所謂“扭矩力轉向”,是指引擎輸出的扭矩對轉向系統的影響。在車輛進行大油門加速或起步時,引擎突然的大扭矩輸出會通過變速箱軸傳遞到左右兩根傳動軸上,因兩側車輪的扭力不同而導致車頭被拉向扭力更大的一側,造成車輛行進方向改變從而偏離方向盤所指向的路線。
當出現扭力轉向時,為了糾正車輛跑偏就需要通過方向盤施加一個反向的矯正力,因此不但對於駕駛員的反應速度有一定要求,同時還會增加駕駛員的負擔,對安全駕駛有着一定的負面影響。通常,扭力轉向在採用前置前驅的鋼炮車型上更為明顯,由於其引擎的功率與扭矩輸出比普通家用步車更大,所以相對更加容易出現扭力轉向的問題,因此對於解決扭力轉向問題也就顯得更加重要。
扭力轉向是如何產生的
目前,前置前驅車型大多采用橫置引擎加變速箱的佈局,而變速箱又與驅動橋直接整合用於輸出動力到兩側車輪。在橫置佈局之下,變速箱所處位置並不在車輛的中心軸線上,通常佈置在偏主駕駛一側,這就會導致變速箱輸出到兩側驅動輪的傳動軸會出現一長一短的情況,通常靠近變速箱一側的傳動軸較短,而遠離變速箱一側的傳動後則較長。另外因為變速箱佈局的原因,變速箱的輸出軸中心線與驅動輪中心線並不重合,且因高度差的因素會呈一定角度,而變速箱兩側傳動軸的長度不同,也會導致兩側傳動軸與兩側驅動輪之間的夾角不相等。
究其原因,扭力轉向的出現主要是因兩側傳動軸長短不同所導致,那麼為什麼會這樣呢?
1、傳動軸萬向節:前置前驅車型的驅動軸中心線與驅動輪中心線不重合,需要通過在傳動軸上設置萬向節進行轉向才能順利將動力輸出到驅動輪上。雖然萬向節能改變動力的傳遞方向,但方向被改變的同時會導致傳動軸產生甩動,所以需要使用抗甩動的支點對傳動軸起穩固作用,當萬向節前後的驅動軸不成直線時,必須靠支點將甩動的力轉換成扭轉的力。
2、傳動軸不等長:左右兩側萬向節傳動角度不同時,影響最大的是抗甩動支點的受力大小,當車輛進行急加速時,會出現在重心後移而導致車頭避震器拉長。這時傳動軸較短的一側傳動角度變化較大,在引擎扭力輸出的作用下前輪延伸幅度就比較大,同時會導致前輪外傾角發生變化,這樣扭力轉向的作用就可能被放大。
簡單來説,就是引擎動力輸出突然大幅度增加時,萬向節由於角度不同而產生不同的傳遞效率,前懸架被拉長後又引起外傾角的變化,更放大了傳遞效率不同的問題,最終導致扭力轉向的發生。
如何降低扭力轉向問題
就物理特性來説,扭力轉向並不能完全被消除,但可以通過合理的設計削弱其影響。比如將左右兩側傳動軸改成兩端等長,讓兩側的傳動角度也相同,就可以有效抑制扭力轉向問題的出現。或是將較長的傳動軸設計成兩段,也就是在兩側傳動軸中間增加一段中間傳動軸,從而讓原本一長一短的傳動變為長度相等,以削弱扭力轉向問題。
目前,用於降低扭力轉向影響的措施有以下幾種:
1、降低變速箱高度:在不影響離地間隙與碰撞安全性的前提下,儘可能降低引擎和變速箱的佈置位置,讓左右兩側傳動軸的角度變小,從而減少角度差異帶來的扭力傳遞不同導致的扭力轉向。
2、左右等長傳動軸:。在較長的傳動軸上設計一箇中間傳動軸,通過支架將中間軸固定,使得左右兩側的傳動軸長度相等,這樣兩側傳動軸的角度也會相等,從而降低扭力轉向的問題。
3、左右傳動軸剛度:在不影響傳動軸設計強度的前提下,將兩側傳動軸直徑設計為不同尺寸,較長一側的傳動軸增加直徑來增強其剛度,同時也可適當增加中間傳動軸的直徑來提升其剛度。通過讓左右兩側傳動軸剛度的一致性,來減小扭力轉向。
4、通過制動系統介入:有些車型會通過制動系統的來幫助平衡兩側車輪的扭力,將扭力較大的一側車輪進行合適的制動操作,讓兩側車輪的扭力分配達到平衡,從而降低扭力轉向的影響。不過這種方式雖然更簡單且設計難度更低,但會導致兩側制動系統的磨損不平均
總體來説,扭矩轉向是大馬力前驅車的共有特性,目前還無法做到徹底消除。現有的辦法就是通過在傳動軸、懸掛系統,及電子系統上做文章來減輕所帶來的負面影響。同時也正因如此,目前多數大馬力性能車都會採用後驅或四驅的設計。