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技术|是什么技术,引发了30年前日本车商的集体围观?



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四轮转向是这几年出镜率颇高的技术。

保时捷911全系标配,在之后搭载在梅赛得斯奔驰AMG GT R上并帮助其一度夺下最速纽伯格林北环后驱车的名头。

而今天,小C不谈这些最新的四轮转向技术,而是回到80年代那个技术爆炸的年代,带各位看官来回顾下那段不为人知的历史,那段日本全民研究四轮转向的历史。

四轮转向又被称之为后轮转向,简单来说就是通过后轮的偏转而改善汽车的性能表现。在低速情况下,后轮和前轮成反向转向,以减少转弯半径,而在高速情况下,后轮和前轮成同向转向,以保证高速度的稳定性。当然,后轮转向的角度非常小,一般只有几度。

对于日本车商而言,四轮转向是一个有着实际意义的技术。

在日本国内,由于狭窄的道路,搭载有四轮转向的车型理论上能够在停车,转向方面提供更好的表现和便利性,从而吸引消费者。

而在80年代性能车潮中,四轮转向又能提供高速度攻弯下一般后驱或者前驱车型所达不到的敏捷度,而不需要像四驱车型通过牺牲车身重量,因此可谓是一件利器。

因此在80年代,日本各大车商就开始了对四轮转向的研究。因此不同的车商往往提供原理相同但是具体技术细节不同的四轮转向技术。

本田的四轮转向技术在1987年首次与公众见面,搭载的车型则是后期搭载一代神机H系列的prelude。对于本田,四轮转向有着更为重要的意义。

本田的车系在那个年代都是前置前驱车型,后轮的作用微乎其微。如果能够拥有一套成熟的四轮转向机构,本田前置前驱的车型必然可以克服一些前置前驱车型固有的问题,从而改善性能。在这种想法的驱动下,本田成为了第一个量产四轮转向技术的厂商。

本田这套四轮转向技术是一套纯机械结构的布局。通过一根连杆将前轮转向机和后轮控制臂相连接,一套位于连杆上的行星齿轮通过前轮的转向角度的变化来改变后轮转向的角度。

在小转向角度的时候,后轮可以达到1.5度的转向。在大转向角度的后轮可以反向旋转5.3度,从而将转向半径缩小足足10%。

早期本田四轮转向的实验车型

这里可能会有人问,小C你在之前说四轮转向是根据速度来控制后轮转向角度,那为何本田的四轮转向是根据前轮的转向角度来控制的?

在本田的早期四轮转向模型中,这是一套速度相关的四轮转向机构。然而本田的模型显示,为了能控制后轮在不同速度下转向,一套齿轮比控制单元必不可少。

这套单元的增加无可避免的增加了整体成本,在市场角度来说是完全不划算的。因此在多方妥协后,这套速度相关的四轮转向机构模型被替换成了前轮转向角度相关的四轮转向机构模型。

这其实很简单,在低速下,车前轮的转向角度一般都比较大,而高速下,车前轮转向角度都非常小,因此以车前轮转向角度变化作为速度的替代在理论上完全可行。因此转向角度相关的四轮转向机构模型也就成为了本田第一代四轮转向机构模型。

可见后轮和前轮以不同角度旋转

而为了测试四轮转向的耐用性,本田可谓是下了大功夫,其中最艰苦的测试便是壕沟测试。假设后轮被卡在一条仅仅只有轮胎宽度的沟中,这时候驾驶员在猛烈转动方向盘的情况下,联动的后轮会遭受多大的损害。而这一系列的耐久性测试最终为prelude赢得了相当出彩的口碑。

而本田第二代四轮转向技术则进化成纯电控。其取消了连杆和行星齿轮,转而使用电机来控制后轮转向。

马自达

在本田仅仅发布prelude一周之后,马自达在Capella/626/MX-6上也使用了四轮转向技术。然而马自达的四轮转向技术则更复杂,也更加沉重。

和本田一样,马自达的四轮转向技术也可以检测前轮的转向角度,但是其的转向机构是通过连杆和一套液压系统连接。通过液压系统回馈的转向角度,以及车辆的速度,一套电子控制单元会自动计算后轮转向的角度。

