福克斯RS是一台以前驱作为基础结构、提供四驱系统的“小钢炮”。除了强劲的动力和优异的操控表现外,在四驱系统扭矩的分配上,福克斯RS的后轴最多可以得到70%的扭矩。这是一种怎样的技术特点?
今天的文章里,动力总成性能工程师石榴树就会和大家聊聊:
“为什么福克斯RS后轴能得到70%扭矩?”
首先明确一个概念:
扭矩(Torque)的建立是需要附着力(Friction)/牵引力(Traction)支持的。
打一个比方:
四轮架起来,全油门踩,发动机扭矩输出是非常小的,扭矩只够把转速拉到红线和轮胎空转,轮端扭矩自然非常小。
四轮放在地上,全油门踩,发动机扭矩输出才是最大扭矩,轮端扭矩自然非常大。
在轮端扭矩没有突破地面轮胎最大附着力的时候,实际轮胎牵引力=轮端扭矩。
在轮端扭矩大到突破地面轮胎最大附着力的时候,实际轮胎牵引力=地面轮胎最大附着力。
如果一台车,是一个带有开放式差速器的中央差速器的,前后轴都是开放式差速器的四驱车。
完全理想情况下假设四轮都有一样的附着力,那么走直线,四个轮子的所分配的扭矩是完全一样,前后轴也就是50:50。
如果这个时候,前两轮的附着力为零(放置于冰面上),按照中央开放式差速器的定义,前轴:后轴动力(功率)分配是100:0 ,前轴将获得所有的发动机动力。
发动机的扭矩用于前轮飞速空转+自身转速提升,发动机扭矩永远是四个车轮中最小的附着力/减速比,非常小,往往很快发动机因为红线而断油,所以后轴即便不再冰上,它获得扭矩也是零,所以无法脱困。
总结:
中央open diff(开放式差速器)的车,前后轴扭矩分配永远都是50:50。发动机动力都在打滑那一侧,即使那个动力非常小 。
如果这个车,是一台分时四驱车(part time AWD) 车辆呢?
变速箱先给动力到分动箱,由分动箱把动力分配前后轴,中央不存在差速器,等同于是一个根刚轴,前轴后轴还是OPEN diff。
如果这个时候,前两轮的附着力为零(放置于冰面上),无附着力也就无扭矩,后轴放在正常路面,有附着力有扭矩。
其实相当于,前轴没有任何作用,等同于,变成后驱车,所以这个时候,前后扭矩分配变成0:100。
反之亦然,前后扭矩分配也可以是100:0。即变速箱输出端扭矩全部在有有效附着力那端的轴上。
至于媒体老师们说的,中央差速锁永远50:50分配扭矩,那是建立在四轮/两轴的附着力/摩擦力一致(均为零也可以)的一个情况。媒体老湿们其实有点没完全弄清楚。
总结:
中央差速锁的扭矩分配是按需分配,前后轴获得变速箱输出端扭矩比例可以是100:0到0:100的任意情况。
发动机动力在不打滑的那一侧。
典型基于横置四驱的布局,RS前半部分与之相同
再来看看RS这种基于前驱的四驱布局:
注意这种布局,可以认真观察,蓝色圈内,PTU+前开放式差速器。
PTU的动力来源就是变速箱,而且基本认为与分时四驱的分动箱是是一个东西,一个刚轴,那么理论上电控多片离合完全锁止的情况下,前后轴扭矩分配,之前谈过在特定的情况下,100:0到0:100之间皆有可能。
还是以上的基于前驱的四驱布局,如果四轮都在铺装路面,时时刻刻获得可以附着力是一致的。
多片离合器断开,那么就是一个前驱车,扭矩分配是100:0
多片离合器锁止,那么就是一台硬派四驱车,扭矩在50:50。
那么就是说,在铺装路面上,两个极端情况,轴断开,轴刚性连接。
扭矩分别是100:0-50:50,大部分时间可以在这个区间变化。
高尔夫R还是前驱的特性的原因。
福克斯RS宣传70%扭矩分配后轴,也是铺装路面达到的,那为啥RS敢宣传30:70,而高尔夫R和奥迪RS却不敢呢?
有一点,也应该就是最核心的一点:
福克斯RS的后轴,后轴有着更小的减速比,可以让后轴转速快过前轴
老款SH-AWD的后轴
福克斯RS和SH-AWD,都有一个非常反常理的设定,就是让后轴转速高于前轴,这是一种反常理的设定。
因为这样,正常直线行驶的时候前后轴之间会彼此打架,如果加入一个限定条件呢,在入弯或者漂移的时候呢。
让我想到了,我曾经深陷不能自拔的的RC,反胎漂移设定:
红线圈内,可以改一下了
综合来以上剖视图来看:
也就是说,SH-AWD和福克斯RS有异曲同工之妙,都是拿掉了后轴差速器,用两个多片离合器代替了。
这就等同于,后两根半轴可以完全断开,这样动力全在前轮加一个中央驱动轴上,也可以完全结合,等于中央+后轴两把锁的刚锁,动力在前后轴间可以在100:0至50:50自如切换,也就是顶配昂科威,高尔夫R的样子。
但是福克斯后轴主减速比更小,这样后轴接通lock,轴间离合器lock,就会出现那种别扭的情况,后轴跑的比前轴快!
SH-AWD则是有两组后轴主减速比可以自如切换,带来两个优势!
能做到后轴,轴间的100;0至0:100的变化(与昂科威顶配也有些相似)能做到后轴转速高于前轴。
在需要后轴比前轴快的工况比如: 拯救推头(understeer),想要漂移,we want dirft!
RS的后轴和SH-AWD的后轴就是如有神助!
还是不能解释30:70。
确实不能,
我的推断是:
30:70的工况也就是RS后轴的两个离合器完全锁止, 虽然中差硬轴(会得到50:50的分配),但是因为后轴比前轴跑得快,附着路面某些特定情况下实际效果前后轴的会得到前后轮上的牵引力壁纸是 30:70,为啥是30:70而不是其他数据。
我的推断应该是硬件限制和软件控制的结果,后轴转速只会稍微比前轴快一丢丢,然后离合器过热保护问题,还有2.3T的发动机,需不需要把所有的440NM都有效的释放在后轴上。
福特官方的一个截图,也是显示在bending的情况下,会出现后轴扭矩更多。
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