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好四驱根本不是50比50 到底是什么呢?

萝卜报告

无论是车身前后配重,还是四驱动力分配,很多厂家在宣传时都喜欢吹一波50:50的均衡比例。但对于汽车而言,横置四驱车型最常用的50:50比例向来都不是最好的,甚至在四驱动力分配中,50:50还存在着很多缺点!所以,今天大家就来看看最好的动力分配究竟是多少:多少!

好四驱根本不是50:50

好四驱根本不是50:50

要想知道50:50的四驱动力分配为什么不好,咱们首先得明白何为“四驱动力分配”。通常来说,四驱动力分配指的是一台四驱车前、后桥动力的比值。所以50:50的动力分配就可以理解为前后各占50%。既发动机动力的50%被分配到前轴,另外50%被分配到后轴,以此来达到前、后轴动力输出相同的效果。

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三菱EVO中央差速器

一般情况下,前后轴的动力分配都是由汽车的中央差速器完成的。不过,在分配的形式上却存在着多种形式,其中最简单、最常用的就是通过离合器来为前、后轴的动力进行分配。

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当离合器断开时,发动机的动力只会被输出到一根车轴上。其中,横置引擎的车,动力大多会输出到前轴;纵置引擎的车,动力大多会输出到后轴(奥迪例外)。而当离合器结合时,动力就会流向传动轴,并被分配到另外一根车轴上。在动力传输过程中,如果离合器片夹得越紧,那另外一根车轴获得的动力也就越多。当离合器片完全结合时,由于两根车轴转速相同,所以动力就会被均匀释放到前后两根车轴上,此时前、后动力的分配就是50:50。

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按理说,前后50:50的动力分配可以让车辆的前后四个车轮都分配到相同的动力,最大程度发挥四个车轮的抓地力,从而让轮胎能在直线加速或赛道劈弯的过程中,拥有最佳的表现才对。可50:50动力分配的实际情况,却并非想象中那么理想,至于为什么,往下看!

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50:50前后动力分配的第一个问题就是加速慢。虽然对于马力不大的车型来说,50:50的四驱系统可以让车辆在加速时有效避免前轮打滑的问题。但对于大马力车型来说,50:50可就不好使了。举个例子,假设单一车轴左右两条轮胎的动力承受上线是150匹,超过150匹就会打滑。那么从理论上来说,一台50:50动力分配的四驱车,不会出现打滑的极限动力就是前、后轴各150匹相加的300匹。

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但不能忽略的是,车辆在急加速过程中,车身的重量是会向后移动的。所以前、后轮的轴荷自然不会相同,动态的抓地力极限自然也会与静止时出现差别。这就意味着在急加速时,前轮因为车身重量后移,抓地力下降,所以能承受的极限动力是小于150匹的。同理,根据p(压强)=F(压力)/S(面积),既重量越大压强越大,以及f(抓地力)=μ(摩擦系数)×Fn(压力),既路面摩擦系数不变时,更大的压力会带来更强的抓地力,所以车辆在急加速时,后轮的抓地力极限是会大于150匹的。因此,如果以前、后50:50的比例来分配300匹的话,车辆的加速成绩势必会因为前轮打滑而受到影响。

好四驱根本不是50:50

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除了直线加速外,前后50:50动力分配的车型,在赛道的过弯状态也会十分推头。众所周知,车辆前轮的最大用途就是负责车辆转向。那么在赛道这种相对激烈的驾驶工况下,为了能以最快的时速通过弯道,前轮的抓地力往往都会被用到极限。而在这种情况下,动力分配50:50的四驱车就会开始推头了。

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要想知道50:50为何会导致推头,咱们首先需要了解一下何为“轮胎极限”。其实,轮胎的极限可以被理解成坐标轴里的一个圆。其中X轴代表了横向抓地力(弯道抓地力表现),Y轴代表了纵向抓地力(加速制动抓地力表现),而圆的边就是轮胎在各种情况下的极限。因此,当轮胎在纵向使用了过多抓地力时,这个圆对应的横向坐标轴就会相应减少,反之亦然。这就是赛车技巧中十分关键的“轮胎极限圆”定理。下面,大家就来在“轮胎极限圆”定理的基础上,模拟一下50:50四驱动力分配的车型是如何出现推头的。

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过弯轮胎极限

在入弯时,由于车辆没有继续加速的需求,所以此时Y轴是为0的,前轮的抓力地都会用在横向抓地力上,也就是X轴(为了防止混淆,我再强调一下这个坐标轴代表的是轮胎力,而非展示车身整体G值状态的G-force map)。此时,因为入弯阶段不涉及动力输出,所以此时50:50的四驱动力分配还不会造成负面影响。

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出弯加速轮胎极限

不过,当车辆经过弯心,开始出弯加速时,由于前轮突然在横向极限上又施加了纵向加速请求,所以前轮便会突破极限,失去抓地力,进而推头。此外,就算车辆在出弯时,并没有将代表轮胎横向力的X轴用满,也就是没有处于极限状态,但就像上面讲的加速一样,出弯给油同样会造成车身重量的后移,那前轮的抓地力极限便会减小,所以当50%的纵向牵引力施加到前轮上时,前轮同样很容易会失去抓地力,进而推头。

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在发生推头现象后,车辆的前轮不但不会对加速请求作出任何反应,反倒还会因为超出抓地力极限的关系,让轮胎失去原本拥有的横向抓地力。因此对于使用50:50动力分配的车型来说,在赛道出弯时就只能用晚开油的方式来避免推头,但这无疑会对圈速造成一定的影响。

