02.26 拯救新手的終極科技 真正四輪轉向何時出現?

腦洞 | 拯救新手的終極科技 真正四輪轉向何時出現?

側方位停車、倒車入庫可謂是新手司機面前的一道“攔路虎”。在路上可以看到很多的司機面對車位,怎麼倒車都倒不進去,急壞了路人與後車司機,窘態百出。

為了解決這個難題,車企與零部件供應商可以說是想盡了一切辦法。從倒車影像到倒車雷達,從360度全景影像到自動泊車,雖然車身在不斷加大,但是新手司機操作的難度越來越小,停車也越來越便捷。

但是從根本上來看,這些配置只能幫助新手司機更好地適應兩輪驅動的車輛。讓我們不妨大膽地想象一下:如果四個輪子都能轉向的話,停車會是一件多麼輕鬆而愉快的事情。不用再區分前驅後驅,轉彎掉頭可以原地實現,甚至每個人都可以完成漂移等高難度動作。

當然,這樣實用的頂尖黑科技,並非一朝一夕就可以出現,而是需要一系列技術的鋪墊。

[·有些車型已經應用了初級四輪轉向技術·]

在個別品牌已經發布的車型上,我們可以看到四輪轉向這一技術已經得到了初步的應用,只不過目前已經應用的技術還不算真正的“四輪轉向”。

在上個世紀末,最開始應用的是“後輪隨動轉向”技術。在國內最早搭載這項技術的車型相信每個人都不會陌生,那就是神龍汽車公司旗下的經典車型——神龍富康。

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富康這款車搭載的“後輪隨動轉向”技術,看起來雖然非常的“高大上”,但實際上原理非常簡單。富康在安裝後橋時,會把後軸總成和車身之間,用一塊自偏轉彈性墊塊相連接,車輛轉彎時,彈性墊塊可以產生變形,後軸就可以跟前輪一樣,朝著同一個水平面自偏轉一個角度。

後來,由於電子技術的不斷升級,“後輪隨動轉向”技術也就進化為了“後輪循跡”系統。在2013年日產推出的天籟上,首次搭載了“四輪精準循跡系統”,日產稱之為“ATC”。這種系統工作原理是在前輪轉向時,電子軟件自動命令後輪向反方向偏轉一定角度,從而幫助車輛實現更小的轉彎半徑和更好的操控性。

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時至今日,已經有很多汽車品牌,如保時捷、捷豹等搭載了此項技術,雖然應用的車型範圍很廣,但由於成本昂貴以及技術先進,大部分用於跑車與豪華車型,包括我們所熟知的保時捷911車型。拿凱迪拉克CT6來說,擁有後輪轉向系統的它,轉彎半徑相比同級別車型小了0.9米。雖然車身更大,但CT6轉彎半徑比ATS還小。

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當然,還有屬於四輪驅動的“變種路線”。不久前美國電動車企業Rivian宣佈,憑藉四個驅動電機以及智能管理系統,旗下車型將具備如同履帶車輛一樣的原地掉頭能力。這種方案需要每個車輪都能獲得單獨的動力,輪上電機(輪轂電機)乃是這個應用場景的完美搭檔,與電子穩定系統相結合的控制系統則也是必要條件。

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前三種系統雖然可以實現後輪在一定程度上的轉向或車輛原地掉頭,但後輪起到的作用大都是輔助前輪,並不可以像前輪一樣操縱自如,實現大角度轉彎。所以說,前面介紹的三種系統與我們今天要說的“四輪轉向”系統相比,有著本質上的區別。

那麼,“四輪轉向”系統究竟厲害在哪兒?為什麼到現在還沒實現?

[·球形輪胎 智能座艙都搞定了再說·]

“四輪轉向”系統最簡單的實現方式就是在前輪轉向系統的基礎上,在後輪的驅動部分也加一套類似的系統,實現主動轉向功能。以目前的技術是可以實現的,例如美國NASA發射到火星上的探測器就實現了四輪轉向。

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但是,適應一項新的革命性技術,需要其他無數的配套技術發展才能實現。在這場變革之中,原先的車輛構造與相應的技術會發生轉變,比如輪胎與座椅。

“四輪轉向”會使車的操控發生本質改變。嚴格來講,汽車算是準2維,實際1.5維的機械。傳統車以前後X向運動為主,靠輪子擺角產生側向力Y疊加在X向上轉向。而如果實現了四輪轉向,汽車可以把動力方向360度任意轉換,這樣車子就真正成為了2維機械。

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我們日常所熟知的圓形輪胎更像一個“平面”,並不適合2維機械,車輛真正需要“立體”的球形輪胎。在2016年日內瓦車展上,固特異發佈了基於3D打印技術的球形概念輪胎。固特異表示,輪胎是以磁懸浮的方式安置在車下,內置傳感器,可以感知到路面的變化,以及時作出調整。

雖然這種“球形輪胎”離我們有點遠,但是固特異的CTO認為,他們的產品理念代表了固特異未來的發展方向,以及對未來的理解。

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既然汽車的操控不一樣了,適應原先操控技術的傳動結構也會發生改變。而玩過飛行模擬遊戲的人應該知道,飛機這種準3維的機械,因為多了一個Z向自由度,操作複雜程度大大增加。球形輪造成的自由度提高,會進一步加大駕駛技術的分化,高手會利用優勢不斷刷新紐北圈速,而廣大新手司機會更加手忙腳亂。

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飛機氣動佈局的發展,讓控制主體由機械飛控變為電子飛控,道理相同,球形輪胎對整車控制軟件的智能化提出了更高要求。傳統汽車的方向盤或許會演變為類似於飛機控制桿的控制機構。

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此外,整車轉向方式的改變,會讓汽車沒有了傳統意義上的車頭與車尾,汽車或許會從長方形進化為原型,就像飛碟那樣。車內的佈局也會隨之發生改變,其中可以隨意調節朝向的智能座椅會是車輛最主要的組成部分之一。在2020年的CES上,麥格納展出了其智能座艙。座椅可以根據需要進行摺疊,也可以調整朝向。

[·寫在最後·] “四輪轉向”作為汽車技術的前瞻性概念,是否會成為車企與供應商的主流選擇現在還是個未知數,原因就在於,四輪轉向有大量的問題需要攻克,而攻克這些問題的代價與四輪轉向所帶來的好處是否成正比,目前還沒有一個清晰的答案。

但可以肯定的是,“四輪轉向”這一技術對人類未來的改變將非常巨大。在工業領域,四輪轉向的車可以提高車輛對地形的適應性,從前需要四米寬的工業用路,現在需要兩米就可以,將為建造工業設施節省大量成本。在軍事領域,四輪轉向裝甲車機動更好,在戰場上更加靈活。

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