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在你不知不觉间,你手中的方向盘与车轮之间的连接,已经发生了翻天覆地的变化,但转向技术的进化,会给我们触觉和驾驶乐趣带来怎样的进化?
有人说转向是一部汽车的灵魂,我深以为然。这不仅因为一部汽车的转向表现,几乎也等同于这部汽车的驾驶乐趣,也因为一部汽车转向的反应,会受到转向系统、轮胎、悬挂几何、驱动形式、布局和配重等等几乎所有因素的影响, 同时转向系统又要在尽量隔绝路面干扰的同时保持一定路面讯息的回馈,这是个平衡的艺术,而且牵一发而动全身。
而汽车转向系统的进化,经历了大概4个阶段:传统的纯机械式的机械液压助力转向(HPS)、可变液压助力转向、电子助力转向(EPS)和完全没有机械连接的、以英菲尼迪DAS为代表的线控转向(Steering-by-wire)。转向系统的进化有多复杂?保时捷的工程师曾经说过,他们花了超过10年的时间,才让电控液压助力转向达到同传统机械液压助力转向一样自然的回馈,其中的艰难可想而知。
我们找来四部分别代表四种转向技术巅峰的车型:第二代BMW3系(E30)(机械液压助力)、BMW 330i E93(电控可变液压助力)、保时捷911(991)(电子助力)以及英菲尼迪Q50(DAS线控主动转向),下面就来分别看看他们的转向系统到底有什么秘密。
机械液压助力转向
BMW 325i ( E30 )
我们借来的这部E30 325i,铭牌上的出厂日期是1989年,距离现在正好1/4个世纪。然而,簇新的BBS轮毂、M款运动包围与全车新做的蓝色漆水,让这部325i显得甚至比当年还要精神;坐入车内,你会发现车内同样打理得很整洁,还换上了来自M3的方向盘和一套包覆性极佳的M运动座椅,车主显然是位爱车之人。
启动引擎,2.5升的直6引擎动力一点也不弱,4AT竟然还相当平顺,岁月并没有在这部325i上留下过多的痕迹。与同时代几乎所有的车子一样,这部E30 325i采用的是传统的机械液压助力转向系统,液压系统虽然因为年事已高无可避免机械上有点老化,让这部E30 325i的方向有了那么一点点虚位,但握感极佳的运动方向盘仿佛是直接连在车轮上一样,没有“看不见、摸不着”的电子干扰,车轮任何一点细微的变化,都能通过方向盘的回馈如实地呈报给驾驶者,纯粹的机械结构却让这部325i的转向有着其余几部车无可比拟沟通感,这是电子时代很难做到的。再加上低矮的重心和坐姿不仅放大了速度感,也让你能够更加敏锐地感觉到车身的动态,开上一小段,这部325i就能真正让你感受到什么叫做Sport Sedan。
也正是从这一代E30开始,BMW第一次推出了高性能的M3版本,BMW 3系正式确立了它在运动轿车中的王者地位。就算跟今天的车相比,这部已经20多年高龄的325i开起来无论动力、操控还是舒适性都很好,车厢内的配备也相当丰富,所以你不难想象到,在属于它的那个时代,在当时那种的物质水平下,开着这样一部豪华又运动的车型是一件多么幸福的事情。
当然,E30 325i的这类机械液压助力系统也有其自身的局限,比如液压泵会消耗掉一部分引擎的动力,或多或少影响性能和经济性;此外因为液压泵的动力直接来源于引擎,所以液压泵获得的动力也与引擎的转速成正比,也就是说,在低速时助力会较小,方向盘会较重,停车泊位时会比较费力;而在高速时因为引擎转速高,因此助力较大,方向盘反而会变轻,不利于车辆的高速稳定性,这与我们所希望的正好相反。正是因为这些局限,才催生了可变液压助力转向。
可变液压助力转向
BMW 330i ( E93 )
