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中国黑科技?汽车横着走、水上漂是什么原理

2023年01月31日 18:59:01
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来源:懂车

作者:肖鱼;

谁说国产高端车只是在车里塞冰箱、大彩电?自比亚迪去年底发布高端品牌仰望以来,其首款量产车U8展现各种稀奇古怪功能,至今在网上讨论热度很高。且不论百万级的定价有多少人买账的问题,至少U8本身的技术含量绝对是在线的,光是开场就惊艳四方,因为它是横着滑进舞台中央的……

随后主办方又通过影片演示了360°掉头功能,车辆可以在不前后移动的情况下,直接原地旋转转圈;还有所谓的爆胎自救模式,一个轮胎爆胎后,U8可以瞬间做到对爆胎轮进行加力,再对剩余三轮精准控制,车辆不会发生危险的横摆滑动,非常平稳;最酷炫的当属浮水模式,从视频来看,U8下水后可以漂浮起来,并且能在轮胎失去抓地力的情况下缓慢移动。

在此前的民用纯燃油车中,可从没出现过这些稀奇功能,所以仰望一出,整个车圈都在讨论,可谓是热度拉满。

外行看热闹,内行看门道,大家可能会好奇,其它车企搞不出来的东西,比亚迪到底是通过什么原理实现的呢?我们先说开幕雷击的横向移动功能,这个演示,炫技的成分大过实际价值,因为U8的量产版大概率不会搭载。如果大家仔细观看就会发现,能够横移的那台车,跟其它的U8演示车有着不一样的轮子,胎纹一大块一大块的,很奇特。

实际上这并不是传统的轮毂、轮胎,而是所谓的麦克纳姆轮。不同于传统的轮胎只有一个接地面,麦克纳姆轮的轮缘上斜向分布着许多小滚子,虽然滚子自身不带动力,只能随着轮子一起旋转,但它们的排布方式,让麦克纳姆轮向向前或者向后转动时,滚子会产生一个天然的横向推力。

如果把麦克纳姆轮按照特殊的方式排列安装,然后赋予每个轮子独立的动力,那么只需要操纵安装在同一侧的轮子反向转动,前进和后退的力就互相抵消了,只留下横移的力矩,车子自然可以滑着走。这玩意并不是比亚迪发明的,也不是啥稀奇货色,现在很多机器人比赛里,参赛机器人都装备麦轮以做出更风骚的动作,像叉车、工厂搬运车等在狭窄环境工作的载具,也用麦轮来实现灵活移动。

那燃油车为啥不用呢?最主要的原因在于,燃油车只有发动机这一个动力源,变速箱以及传动轴只能朝着特定方向旋转,所以没办法让四个轮子各朝一个方向转,而电动化能很好地避开这个问题,只需要给四个轮子各配备一台电机就OK了,电控程序完全能命令它们各转各的,反正互不干涉。但这只是理论上,我们前面也说过,U8量产时大概率不会搭载麦克纳姆轮。这个东西是有缺陷的,首先它不像传统轮胎那样可以充入很多气体,吸收地面冲击,舒适性很差,其次它接地面积有限,刹车性能存在先天不足,而且相当一部分动力,被转化成了互相抵消的侧向推力,在你只需要直线行驶时,效率非常低,磨损也很大。简而言之就是,不实用。

比亚迪搞这个滑着走的节目,估计是为了体现,自己的强大的电控系统,可以非常精准地分别控制四个轮子的电机。这种精准,体现在真正可以落地量产的功能上,那就是后面演示的360°原地转圈。坦克有种神奇的能力,就是依靠一侧履带正转,一侧履带反转,来实现原地转圈圈。燃油车的传动机构决定了它无论让两侧轮子反着转,而电动车只要四轮各布置一个电机就行了。像奔驰的电动G级、美国Rivian的电动皮卡,此前都已经演示过了原地360°掉头功能,甚至能像芭蕾舞演员那样不停转圈圈。

但它们跟比亚迪有个区别,前两位的展示都是选在了低附着力的沙地、泥地,而比亚迪给U8挑了块铺装路面。铺装路面的摩擦系数更高,电机就要输出各大的动力才能让轮胎突破抓地力,动力一大,车身不就会摆动嘛?所以U8上一定安装了非常高精度的传感器,实时监测车身和车轮状况,配合强大的电控系统不停修正四个轮子的动力值,才能稳稳地旋转。

比亚迪展示的爆胎自救功能,实际上也是基于一样的技术。在爆胎的一瞬间,爆胎那个轮子的阻力会陡增,导致车身向它那一侧偏转,如果想要稳住车身继续跑直线,就需要增加同侧没爆胎轮子的动力,并降低另一侧两个轮子的动力,以此保持平衡,而且需要在瞬间完成。燃油车没有这么精准地分配动力,只有电动车在理论上可行,而U8至少在演示视频中将这个理论落地了。

比较有意思的是U8的浮水功能,这个功能的原理倒是很简单,车子虽然有三吨重,但是其车厢空间巨大,储备浮力是够的,然后轮子虽不能当螺旋桨用,但它在水中高速旋转产生的涡流,也可以产生一点推力让车辆前进。

其它汽车的储备浮力其实也够,但是防水性能不够,水慢慢渗入车厢,就跟轮船进水一样沉了。比亚迪敢把这个功能拿出来,说明U8的车厢和动力系统都做了严密的防水处理,特别是动力系统,得严密包裹起来。这和车辆本身的设计要求其实矛盾的,因为动力系统会发热,需要裸露大量部件撞风来散热。那么U8就只能重新设计一种高效散热系统,来保护自己那四台超大功率电机,U8到底是怎么做到的?现在还不得而知,但可以肯定里面有黑科技。

国产车在电动化技术方面的领先,是有目共睹的,全新的起跑线,可以为这些自主品牌带来巨大的想象空间。这些新潮的功能,也许在很多人眼里看来,能用上的机会很少,炫技的意味大于实际价值,但不要忘了,超跑V12发动机那几百匹的马力,能拉到极限的机会也很少,毕竟限速120km/h;非承载车身和前后三把差速锁,能发挥的地方也很少,毕竟豪华越野车多数时候都在夜店门口而非野地。正是这些“没啥用”的技术,支撑起了传统豪华品牌的身价。

这一次,国产没准真的能走向高端呢。

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