?
衡量一輛車性能優劣,除瞭看直線加速能力外,關鍵還是在彎道中的表現,高性能車型如果裝備的是普通差速器的話,在高速過彎時會產生很多問題。在日常行駛中,我們認為四個車輪總是緊貼地面的,左右兩側車輪的抓地力的差異基本可以忽略,差速器將動力平均分配到左右車輪。但在激烈駕駛時情況就變得復雜瞭。
註:以下所說的內側輪、外側輪都指兩側的驅動輪,不包括從動輪。
● 問題一:動力的損失
細心的駕駛者都會有這樣的感覺,那就是影響車輛動態表現的一個重要因素在於所謂的重量轉移。舉個例子,為什麼汽車的前剎車盤都比後剎車盤大?因為車輛在強力剎車時由於慣性導致車體前傾,車身大部分重量移至前軸,所以前輪的剎車力度一定要大,後軸實際上隻分擔瞭很少一部分剎車工作。
同樣的道理,車輛在高速轉彎時會產生很大的離心力,而且轉彎速度越快離心力也就越大,離心力會使車身重量轉移到彎外的一側,車裡成員能清楚體會到的向外甩的力量,而我們從外面看到的車身表現就是彎外側的懸掛被壓縮,而彎內側的車輪幾乎可以離地,抓地力也急劇下降。
這時普通開放差速器的缺點開始暴露出來,那就是永遠將扭矩平均分配到左右兩半軸並且趨向於阻力較小的那一側。具體到高速過彎中的車輛,由於內側驅動輪阻力很小以致幾乎懸空使得作用在該側半軸上的扭矩較直線行駛時大為減小,抓地力的不足甚至可能令車輪開始出現打滑,而另一側抓地力很大的車輪所獲得的扭矩也同樣小,對於駕駛者來說就等於動力的損失。這有點類似於我們做四驅系統測試時讓一個車輪離地的狀態:懸空的車輪瘋狂空轉而車輛隻是停在那裡勉強蠕動兩下,不同之處是在高速過彎中驅動輪不一定完全離地並且持續的時間非常短暫。也許有人覺得這種現象隻會持續區區幾秒鐘,不會對操控產生什麼影響,但在爭分奪秒的比賽中每個彎道相差哪怕0.1秒都可能決定勝敗。
● 問題二:前驅車轉向不足
現在我們來說說轉向過度和轉向不足。目前普遍的觀點是前驅車傾向於轉向不足而後驅車傾向於轉向過度,這主要和前後軸的重量分配有關,大部分前驅車由於發動機和傳動機構都佈置在前軸之前,靜態時的前後軸重分配本來就已近頭重腳輕,彎道中重量前移使得前軸負荷進一步增大,這就很可能令前輪突破抓地極限,失去轉向的作用,車身不再朝預定方向轉彎而是沿著轉彎弧線的切線方向推出去,就是我們平時所說的推頭。
推頭對於提升過彎速度來說顯然是不利的,那麼能不能盡量降低轉向不足的影響呢?對於前驅車來說想改變重量分佈的先天不足恐怕難度比較大,可以從另一個角度入手,那就是制造一個橫擺力矩。
什麼是橫擺力矩?舉個簡單的例子,大傢都有劃過雙槳的小船吧,在轉向時我們會怎麼做呢?如果是向左轉,就要用力劃右邊的漿,這樣就會產生一個向左的橫擺力矩,船就向左轉瞭。車輛轉彎也可以采用相同的原理。有沒有觀察過坦克是如何拐彎的?通過兩側履帶的差動,坦克甚至可以原地轉圈。
回到汽車上,現在已經有瞭通過施加橫擺力矩提升操控性的系統,最典型的有謳歌的SH-AWD系統、瀚德的第四代四輪驅動系統以及奧迪、寶馬部分四驅車型後軸裝備的主動扭矩分配裝置等等。它們都采用相同的原理,那就是在車輛轉向時主動將扭矩分配到外側的車輪從而產生向彎內的橫擺力矩幫助車輛過彎。
● XDS電子差速鎖的作用:
XDS電子差速鎖就是為瞭解決以上兩個問題而出現的。說白瞭就是一個電子系統通過剎車模擬出來的限滑差速器。它的工作原理是當車輛極限狀態時給抓地力很小的內側驅動輪施加制動。據廠傢人士稱,XDS會對剎車盤施加5-15bar的制動力,1bar是每平方毫米是0.1N,折合平方厘米是10N,也就是每平方厘米1公斤出頭。它的原理和一些越野車的車輪電子制動輔助類似。
給打滑車輪制動這一動作會產生兩個效果:
一、內側打滑車輪的阻力增大使得發動機傳遞更多的扭矩,相當於外側抓地力良好的車輪獲得瞭更多扭矩,提升瞭車輛的彎道性能;
二、由於內側車輪抓地力很小而外側車輪抓地力大,所以盡管扭矩依然是平均分配,但對於車輛來說更多的扭矩通過外側車輪作用到地面,從而產生瞭一個指向彎內的橫擺力矩幫助車輛轉彎,一定程度上抑制瞭轉向不足。
● XDS真的很神奇?
客觀來講,XDS確實能提升車輛的操控性,但如果用神奇來形容的話顯然言過其實瞭。
首先我們從官方網站的敘述中就可以看出,XDS是基於ESP基礎上延伸出來的功能,當今主流的ESP系統已經具備瞭對四個車輪進行獨立制動的功能,也就是說在硬件上已經具備XDS的條件,關鍵就在於軟件的升級瞭。
其次,XDS系統盡管比機械式限滑差速器聰明,但效能上還不能和本田的SH-AWD等相提並論,因為它的剎車力度不能太大,否則可能導致車輛不穩定的情況,所以隻能說是一個入門級的限滑裝置,也隻能用在入門級的性能車上。