我们试驾的这部生产于2009年、代号E93的330i敞篷版前期车型,配备的是一套由ZF提供名为Servotronic的伺服式液压助力转向系统助力汽车转向,这套系统实际上正是一套电控液压助力转向,也就是说,助力油泵的动力来源也仍然是引擎,通过位于液压管路的电磁阀来实现助力力度的调节。但比较特别的一点是,这部BMW 330i还配备了一套可变齿比的BMW Active Steering(AFS主动转向系统),通过位于转向柱末端的蜗杆、行星齿轮组以及电动机,这套转向系统可齿比可在10:1~18:1之间无级变化。
正是因为AFS,这部330i相比同时代的3系,在转向上有着相当不同的表现。首先,熟悉E90 3系的朋友大概都知道,在2010款换装EPS(电子助力转向)之前,3系的方向盘非常沉重的,而这部330i的方向盘重量,则大约仅为同时代的325i的一半左右;其次,这部330i在低速下方向盘的左右死点仅为两圈不到,相比325i的2.75圈,这部330i在低速下方向盘圈数少、重量轻,因此泊位掉头,实在要轻松了太多。
但随着车速的提高,330i的方向盘重量和转向比都会逐渐提高,在高速状态下,方向盘的重量会慢慢恢复到大约与325i相同的水平,方向盘的左右死点大概也会提高到3圈左右,提升车辆的高速稳定性。当然,转向齿比随车速的大幅改变肯定需要一点时间来适应,但适应之后,你便会发现这套AFS系统的转向其实自然而又流畅,能够完全切合驾驶者意图,而且这套转向系统依然保持了BMW转向系统一贯的紧凑、精准,路感丰富而细腻,配合平衡度和沟通感极高的车架以及BMW当家的3.0升直六引擎酣畅淋漓的高转表现,虽然已经面世多年,但这部330i开起来依然令人愉悦至极。
电子助力转向(EPS)
Porsche 911 Carrera S ( 991 )
引擎前移、加长轴距、电子手刹,以及有传统的液压助力转向换上EPS电子助力转向,这对普通车来说恐怕不是什么问题,但对于那些911热血死忠来说,这样的保时捷简直就是离经叛道。尤其是这代991所加入的EPS电动助力转向系统,把保时捷和其铁杆粉的关系推到了风口浪尖,甚至连Top Gear的著名主持人Jeremy Clarkson也在节目上公开表示,换上EPS的991,已经失去了911的精髓。 这大概是长久以来的思维定式,一提到EPS电子助力转向,许多人就会条件反射一样联想到“方向轻”、“没路感”,但事实真是这样吗?未必。而且我恰恰认为,这部991正是对这个问题最好的反驳。
换上EPS后,991方向盘确实是轻了不少,在Comfort模式下方向盘转动起来的重量,与一般的家用车没有太多区别。而且不止是转向,舒适模式下引擎的声音、变速箱的程式、油门的反应甚至是悬挂的硬度,大概都不会让你联想到一部超过400马力的高性能跑车。但一旦你按下中控上那个Sport Plus的按钮,991神奇地就像换了一辆车一样,动力开始暴躁起来、悬挂开始硬朗起来,你手中的方向盘似乎也回归到一部超级跑车应有的状态,方向盘一下变得沉实重手,没有一丁点虚位,车头也好像是没有惯性一样,任何一丁点的扭动都会换来行车方向的即时改变,而路面上和轮胎表面的细微变化都会通过方向盘直达你的手掌和指尖的神经末梢。
如果说前代997那种轻微的推头和略显神经质的车尾动态,还让人不敢轻易触碰它的极限,那么新一代991则是不会让人太轻易就能够触碰到它的底线。得益于加长的轴距、引擎前移换来的更好的重量分配,再加上PTM和PTV扭矩分配系统,让991在弯道中的稳定性实在比997高了太多。
这的确让991开起来不那么富有挑战新,因为它实在是太稳定、太高效、极限太高。相比997,新一代991似乎确实欠缺了一点“原始野性”,但那种优秀的转向表现和丰富的路感回馈,依然不会辜负911盛名。
