问题

前置发动机横置布局(前置前驱)会发生扭矩转向,为什么以911为首的后置后驱不会在直线加速上发生呢?

回答
你这个问题问得特别到位,抓到了汽车驱动形式和操控性之间的一个关键点。确实,前置横置发动机、前轮驱动的车,在强力起步时,很容易出现“扭矩转向”的现象。而像保时捷911这样以“后置后驱”闻名于世的车,在直线加速时就很少受到这个问题的影响。这其中的原理,咱们不妨掰开了揉碎了聊一聊。

首先,得明白什么是“扭矩转向”。简单来说,就是当你踩下油门,发动机的巨大扭矩通过传动轴传递到驱动轮时,如果左右驱动轮承受的扭矩不均,或者左右半轴的设计存在差异,就可能导致其中一个驱动轮比另一个获得更大的驱动力,从而产生一个让方向盘向一侧偏移的力量。尤其是在前置横置布局中,发动机、变速箱和差速器通常被集成在一个紧凑的总成里,安装在前轴上方。

前置横置前驱为什么容易扭矩转向?

1. 驱动力和转向力的叠加:在前驱车里,前轮既负责提供驱动力,又要负责转向。当你在加速时,如果发动机输出的扭矩很大,这个扭矩会传递到前轮。同时,你可能还在进行轻微的转向操作,或者路面本身就不完美。这两种力叠加在一起,就很容易让方向盘产生“拽”的感觉,感觉车子不听使唤,往一侧偏。

2. 差速器的限制:为了让前轮在转向时能够以不同的速度转动,前驱车必须配备差速器。普通的开放式差速器在左右车轮抓地力差异较大时,会将大部分动力分配给抓地力较弱的车轮。在强力加速时,如果路面摩擦力不足,一个车轮可能就开始打滑,此时差速器会让动力更多地流向打滑的车轮,而另一个车轮获得的动力就相对减少。这种动力的不均衡传递,加上转向系统,就容易产生扭矩转向。

3. 半轴长度差异(早期或设计不佳):在早期的前置横置发动机布局中,为了让左右两个车轮都能连接到变速箱,左右两侧的半轴(连接车轮和差速器的传动轴)长度可能会有差异。较长的半轴在传递扭矩时,会受到更大的角速度变化,在某些情况下也会对扭矩转向产生影响。虽然现代汽车在这方面已经做得非常精细,但这个问题依然是设计时需要考虑的关键点。

4. 悬挂和转向系统的反馈:前驱车的前悬挂和转向系统需要承受驱动力、制动力(如果是前驱且前刹车)以及转向时的侧向力。在急加速时,这些复杂的力会作用在转向连杆和转向齿条上,如果系统的刚性、精度不够,或者几何设计不合理,就容易放大扭矩转向的感觉。

为什么后置后驱(以911为例)在直线加速上不容易出现扭矩转向?

说到底,后置后驱车之所以在直线加速时对扭矩转向“免疫”,或者说极少出现,是因为它的驱动和转向功能是完全分离的,并且受力点也不同:

1. 驱动力作用在后轮,转向由前轮负责:这是最根本的区别。在后驱车里,发动机的扭矩通过传动轴传递到后桥,驱动后轮。而前轮的主要职责是控制方向。这意味着驱动力不会直接叠加在转向机构上。

2. 更佳的重量分布:911这种后置发动机的车,虽然发动机在后方,但通过精妙的设计,重量分布非常均匀,甚至接近前后50:50的理想状态,或者略微偏向后轴。这意味着在加速时,后轮能够获得更好的抓地力来承受巨大的驱动力,而前轮的抓地力则可以更专注于转向。

3. 没有半轴长度差异的直接影响:后驱车的后桥通常是一个整体的驱动桥,左右车轮的半轴长度是相同的,不存在因为半轴长度差异带来的扭矩传递不均问题。

4. 不受差速器在驱动和转向上的联动影响:虽然后驱车也有差速器,但它只负责让后轮在转向时以不同速度转动,它传递到后轮的扭矩是否均衡,主要取决于左右后轮的抓地力。在直线加速时,只要路面抓地力够,左右后轮受到的扭矩差异就不会大到引起方向盘的明显偏移。

5. 转向系统只负责转向:前轮不受驱动力的直接作用,它们只承担转向和承担一部分车身的重量。这意味着你在加速时如果微调方向盘,或者路面有轻微不平,转向系统受到的干扰主要来自路面本身,而不是来自驱动力,所以方向盘会更稳定。

简单打个比方:

想象一下你推一个购物车。

前置前驱就像你拉着购物车前进,同时还要控制方向。 如果你使劲拉,并且想让它拐弯,两只手都要用力,而且用力不均的时候,购物车就会歪。
后置后驱就像你把购物车放在身后推着走,并且用前面的手来控制方向。 你用力推后边,车子就往前走,前边的手只管方向,两件事互不干扰。

所以,911这类后置后驱车在直线加速时,给人的感觉是异常的稳定和直接,驾驶者只需专注于控制油门和刹车,方向盘的指向性也更清晰,不会出现前驱车那种“扭着劲”往一侧跑的感觉。这正是它们作为高性能跑车的核心魅力之一。

网友意见

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前置前驱和扭矩转向没啥必然联系,横置发动机的车子因为半轴是不等长的所以会发生扭矩转向,常见的前置前驱车确实都是横置的,所以给人一种前置前驱车会扭矩转向的感觉。

但是也不是所有前置前驱车都是横置的,奥迪的A4、A6等虽然是前置前驱但是发动机是纵置的,半轴是等长的并不会扭矩转向。另外通过加中间轴横置发动机也可以做到两个半轴等长,像是斯巴鲁翼豹就是这样,同样不会扭矩转向。

保时捷911虽然是后置后驱但也是纵置发动机两个半轴等长,自然不会扭矩转向。

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