SUV 的“越野”能力是由哪些硬件因素决定的?

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要回答这个问题,首先要明白什么叫“越野”。由于汽车本身是个舶来品,所以很多词汇的源头要去英文里找。“越野”一词常见的对应英文是Off-road,wiki的解释是在非铺装路面行驶。

这篇回答我决定要写得“德味儿”一些,那么就用系统的眼光来考虑问题。

“环境”自然是非铺装路面,“系统”是我们的车辆,环境和系统的第一个接口是什么?轮胎。

要越野一套合适的轮胎必不可少,力从根生嘛,轮胎就是车的根。

HT/AT/MT,从公路到泥地,优缺点非常分明,按需选择即可。

至于攀爬等高难度动作还有专业的攀爬胎,特别强调对轮胎侧壁的保护。当然如果是雪地,那么一套雪地胎必不可少,必要的时候甚至会制作专门的钉胎。

而“环境”和“系统”还有一个接口:车辆和路面之间的空隙。

一般越野车会用接近角、通过角、离去角、最小离地间隙来表征这个空隙的大小。下面有请越野小王子吉姆尼。

接近角表示会不会磕到下巴,离去角表示会不会托住尾巴,而通过角则表示会不会在拱桥的顶端被“担住”,其中通过角综合考虑了车辆轴距和最小离地间隙。综合来说上述尺寸是在相同地形下越野选择路线的难度的重要影响因素。

接下来我们步子迈大一些,用整个车轮作为“环境”,车辆的其余部分作为“系统”,接口可以分为两部分:轮胎旋转的接口——驱动轴,轮胎移动的接口——悬架。

先说驱动轴。从切诺基时代开始,没有四驱系统的SUV就被戏称为“木有小鸡鸡”。“越野”能力第一重要的硬件无疑就是四驱了。四驱这个话题简直能说一晚上,我尽量挑重点。

首先要明确的是,不是神经病玩家,四驱一般没法加装,特别是你不想看着仪表上亮着一堆报警灯的话。四驱的第一要素是每个车轮都拥有一根半轴,接下来要考虑的是发动机输出的动力是如何在这四根半轴之间分配。

由于车辆需要在弯道顺畅行驶,并且每个车轮的直径肯定不会完全相等,那么就需要保证每个车轮能够以不同的速度旋转,不然就会发生有的车轮在旋转,而有的车轮在滑动的惨剧。差速器就是为了解决这一问题而出现的。而差速器有个很不利于越野的特性——动力会流向附着力最差的车轮(当然这是个偷懒的说法,实际情况写公式我能再写10厘米长),具体表现就是全油门,没有附着力的车轮疯狂旋转,有附着力的车轮一动不动。为了能从坑里出来,就需要所谓的“限滑”手段。限滑可以分为两种:机械限滑和电子限滑。

其中最有名的机械限滑有两种:牙嵌式差速锁、托森差速器。

牙嵌式差速锁不用啰嗦,看下图就明白了:

托森差速器则是靠Audi Quattro系统一战成名,Audi在WRC Group B里虐遍各路英豪的神器,之后在民用市场继续傲视群雄,比马自达那个纯靠猪对手和运气成名的转子发动机长命多了。

大概就是这玩意。英文名Torsen来自Torque-sensing,扭矩感应。完全靠机械结构限滑,不需要ESP系统的干预就能完成动力的合理分配。虽然不能像牙嵌式差速锁那么简单粗暴的直接每个车轮分配25%的动力,但是好处是这是个限滑差速器,意思是还是允许足够的轮间差速,从而保证车辆在铺装道路上行驶不会造成车辆操控性能的下降以及传动系统和轮胎的额外磨损。关于车辆操控性能的下降牙嵌式差速锁用户体会应该最深,在公路上基本处于没法转弯的状态,别问我怎么知道的。

电子限滑典型的两种结构是:靠ESP对打滑的车轮进行制动、靠多片离合器的压紧力改变动力分配的比例。这两种形式有一个共同的弱点:长时间工作会发热导致系统自保护断开或者干脆系统失效。后者常见于各路横置前驱SUV的四驱结构,用于向后轴输出动力。不管名字起得再花哨,比如4-motion啦、TOC啦,也只是一套假惺惺的四驱系统。

悬架的作用则是保证车轮能够尽量接触到地面,为了实现这一目的,一方面是形成尽可能大的离地间隙,这点最著名的结构要数门式车桥啦,见下图:

意思就是相比普通的硬轴设计,门式车桥的车轮轴线可以低于车桥轴线,从而形成更大的离地间隙。

另一方面就是保证车轮能够具有尽量大的活动范围,这正是各种长行程减震器的用武之地。比如这种:

此外这种硬轴结构还有机械强度的优势,但是在铺装路面的行驶中,无论是稳定性还是舒适性,硬轴由于自己巨大的结构重量以及左右车轮的互相影响,都会带来相当大的负面作用。

最后,“环境”是半轴之外的部分,而“系统”则是整个动力总成,包括发动机和变速器。

越野对动力总成的需求和高速铺装路面完全不同,因为越野往往需要低速行驶才能保证安全。首先发动机要能够在较低转速输出足够的扭矩,而变速箱需要能保持在低挡位,从而将发动机输出的扭矩放大足够的倍数,此时最大输出功率反而不那么重要了。对于越野而言,其实AT变速箱具有天生的优势:液力变矩器可以放大扭矩。但是需要变速箱做到发动机到转速红线也坚持不升挡,反例比如长城的H9(手动微笑)。

最后的最后,你还需要一个足够结实的车身把上面这些好东西牢固地结合在一起,不然就等着捡零件背出无人区吧小伙子。

最后的最后的最后,上述所有系统的能力决定了你可以到哪里洗涤灵魂,而上述所有系统的可靠性决定了你能不能回来继续灯红酒绿。

带着一颗遇到美丽搭车姑娘的心去刷国道318吧,顺便告诉我你在哪里顿悟了你的硬件局限性,回头记得来评论哦亲。