线控转向
Infiniti Q50
假如让一位从来没听说过DAS的人来体验Q50,他不会觉得转向有任何异样,这是我认为英菲尼迪这套DAS最成功的地方。原因很简单,英菲尼迪早在十年前便已经开始开发线控转向系统,在这10余年时间里,工程师对这套系统早已经做得很完备,你能想到的地方,他们都考虑到了。
所以我承认,在我第一次开Q50的时候,我也没有想到,原先设想的那种类似GT5游戏里那种刻意被模拟出来的回馈,并没有在Q50上出现。相反的,Q50方向盘给我的转向回馈相当自然,力道能够充实而又有细微的变化,从回馈中你能够很清晰地感到双手与轮胎的角力,从而感知车轮的抓地力状态。
DAS的三个ECU中有一个单独控制方向盘的力回馈电机,通过车轮转向力的“传感器”测量到的转向力矩,来定方向盘助力电机的力回馈大小,从而令驾驶员在转动方向盘时,能够获得真实、细腻、自然的转向回馈。事实上,这套DAS给予你的回馈,恐怕比大多数液压助力转向都更多。
但继续仔细感知,DAS似乎也表现出它与传统机械转向所不同的地方:
其一,DAS的转向反应是在太快。因为没有了传统的机械连接,所以DAS不再需设置传统转向系统所需的、用于减少干扰的柔性的橡胶连接轴(减少干扰的同时也会拖慢车轮对方向盘的响应速度),因而可以获得直接的转向反应。事实上,DAS的转向反应奇快,甚至快过很多纯粹的跑车,这样的转向反应搭配Q50这样一部体积和重量都不小的轿车,确实是一种很奇特的体验。
其二,同样是因为没有了传统的机械连接,DAS可以选择性地进行反馈,比如前轮碾过石头坑洼,车轮产生的震动并不会传递到方向盘,轮胎的转向角也丝毫不会受到影响。这与之前所说那种真实丰富的反馈形成鲜明的对比。正是因为如此,因为以上的种种原因叠加到一起,才形成了DAS这种特殊的、被过滤和处理过的回馈,有些让人感觉不真实,但又不完全是,很奇妙,同时也绝对独特。
有人说转向是一部汽车的灵魂,我深以为然。这不仅因为一部汽车的转向表现,几乎也等同于这部汽车的驾驶乐趣,也因为一部汽车转向的反应,会受到转向系统、轮胎、悬挂几何、驱动形式、布局和配重等等几乎所有因素的影响, 同时转向系统又要在尽量隔绝路面干扰的同时保持一定路面讯息的回馈,这是个平衡的艺术,而且牵一发而动全身。
而汽车转向系统的进化,经历了大概4个阶段:传统的纯机械式的机械液压助力转向(HPS)、可变液压助力转向、电子助力转向(EPS)和完全没有机械连接的、以英菲尼迪DAS为代表的线控转向(Steering-by-wire)。转向系统的进化有多复杂?保时捷的工程师曾经说过,他们花了超过10年的时间,才让电控液压助力转向达到同传统机械液压助力转向一样自然的回馈,其中的艰难可想而知。
我们找来四部分别代表四种转向技术巅峰的车型:第二代BMW3系(E30)(机械液压助力)、BMW 330i E93(电控可变液压助力)、保时捷911(991)(电子助力)以及英菲尼迪Q50(DAS线控主动转向),下面就来分别看看他们的转向系统到底有什么秘密。
机械液压助力转向
BMW 325i ( E30 )
我们借来的这部E30 325i,铭牌上的出厂日期是1989年,距离现在正好1/4个世纪。然而,簇新的BBS轮毂、M款运动包围与全车新做的蓝色漆水,让这部325i显得甚至比当年还要精神;坐入车内,你会发现车内同样打理得很整洁,还换上了来自M3的方向盘和一套包覆性极佳的M运动座椅,车主显然是位爱车之人。
