扭矩转向不可怕,完全感受不到扭矩转向才可怕

做个实验?如果你开着一台前驱车,眼前是一条平直的公路或空场,前后无车,也没有什么会突然出现的行人或小动物。那你可以在确保安全的前提下,减速至静止或一挡怠速状态并调直车辆。双手松开方向盘,但不要离得太远,然后来一脚地板油。如果此时,你发现方向盘有明显的转动,并且车辆跑偏,需要修正方向。不好意思,你的车出现了传说中的「扭矩转向」。

什么是扭矩转向?

顾名思义,扭矩转向是指发动机所输出的扭矩,对车辆的转向系统产生了影响。也就是当车辆急加速或全油门加速时,突然有较大的扭矩通过变速箱输出轴传递到左右两根传动半轴,但因为力矩的不同而使方向被拉向一侧,造成车辆行进方向的跑偏,使车辆偏离既定的路线。

所以说,之所以会出现扭矩转向,是因为扭矩的不平衡所导致的。而大部分情况下,扭矩转向都出现在大马力前驱车型上。为什么呢?因为对于前驱车来说,驱动轮同样也是转向轮,也就放大了扭矩不平衡对转向的影响。当然,也有一些四驱车型同样会有扭矩转向现象。

为什么会产生扭矩转向?

所以,是什么导致了扭矩转向现象呢?我们假设两侧车轮的路面附着力完全相同,左右侧车轮的性能及磨损状况完全相同,此时如果发生扭矩转向,很大程度上与左右轮不平衡的扭矩分配有关。

那么为什么扭矩分配会不平衡呢?对于前置前驱车型来说,变速箱和差速器很难设计在车辆的中轴线上,因此,车辆的左右两根半轴长度也就产生了差异。而不等长的半轴,以及由它所带来的半轴刚度、转动惯量以及与地面夹角的差异,这都会影响到扭矩的传递。

如果从力学角度上来分析扭矩转向现象,有两个与转向几何相关的参数非常关键。其中一个参数,我们叫做主销偏距(Scrub Radius),它是轮胎中线与地面的接触点,与转向轴线(Steering Axis)与地面交点之间的距离。

只要主销偏距不为零,车轮都会受到一个转向力矩,主销偏距越大,所受力矩也就越大。因此,在设计上,都会尽量减小主销偏距,避免扭矩转向。

而另一个参数,则是主销到轮心的距离(Spindle Length)。同主销偏距类似,主销到轮心的距离越大,车辆的扭矩转向效果也就越明显。所以,这两个参数在进行悬架系统研发时都需要仔细斟酌。

如何通过设计减小甚至消除扭矩转向?

如果说所有车辆在设计时,都希望消除扭矩转向,而工程师们又知道扭矩转向是如何产生的,为什么还会有很多车型在急加速时,依然会有明显的扭矩转向现象呢?

我们都知道,如果希望尽可能减小扭矩转向,就要尽可能让转向轴线与轮胎中线相重合。但由于悬架的结构设计问题,这几乎是不可能实现的。或者说需要投入比较大的成本才能实现,这对于很多经济型车来说,没有太大必要。

不过,还是有一些大马力的前驱车,几乎没有扭矩转向现象,比如本田思域Type-R,它是怎么做到的呢?

工程师设计了与众不同的悬架几何结构,将转向轴线设计在车轮内,也就是尽可能地与轮胎中线相重合。此时的主销偏距无限趋近为零,同时又减小了Spindle Length。所以驾驶员即便完全松开双手,并将油门踏板踩到底,车辆也不会发生跑偏,几乎感受不到任何扭矩转向。

只可惜,由于成本的考虑,普通版本的思域并没有采用相同的设计。

所以说,出现扭矩转向并不可怕,尤其是对于大马力的前驱车来说,很难做到完全消除。当然,扭矩转向大多也只出现在深踩油门时,只需要稳住方向盘,稍稍调整方向就可以。但如果一台大马力前驱车,能够让你在深踩油门时丝毫感受不到扭矩转向,那说明Ta的悬架几何绝对是进行了特别的设计和优化。这种对细节的极致追求,才是最可怕、最让人佩服的。

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