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此外,50:50的四驱分配还会在很大程度上限制优秀车手的实力发挥。因为当一个优秀车手在驾驶后驱车时,除了能通过方向盘来调整车身的过弯角度外,还能通过油门的深浅来改变车尾的角度,甚至还会利用油门让后轮出现些许的打滑,从而使车尾顺势向外滑动,帮助车身以更大的角度来过弯,减少车辆通过弯道的时间。这个操作在后轮动力输出占比更多的四驱车上同样可以实现,但对于前后50:50动力分配的四驱系统而言就不可能了,因为就像上文所说的一样,前轮在过弯时已经被横向力给逼到极限边缘了,此时一给油,前轮势必会率先突破抓地力,导致车辆出现推头问题,最终拖慢圈速。

好四驱根本不是50:50

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50:50四驱动力分配的最后一个缺点就是不好控制。众所周知,大马力前驱车在全力加速时会出现非常严重的方向盘“抢轮”、车辆跑偏问题,也就是大家常说的“扭矩转向”。而对于使用50:50动力分配的大马力四驱车来说,前轮被施加的强大动力同样会带来本不应该出现在四驱车上的扭矩转向问题,这个现象在动力蛮横且采用50:50全时四驱系统的奔驰G级AMG上简直就是家常便饭。

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相比起大马力后驱车的易甩尾来说,扭矩转向才是真正会让人心态崩溃的不受控现象。不同于甩尾会使你的嘴角上扬,扭矩转向这种异常较劲的不受控通常会让你对车辆心生厌恶,仿佛这台车天生就喜欢和车主较劲似的。这同样也是大马力前驱车一直不受欢迎的根本原因,同时也是四驱车本该避免的问题。可惜,采用50:50动力分配的大马力四驱车并不能很好的规避掉这个问题。

好四驱根本不是50:50

好四驱根本不是50:50

既然50:50不是最佳的四驱动力分配,那么究竟什么样才是最好的四驱动力分配比例呢?首先,根据加速时会出现轴荷转移的现象,让大家已知了车辆在加速时,后轮抓地力是要大于前轮的。所以要想获得最快的加速时间,那势必要增大后轮的动力分配才可能实现。

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但要注意的是,这个动力比值并不能一概而论,因为发动机在车身上所处的位置,也会影响车辆在加速时,前后轴荷的变化。所以最佳的四驱动力分配比例,是要结合发动机位置来确定的。

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搭载初代xDrive的E30

比如使用前纵置发动机的宝马,在初代xDrive上就将前后动力分配定为了前37:后63。而初代保时捷的四驱系统则因为发动机位于车辆后方的缘故,将前后动力分配定在了31:69。因此大家可以发现,发动机的位置越靠后,后轮动力的占比就越高,甚至最佳动力分配能做到前30:后70。而前置发动机越靠前,后轮的动力占比就会越低,最佳动力分配比例在前40:后60左右。这么做原因也很简单,就是为了在不影响加速以及不推头的前提下,尽可能将动力分配在更重的一端,从而更好地发挥出发动机重量所带来的抓地力提升。

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此外,为了能让车辆拥有更好的过弯能力,如今绝大部分四驱系统的分配比例都是可以实时改变的。比如默许状态下的动力分配,奔驰A45为前45:后55、使用冠状齿轮的奥迪quattro为前40:后60。可一旦车辆在出弯加速或漂移场景下时,奔驰A45就能为后轮提供70%的动力,使用冠状齿轮quattro系统的奥迪S和RS系列就能为后轮提供85%的动力。

好四驱根本不是50:50

好四驱根本不是50:50

目前绝大部分基于横置平台的四驱系统之所以被限制在前后50:50的动力分配,主要是因为这些四驱系统大多是基于横置前驱车“改造”而来的,这些车型在诞生之初就是前轮驱动的设定,在其基础上开发四驱版本则是从前轴增加一个伞状取力器,将前轴的动力分配出一部分给后轴。

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正因如此,车辆的动力是优先给到前轴,然后再从前轴分配出一部分给后轴。相当于变速箱先带动前轴旋转,然后前轴再带动后轴旋转,这就使得作为主动轴的前轴,动力一定不会比作为从动轴的后轴小。同时,由于车辆在正常行驶时前后轮的转速是相同的,所以为了保证前后轴的转速相同,前后轴之间的齿比就需要保持一致。综上所述,动力从前轴分配给后轴时,就只能以最大50:50的比例进行分配了。

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福克斯RS中央差速器

那么这时大家反推就可以发现,如果前后轴齿比不同,那车辆在被架起的状态下,后桥就会拥有比前桥更快的转速。可如果当车辆行驶在附着力良好的路面上,四个车轮转速一致时,就会出现一个尴尬的情况了,由于前后齿比不同,发动机传递过来的动力会使后轮一直处于想要“超速”旋转的状态,但路面充足的抓地力却又不允许它这样做。所以就相当于后轮一直处在被强行降速的状态。

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这时根据扭矩=功率/转速来计算,就会发现功率不变、转速变慢时,获得的扭矩自然也就提高了。如此一来,后轮就能拥有超过50%的动力了。此时,如果想让前后回归50:50的动力分配,也只需要稍微释放离合器咬合力度,让离合器出现打滑便可以实现。实际上,除了福克斯RS外,使用横置四驱且后轮动力输出能够大于50%的车,几乎都使用了类似的结构设计。既当离合器咬死时,后轮旋转速度比前轮更快。

好四驱根本不是50:50

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综上所述,对于四驱车来说,后轮拥有更大的动力输出不仅可以让车辆拥有更快的0-100km/h加速、更好的赛道操控、更高的驾驶乐趣,同时还能为车手留出发挥更高驾驶水平的空间。所以如果你在意操控,不喜欢推头的驾驶感受,那在选购四驱车型时,一定要搞清它的四驱动力分配比例哦!

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