启动引擎,2.5升的直6引擎动力一点也不弱,4AT竟然还相当平顺,岁月并没有在这部325i上留下过多的痕迹。与同时代几乎所有的车子一样,这部E30 325i采用的是传统的机械液压助力转向系统,液压系统虽然因为年事已高无可避免机械上有点老化,让这部E30 325i的方向有了那么一点点虚位,但握感极佳的运动方向盘仿佛是直接连在车轮上一样,没有“看不见、摸不着”的电子干扰,车轮任何一点细微的变化,都能通过方向盘的回馈如实地呈报给驾驶者,纯粹的机械结构却让这部325i的转向有着其余几部车无可比拟沟通感,这是电子时代很难做到的。再加上低矮的重心和坐姿不仅放大了速度感,也让你能够更加敏锐地感觉到车身的动态,开上一小段,这部325i就能真正让你感受到什么叫做Sport Sedan。
也正是从这一代E30开始,BMW第一次推出了高性能的M3版本,BMW 3系正式确立了它在运动轿车中的王者地位。就算跟今天的车相比,这部已经20多年高龄的325i开起来无论动力、操控还是舒适性都很好,车厢内的配备也相当丰富,所以你不难想象到,在属于它的那个时代,在当时那种的物质水平下,开着这样一部豪华又运动的车型是一件多么幸福的事情。
当然,E30 325i的这类机械液压助力系统也有其自身的局限,比如液压泵会消耗掉一部分引擎的动力,或多或少影响性能和经济性;此外因为液压泵的动力直接来源于引擎,所以液压泵获得的动力也与引擎的转速成正比,也就是说,在低速时助力会较小,方向盘会较重,停车泊位时会比较费力;而在高速时因为引擎转速高,因此助力较大,方向盘反而会变轻,不利于车辆的高速稳定性,这与我们所希望的正好相反。正是因为这些局限,才催生了可变液压助力转向。
可变液压助力转向
BMW 330i ( E93 )
我们试驾的这部生产于2009年、代号E93的330i敞篷版前期车型,配备的是一套由ZF提供名为Servotronic的伺服式液压助力转向系统助力汽车转向,这套系统实际上正是一套电控液压助力转向,也就是说,助力油泵的动力来源也仍然是引擎,通过位于液压管路的电磁阀来实现助力力度的调节。但比较特别的一点是,这部BMW 330i还配备了一套可变齿比的BMW Active Steering(AFS主动转向系统),通过位于转向柱末端的蜗杆、行星齿轮组以及电动机,这套转向系统可齿比可在10:1~18:1之间无级变化。
正是因为AFS,这部330i相比同时代的3系,在转向上有着相当不同的表现。首先,熟悉E90 3系的朋友大概都知道,在2010款换装EPS(电子助力转向)之前,3系的方向盘非常沉重的,而这部330i的方向盘重量,则大约仅为同时代的325i的一半左右;其次,这部330i在低速下方向盘的左右死点仅为两圈不到,相比325i的2.75圈,这部330i在低速下方向盘圈数少、重量轻,因此泊位掉头,实在要轻松了太多。
但随着车速的提高,330i的方向盘重量和转向比都会逐渐提高,在高速状态下,方向盘的重量会慢慢恢复到大约与325i相同的水平,方向盘的左右死点大概也会提高到3圈左右,提升车辆的高速稳定性。当然,转向齿比随车速的大幅改变肯定需要一点时间来适应,但适应之后,你便会发现这套AFS系统的转向其实自然而又流畅,能够完全切合驾驶者意图,而且这套转向系统依然保持了BMW转向系统一贯的紧凑、精准,路感丰富而细腻,配合平衡度和沟通感极高的车架以及BMW当家的3.0升直六引擎酣畅淋漓的高转表现,虽然已经面世多年,但这部330i开起来依然令人愉悦至极。
电子助力转向(EPS)
Porsche 911 Carrera S ( 991 )
