原标题:300匹马力,是前驱车不能承受之“重”? | 车之设计
本文是雅斯顿原创分享文章
撰文 ✎ 溜溜
在我们日常生活中90%汽车采用前置驱动,这是因为前驱车结构更加简单,造价更低。但由于天生结构的缺陷,过去我们认为前驱车马力往往只能保持在200匹左右,不宜超过300匹,否则会产生严重的扭力转向。
然而近些年性能钢炮的战争越演越烈,尤其在2009年福克斯RS推出后,将前驱车的动力水平又往上提升了一个台阶,目前最速前驱思域Type-R的动力已经推到了320匹。我们不禁感叹,前驱车的极限到底在哪里?
前驱车的从0到1
众所周知,汽车诞生的时候都是后驱驱动,这是由于当时的发动机和变速箱体积非常庞大,两者依次串下来后,再加根传动轴,就已经到后轮的位置。然而一个穿过车厢地板的传动轴不仅会带来空间问题,而且驱动是震动非常大。
那时的工程师都是极具挑战精神的战士,1895年到1898年间奥地利汽车制造商Graf&Stift就曾造出一台搭载单杠发动机的小型汽车,发动机体积大大减小,放置在车子前端并直接驱动前轮,但这辆车并没有投入生产。
随后,制造前驱车的尝试重复了很多次,有前驱赛车、前驱拖拉机、前驱轿车等,但这些车型都是带着实验车的性质,在当时都没有造成影响力,最终以失败告终。第一个成功的前驱车应该是德国汽车制造商DKW在1931年推出F1轿车,次年Adler和1933年奥迪都先后推出自己的前驱车。
1934年史上最重要的前驱车之一雪铁龙TractionAvant终于诞生,它被广泛认为是世界上第一辆前驱车,最大的特点是采用前中置布局,发动机为纵置结构,变速箱放在发动机前面,这样的设计导致车头特别长,但车内空间和乘坐舒适性方面有了明显的改善。当然,你可能会觉得这样的车怎么会有驾驶乐趣?好在当时的后驱车也不具备所谓的驾驶乐趣,所以雪铁龙Traction Avant成了当时前驱豪华车的代表。
二战结束后,价格低廉的前驱车开始风靡起来,在这股热潮下,雪铁龙顺势推出被车迷戏称为“丑小鸭”的经典车型——2CV。2CV的设计和配置极其简单,但它采用盘式制动和独立悬挂在当时是非常先进的技术。风冷对置发动机安放在前轮之前,通过柔性的万向轮作为驱动轴关节,缩小动力系统的体积。2CV的推出使得前驱车得到进一步普及,从1949年一直推出改进版,直到1990年才停产。
但那时的前驱车还只是小数人的选择,因为随着汽车技术的发展,后驱车在性能领域取得的成就是前驱车不能媲美的。转机出现在第一次石油危机的爆发,MINI推出前驱车历史上第一台水冷横置四驱发动机。为了创造性的利用有限的空间,变速箱被集成到横置发动机下方机油壳中,这种紧凑的设计使驾乘舱空间轻松容纳4名乘员。前驱车经济省油的优势,在石油危机这个特殊的时期也得到进一步放大,使其成为不少消费者的选择。
此外,改进后的MINI Cooper S凭借低重心、先进的四轮独立悬挂以及子午线轮胎,其抓地力和操控对比当时的后驱车有过之而无不及,前轮驱动赋予的紧凑车身,以及后驱车无可匹配的灵活性,在各种拉力赛中开启MINI Cooper的赛场传奇。
横置发动机的设计被MINI采用后,除了奔驰和宝马还在坚持采用后驱底盘外,大部分欧洲和日本车企都决定未来的产品均采用前驱底盘。从此,前驱轿车正式成为市场的主流。可以说,石油危机对整个汽车工业的格局造成深远的影响。
前驱车的极限在哪?
MINI开创横置发动机前轮驱动轿车的潮流,大部分主流车型比如紧凑型轿车、中级轿车都采用这种布局形式,但并非所有车型都愿意采用这种结构。那是因为横置发动机的布局会导致前驱动半轴采用一长一短的设计,当有大的动力输入驱动半轴时,半轴长度的不同会到导致作用到两轮扭力不同,因为在急加速时车头会有左右摆动的现象,这个在大排量前驱车上尤为明显。
另一方面,汽车的宽度也决定横置布置的生存空间不会很大,如果前悬复杂,发动机缸数越多,发动机就没有位置了,因此横置发动机前驱车型只适合前悬架构简单,且发动机排量较小的车型。
当然,有的厂商采用其他的前轮驱动结构,比如奥迪钟倩纵置发动机前轮驱动底盘,可以保证驱动半轴等长,即使大排量前驱车也不会存在扭力转向问题,而且容纳发动机的空间要大得多。但其代价是无法平衡车头过重的问题,变速箱同样位于变速箱下部,使前轴负担很重,对操控性造成比较大的影响。
前驱车先天不利的因素并没有阻碍工程师对高性能前驱车的追求。1976年大众基于第一代高尔夫打造出GTI车型,这款“小钢炮”的推出颠覆人们对前驱车的认识,此外还有上面提到的MINI CooperS、菲亚特Abarth、马自达MPS和道奇SRT-4等,这些“钢炮”的诞生让更多人获得真正的驾驶乐趣。
为了解决前轮扭力和转向的矛盾,突破前驱车动力与操控的“天花板”,各家厂商纷纷亮出自家绝活。福特首创的Revo knuckle悬挂,通用采用HiPer Strut、本田采用Dual Axis Strut Front Suspension System等,其背后原理大致相同。
以Revo knuckle悬挂为例,其实是在普通的麦弗逊悬挂的基础上演变而来,通过将控制车辆跳动与转向这两个动作的任务分开,避震器和弹簧组合负责控制车轮跳动,新的转向节负责转向,从而实现对前轮更好的控制。此外,福克斯RS还采用Quaife扭力感应式限滑差速器,保证动力流畅的传递到路面。
300匹马力是前驱车的极限了吗?福特工程师摇了摇头,很快又推出限量500台的RS500,将最大马力推到350匹。而凯迪拉克工程师曾打造重量分配接近50:50的前驱车,成功让前轮承受400匹马力。前驱车的极限到底在哪里?工程师们似乎还没有找到答案。
雅斯顿小结
前驱车的兴起或许是偶然的因素,但价格低廉且省油的特性,注定了它在汽车传动布局中不可撼动的地位,而前驱车和新能源的结合,已经一个新的发展方向。
从性能方面来看,前驱技术已经达到一个顶峰,未来还有可能出现颠覆性人们概念的前驱车吗?福克斯RS、思域Type-R等车型的出现,似乎在告诉我们有人仍执着想要让前驱车跑得更快,而这份执着来自于对汽车最深沉的爱。
图 | 来源于网络
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