横置纵置算啥,见过大众“歪置”么?

千万不要恐慌,这是别具匠心的设计。

其实,大众旗下有不少车型是发动机“歪着装”的。网上可以搜到一些网友的同类提问,但同样找不到靠谱回答。

Btw:知之为知之,不知为不知。自己也半灌水,却振振有词地去回答别人的问题,容易误导其他网友,不太厚道。

OK,老规矩,诺诺又要做话题终结者了,请准备好瓜子和可乐。

【开始上课】

汽车工程师绝对不傻,发动机歪置是相当有逼格的。为了说清这个问题,诺诺得先解释一个前驱车的专属现象,叫“力矩转向”。这个词,很多人一定听说过,但是我肯定多数人并不知道真实含义。

技研部同事特意帮我画了张前驱车动力总成示意图。为了平衡重量,变速箱不可能位于整车中间,通常是偏驾驶员这一侧,所以变速箱输出轴(半轴)就会一长一短。

估计有读者会说:“因为半轴长度不一样,导致了传递到车轮的力矩不相等。”

不可否认,国外不少网络汽车专家聊到这个话题,也这么“粗暴”地解释,误导了很多纯洁的歪果汽车爱好者。力矩大小怎么会跟用多长的轴有关呢?

力矩转向的确是一个很干扰驾驶指向性的“小坏蛋”,尤其是对于讲究动力,适合激烈驾驶的车子,必须消除。

其实,力矩转向并不是左右驱动力不一致导致的。当大油门加速时,车轮驱动力会围绕主销产生一个转向分力,迫使前轮发生“内扣”。左右车轮都企图“内扣”,那就看谁撕逼厉害咯!如果某一侧的“内扣力”略大一些,打破了对抗平衡,车子就会发生转弯,尽管你根本没想去打方向盘。这才是力矩转向的正版解释。

那么“内扣”力矩跟什么有关呢?(show一下公式,别怕,今天不讲公式)对于上图的车轮A,我们以最大驱动力为例,“内扣”力矩T为:

以图里的横置前驱为例,β>α,所以车轮B撕逼成功,急加速时,车子容易往副驾驶那边“转向”。

【“歪置”实车剖析】

正好最近给客户淘的一台CrossPolo还在店里,发动机也是歪歪的,就以它为真实案例聊聊吧。为了给诺粉呈现更加精细真实的示意图,技研部的小弟花了一个多小时测绘。

图:淘车到店的CrossPolo

假如,Polo发动机平放的话,就是下面这个样子,左右半轴角度差一倍哦,驾驶员这边前轮的内扣力几乎是对侧的两倍!

看下图,你将秒懂发动机歪置的原因!下面是Polo歪置动力总成的实测图,发动机倾斜4.0°后,左右半轴夹角精确一致!

(停放地面倾角0.1°,故实际倾角4.0°)

每0.1°都饱含着汽车工程师的精心设计和计算。好了,那些持“机油回流论”、“优化震动论”、“改善操控论”的网友,现在终于拨云见日了吧。

半轴的确有震动优化一说,那是左右半轴的刚度、重量、粗细(惯量)的事情,属于NVH调校,太深奥,今天就不扯远了。

【什么情况下发动机可以平放?】

只要知道了力矩转向的元凶是半轴倾角,我们也能悟出不需要倾斜发动机就可以消除力矩转向的方法。

方法1:把动力总成高度降低60~70mm,半轴水平。

如上图,如果考虑到副车架、底盘护板等物件,恐怕Polo的离地间隙要小于90mm,接近保时捷跑车的水平了,大众显然不会笨到把国产买菜车设计成这个样子。因此这个方案只适合天生就低矮的车型上,但跑车又很少有横置前驱的。

方法2:在长半轴上增加一个万向节,左右完全对称。

这个方案是终极解决方案,由于对称结构,在任意底盘高度下,都能保证完全消除力矩转向。

但是,一根轴变两根轴,还增加了一个万向节和一个车架固定点(万向节还必须是高精度的等速万向节,否则车轮会抖),成本增加不少,所以仅在舍得花钱的车型上才可能使用。

如果你的爱车是横置前驱的话,可以看看是不是采用了这种布置来让发动机水平放置。

【写在后面】

由于力矩转向仅在前驱车急加速时才有体现,属于小概率工况,所以并未引起很多国内车企的重视。一方面是因为造车成本所限,另一种则可能是研发人员根本不了解这个原理,属于后者的车企就略显悲凉了。

任何性能的不完美,对于习惯精益求精的汽车工程师都如鲠在喉,迫使他们去寻找解决方案。大众的发动机“歪置”不愧是大胆的突破,解决了前驱车的一大隐疾,还不增加成本,堪称高性价比的完美方案。

机械系统是“非智能化”的,充满各种矛盾,大多数改进都会面临妥协和取舍,相比于智能化的电子系统,在机械系统里创新更难,能面面俱到的就难上加难。

THE END
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