引擎前移、加长轴距、电子手刹,以及有传统的液压助力转向换上EPS电子助力转向,这对普通车来说恐怕不是什么问题,但对于那些911热血死忠来说,这样的保时捷简直就是离经叛道。尤其是这代991所加入的EPS电动助力转向系统,把保时捷和其铁杆粉的关系推到了风口浪尖,甚至连Top Gear的著名主持人Jeremy Clarkson也在节目上公开表示,换上EPS的991,已经失去了911的精髓。 这大概是长久以来的思维定式,一提到EPS电子助力转向,许多人就会条件反射一样联想到“方向轻”、“没路感”,但事实真是这样吗?未必。而且我恰恰认为,这部991正是对这个问题最好的反驳。
换上EPS后,991方向盘确实是轻了不少,在Comfort模式下方向盘转动起来的重量,与一般的家用车没有太多区别。而且不止是转向,舒适模式下引擎的声音、变速箱的程式、油门的反应甚至是悬挂的硬度,大概都不会让你联想到一部超过400马力的高性能跑车。但一旦你按下中控上那个Sport Plus的按钮,991神奇地就像换了一辆车一样,动力开始暴躁起来、悬挂开始硬朗起来,你手中的方向盘似乎也回归到一部超级跑车应有的状态,方向盘一下变得沉实重手,没有一丁点虚位,车头也好像是没有惯性一样,任何一丁点的扭动都会换来行车方向的即时改变,而路面上和轮胎表面的细微变化都会通过方向盘直达你的手掌和指尖的神经末梢。
如果说前代997那种轻微的推头和略显神经质的车尾动态,还让人不敢轻易触碰它的极限,那么新一代991则是不会让人太轻易就能够触碰到它的底线。得益于加长的轴距、引擎前移换来的更好的重量分配,再加上PTM和PTV扭矩分配系统,让991在弯道中的稳定性实在比997高了太多。
这的确让991开起来不那么富有挑战新,因为它实在是太稳定、太高效、极限太高。相比997,新一代991似乎确实欠缺了一点“原始野性”,但那种优秀的转向表现和丰富的路感回馈,依然不会辜负911盛名。
线控转向
Infiniti Q50
假如让一位从来没听说过DAS的人来体验Q50,他不会觉得转向有任何异样,这是我认为英菲尼迪这套DAS最成功的地方。原因很简单,英菲尼迪早在十年前便已经开始开发线控转向系统,在这10余年时间里,工程师对这套系统早已经做得很完备,你能想到的地方,他们都考虑到了。
所以我承认,在我第一次开Q50的时候,我也没有想到,原先设想的那种类似GT5游戏里那种刻意被模拟出来的回馈,并没有在Q50上出现。相反的,Q50方向盘给我的转向回馈相当自然,力道能够充实而又有细微的变化,从回馈中你能够很清晰地感到双手与轮胎的角力,从而感知车轮的抓地力状态。
DAS的三个ECU中有一个单独控制方向盘的力回馈电机,通过车轮转向力的“传感器”测量到的转向力矩,来定方向盘助力电机的力回馈大小,从而令驾驶员在转动方向盘时,能够获得真实、细腻、自然的转向回馈。事实上,这套DAS给予你的回馈,恐怕比大多数液压助力转向都更多。
但继续仔细感知,DAS似乎也表现出它与传统机械转向所不同的地方:
其一,DAS的转向反应是在太快。因为没有了传统的机械连接,所以DAS不再需设置传统转向系统所需的、用于减少干扰的柔性的橡胶连接轴(减少干扰的同时也会拖慢车轮对方向盘的响应速度),因而可以获得直接的转向反应。事实上,DAS的转向反应奇快,甚至快过很多纯粹的跑车,这样的转向反应搭配Q50这样一部体积和重量都不小的轿车,确实是一种很奇特的体验。
其二,同样是因为没有了传统的机械连接,DAS可以选择性地进行反馈,比如前轮碾过石头坑洼,车轮产生的震动并不会传递到方向盘,轮胎的转向角也丝毫不会受到影响。这与之前所说那种真实丰富的反馈形成鲜明的对比。正是因为如此,因为以上的种种原因叠加到一起,才形成了DAS这种特殊的、被过滤和处理过的回馈,有些让人感觉不真实,但又不完全是,很奇妙,同时也绝对独特。