侧方位停车、倒车入库可谓是新手司机面前的一道“拦路虎”。在路上能够正常的看到很多的司机面对车位,怎么倒车都倒不进去,急坏了路人与后车司机,窘态百出。
为了解决这一个难题,车企与零部件供应商能够说是想尽了一切办法。从倒车影像到倒车雷达,从360度全景影像到自动泊车,虽然车身在不断加大,但是新手司机操作的难度越来越小,停车也慢慢变得便捷。
但是从根本上来看,这些配置只能帮助新手司机更好地适应两轮驱动的车辆。让我们不妨大胆地想象一下:如果四个轮子都能转向的话,停车会是一件多么轻松而愉快的事情。不用再区分前驱后驱,转弯掉头可以原地实现,甚至每个人都能够实现漂移等高难度动作。
当然,这样实用的顶尖黑科技,并非一朝一夕就能出现,而是需要一系列技术的铺垫。
在个别品牌已经发布的车型上,我们大家可以看到四轮转向这一技术已得到了初步的应用,只不过目前已经应用的技术还不算真正的“四轮转向”。
在上个世纪末,最开始应用的是“后轮随动转向”技术。在国内最早搭载这项技术的车型相信任何一个人都不会陌生,那就是神龙汽车公司旗下的经典车型——神龙富康。
富康这款车搭载的“后轮随动转向”技术,看起来虽然非常的“高大上”,但实际上原理格外的简单。富康在安装后桥时,会把后轴总成和车身之间,用一块自偏转弹性垫块相连接,车辆转弯时,弹性垫块可以发生变形,后轴就可以跟前轮一样,朝着同一个水平面自偏转一个角度。
后来,由于电子技术的一直在升级,“后轮随动转向”技术也就进化为了“后轮循迹”系统。在2013年日产推出的天籁上,首次搭载了“四轮精准循迹系统”,日产称之为“ATC”。这种系统工作原理是在前轮转向时,电子软件自动命令后轮向反方向偏转一定角度,从而帮助车辆实现更小的转弯半径和更好的操控性。
时至今日,已经有很多汽车品牌,如保时捷、捷豹等搭载了此项技术,虽然应用的车型范围很广,但由于成本昂贵和技术先进,大部分用于跑车与豪华车型,包括我们所熟知的保时捷911车型。拿凯迪拉克CT6来说,拥有后轮转向系统的它,转弯半径相比同级别车型小了0.9米。虽然车身更大,但CT6转弯半径比ATS还小。
当然,还有属于四轮驱动的“变种路线”。不久前美国电动车企业Rivian宣布,凭借四个驱动电机以及智能管理系统,旗下车型将具备如同履带车辆一样的原地掉头能力。这种方案需要每个车轮都能获得单独的动力,轮上电机(轮毂电机)乃是这个应用场景的完美搭档,与电子稳定系统相结合的控制管理系统则也是必要条件。
前三种系统虽能实现后轮在一定程度上的转向或车辆原地掉头,但后轮起到的作用大都是辅助前轮,并不可以像前轮一样操纵自如,实现大角度转弯。所以说,前面介绍的三种系统与我们今天要说的“四轮转向”系统相比,有着本质上的区别。
“四轮转向”系统最简单的实现方式就是在前轮转向系统的基础上,在后轮的驱动部分也加一套类似的系统,实现主动转向功能。以目前的技术是能轻松实现的,例如美国NASA发射到火星上的探测器就实现了四轮转向。
但是,适应一项新的革命性技术,需要其他无数的配套技术发展才能实现。在这场变革之中,原先的车辆构造与相应的技术会发生转变,比如轮胎与座椅。
“四轮转向”会使车的操控发生本质改变。严格来讲,汽车算是准2维,实际1.5维的机械。传统车以前后X向运动为主,靠轮子摆角产生侧向力Y叠加在X向上转向。而如果实现了四轮转向,汽车可以把动力方向360度任意转换,这样车子就线维机械。
我们日常所熟知的圆形轮胎更像一个“平面”,并不适合2维机械,车辆真正需要“立体”的球形轮胎。在2016年日内瓦车展上,固特异发布了基于3D打印技术的球形概念轮胎。固特异表示,轮胎是以磁悬浮的方式安置在车下,内置传感器,可以感知到路面的变化,以及时作出调整。
虽然这种“球形轮胎”离我们有点远,但是固特异的CTO认为,他们的产品理念代表了固特异未来的发展趋势,以及对未来的理解。
既然汽车的操控不一样了,适应原先操控技术的传动结构也会发生改变。而玩过飞行模拟游戏的人必须要知道,飞机这种准3维的机械,因为多了一个Z向自由度,操作复杂程度大幅度提升。球形轮造成的自由度提高,会促进加大驾驶技术的分化,高手会利用优势不断刷新纽北圈速,而广大新手司机会更加手忙脚乱。
飞机气动布局的发展,让控制主体由机械飞控变为电子飞控,道理相同,球形轮胎对整车控制系统软件的智能化提出了更加高的要求。传统汽车的方向盘或许会演变为类似于飞机控制杆的控制机构。
此外,整车转向方式的改变,会让汽车没有了传统意义上的车头与车尾,汽车或许会从长方形进化为原型,就像飞碟那样。车内的布局也会随之发生改变,其中可以随意调节朝向的智能座椅会是车辆最主要的组成部分之一。在2020年的CES上,麦格纳展出了其智能座舱。座椅能够准确的通过需要进行折叠,也可以调整朝向。
“四轮转向”作为汽车技术的前瞻性概念,是否会成为车企与供应商的主流选择现在还是个未知数,原因就在于,四轮转向有大量的问题是需要攻克,而攻克这样一些问题的代价与四轮转向所带来的好处是否成正比,目前还没有一个清晰的答案。
但可以肯定的是,“四轮转向”这一技术对人类未来的改变将非常巨大。在工业领域,四轮转向的车能大大的提升车辆对地形的适应性,从前需要四米宽的工业用路,现在需要两米就可以,将为建造工业设施节省大量成本。在军事领域,四轮转向装甲车机动更好,在战场上更加灵活。
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