在35km以下,后轮与前轮转向角度相反,而在35km之上,后轮与前轮转向角度相同。由于是电控,因此马自达的四轮转向技术更加先进,也更为精准。

如果读过我们之前文章的同学,可能还记得我们专门出过一期三菱3000GT的文章。那套3000GT的四轮转向技术最早来源于1987年Galant VR-4车型。

Galant VR-4可谓是奠定了三菱之后二十年的基础:三菱Lancer EVO从Galant VR-4上拿到了4G63T引擎和四驱系统,而3000GT则拿走了四轮转向技术。

三菱的这套四轮转向技术使用的是液压-电控系统,而这套系统只装在后悬挂上。换句话说,和之前提到的马自达和本田的四轮转向技术都不同,三菱的四轮转向并没有前后车轴的连接。

这套电子控制系统可谓是那个年代技术含金量最高的四轮转向系统之二。高于50km的情况下后轮可做出1.5度的转向从而保证高速稳定性。

之所以说三菱的四轮转向系统只是含金量最高的之二,就是因为在1988年,尼桑推出了全新HICAS-II后轮转向系统,更是在后期推出了super HICAS。和三菱类似,这套HICAS-II也使用液压-电控后轮转向控制。然而和之前厂商不同的是,尼桑这套系统是为高性能车系量身定做。

因为这套系统后期被用于传奇的skyline GTR,Z系列,甚至部分S13系列车型上,因此其的表现也和同年代日本车商完全不一样。

虽然也有液压系统,但是HICAS-II更多的是依靠电子系统的计算和干涉。在车速高于90km的前提下,根据前轮转向角度和车辆速度等数据,其后轮可旋转1度。如果车速高于200km,则HICAS-II就会自动断开连接。

HICAS-II的模式也和一般的四轮转向完全不同。在高速度攻弯下,如果车手能够一直维持抓地力,后轮首先和前轮以相反的角度旋转,用以改善行车路线,紧接着随着方向改变切换为和前轮同向旋转以保证高速下过弯和出弯的稳定性。

而如果车辆出现转向过度,车手试图反打方向以保证出弯线路,则后轮马上转入和前轮相反的方向。通过后轮和前轮维持相反方向,HICAS-II保证车辆处于可控状态,并防止车尾过度的活跃。一直在坊间流传的“恶魔Z32”,就是依靠这套系统成名。

至于低速,HICAS-II就没有低速模式。换句话说,在低速下四轮转向机构是不介入车辆行驶的。也许在尼桑眼中,低速下还需要四轮转向的帮助是弱者的行为。

而super HICAS更是进化成纯电控结构。

丰田在1989年也使用了四轮转向机构。其的结构和马自达类似,但可提供运动模式选择。简单来说,运动模式下前轮转向更为紧凑,而后轮转向会依据前轮的转向比变化做出进一步调整。

斯巴鲁

和之前这几家都采用主动式四轮转向技术的公司不同,斯巴鲁则采用了被动式四轮转向技术。

在高速度转弯的时候,汽车后轮由于离心力作用都有向外转的趋势。而被动式四轮转向技术则是通过对悬挂的几何学设定和安装额外的轴衬,从而将后轮向外转的趋势更改成为向内转动的趋势。

由于被动式四轮转向依靠的是汽车的本身的作用,因此在成本上更便宜,在结构上也更为简单。我们所熟知的富康就是最早国内使用被动式四轮转向技术的车型。

在欧洲,搭载有四轮转向机构的日本车型不温不火。在和同时代的欧洲车型对比中,搭载有四轮转向的日本车型并没有出彩的表现,甚至不如同年代的欧洲车型。额外增加的成本也吓退了一批用户。

然而,问题最大的则是后轮转向带来的模糊性。这点在尼桑Z系列和三菱3000GT上表现最明显。在车手高速攻弯的时候,电子系统对车手意图的错误理解,或者后轮在极限转向的时候动作,都会给车手带来一种瞬间的后轮模糊感受。

而这种模糊感往往会逼迫车手条件反射性做出救车的动作,反而导致了不安全的驾驶。换句话说,车手必须适应四轮转向的程序,四轮转向无法适应车手的驾驶习惯。

在日本,四轮转向则大受欢迎,甚至雅阁和凯美瑞也装上了四轮转向机构。

四轮转向的高科技名头吸引了一大批日本用户,而以本田,丰田和马自达为首的搭载四轮转向的车型在狭窄的日本街道上更是如鱼得水,大获成功。

然而随着日本经济泡沫的爆炸,日本人无法承担起昂贵的搭载四轮转向的车型。那段四轮转向车型的光辉岁月也就宣告结束。

今日日签

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