一個簡單而復雜的問題電動助力轉向機的調校技術

為什么每個汽車制造商在轉向機調校問題上都遵循著自己的哲學？其背后隱藏著多少投入和什么技術？方向盤不久就會退役嗎？ams車評在工業界進行了調查

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測試車回到地庫冷卻時，空氣中散發著機械汗水的味道——炙烤的金屬以及剎車片的氣味。全編輯部的人都在熱議這輛車，然后便開始總結、測量數據和主觀評價。在對比測試中會有25分作為轉向機、操控性和駕駛樂趣的評價，而后者在很大程度上取決于轉向機。

反饋的細節如何呢？會不會有令人討厭的路面反饋？回饋力度怎么樣？直線循跡性怎樣？這是廣大讀者期待我們做出的權威回答的問題。鑒于汽車廠商對我們的評價很少產生質疑，我們顯然在絕大多數情況下是正確的。不過這個問題同汽車制造商有什么關系呢？保時捷、奔馳和采埃孚公開了調校工作的細節，這讓我們對車輛調校有了些許認識。

是啊，我們當然知道底盤設計以及車身剛度和整車質量都影響轉向感，不過這次我們要探究轉向機本身的因素。

保時捷：又使一個傳奇受到傷害

沒有人會真的替保時捷感到遺憾，可是這看起來至少有些荒謬：911采用了一種新技術，車迷們立刻預感到末日的來臨，或許至少感覺這位跑車世家要破產了。不過相反的是它們每年年底都一再宣布營業額和利潤都創造了記錄。推出991這代車型就遵循了這個傳統。電動助力轉向機的縮寫是EPS，這在以前屬于“危險”之物。“很清楚，這種技術僅僅由于可比液壓轉向助力節省1.5%的燃油就應當采用”，保時捷轉向系統負責人克里斯托夫·比特納說。今天這在所有車型中均屬于標準配置，幾乎沒有一個顧客對此進行抱怨。在我們這里轉向機也由于反饋多、舒適性好和保持有力的反饋獲得了最高評價。比特納知道這其中的原因，他說：“在991中，我們首次用轉向機調節器取代了控制器”。這種調節器計算所需要的轉向力不像控制器那樣依賴綜合特性曲線，而是以當前的參數，例如由行駛動力控制裝置（PSM）提供的參數為基礎。此外，這個系統還考慮到各種行駛路面和行駛狀況。另一個優點是液壓助力轉向工作并不穩定，而電動助力就要穩定許多。

在前置發動機車型行駛動力系統研發中負責轉向機的多米尼克·哈特曼請我坐在Macan GTS的駕駛座上。我們在這里首次自己試驗調節調節器，在汽車行駛時可以體驗不同的特性曲線。這如同在大學里測試自己的畢業設計，在測試場跑到第二圈時我就很清楚了：較之前普通版Macan，GTS保持了人們所期望的直接性，特別是高速彎提供了細致的反饋，而在直線出口處提供較好的舒適性，這使得注意力不必完全集中在轉向上，這對長途行駛是有利的。

差別很大嗎？不大。可是一個重要的細微差別對投入這么多事必須的。“為了使力能從路面傳到方向盤上，我們假設為此需要5000牛，但僅僅調節電動機的慣性就會用掉其中的2000牛。所以電動助力轉向系統必須產生高達1噸的反饋力，才能保證方向盤獲得足夠的路感。調節器可以實時模擬這些反饋力，這是這種技術的另一個優點。在調校時這對我們很有幫助，”哈特曼說。尤其是保時捷必須對特殊的要求做出反應：許多跑車的擁有者希望得到可控的轉向過度——即漂移。“這時保證車輛盡量可控是極為復雜的任務。因為電子穩定程序自己的任務是盡量保持直線行駛。因此一個好的電子系統是很重要的”，負責后置發動機車型轉向機調校的克萊門斯·施米德雷爾補充說。

它帶來了一輛911 Turbo，后輪轉向系統為標準配置。在測試時可以通過鼠標點擊改變為另一種轉向感，這樣可以隨時變得保守或比較敏銳。不過無論如何都表明所選擇的標準調校是各種路況中最佳的，它把直接性、反饋力度和舒適性相互結合，這正是我們喜歡保時捷轉向機的原因所在。“當然一款后輪轉向的保時捷也必須提供最典型最樸實的轉向感。現有技術讓車輛反應更直接、高速時更穩定”，施米德雷爾說。那么后輪轉向適合所有車型嗎？克里斯托夫·比特納只是笑笑，未作回答。他在轉向機技術方面還看到了什么潛力呢？減重，沒錯需要降低轉向機的慣性和質量。

奔馳：很舒適，但是不能不惜一切代價

梅賽德斯奔馳轉向系統研發負責人格霍戈爾·庫格爾曼介紹說，奔馳進行測試時要讓轉向感不那么引人注目，這對他們來說是調校的重點。轉向感因為反饋細膩而顯得特別“絲滑”，這也使得它不那么“直接”。因為過分的直接并不是奔馳所需要的。

“一些車型的顧客當然希望行駛性能具有動感，我們一方面通過不同的齒條間距，另一方面則選用比較直接的傳動比來實現。”例如奔馳GLE Coupe轉向機就使用了17.4：1的傳動比，而普通GLE則使用18.9：1來傳動。這些參數是在研發早期就確定的，然而庫格爾曼及其團隊進行了數千公里的測試，以使每款車型都能在奔馳品牌典型的轉向感范圍內進行恰當的調校。

那么線控轉向系統（Steer by wire）的技術情況如何呢？庫格爾曼不以為然地說：“這極其復雜，目前還要有一個反饋平臺——轉向柱。如果汽車完全無人駕駛了，這套系統必須絕對安全。到了那時線控轉向系統就會有吸引力了。”在此之前庫格爾曼主要研究后輪轉向問題。他說：“這是一種令人感興趣的技術，我們必須仔細地審視。”另外2019年推出的新款S級會因此變得更易于駕駛和更安全。

奧迪：測量人的大腦

對奧迪而言，新款Q7至少是推出全輪轉向機的契機。“由于很多顧客經常在城市中使用，因為我們想改善其轉向靈便性”。奧迪轉向機研發負責人米歇爾·倫內佩爾講述采取這一技術的工作特性。汽車速度低于50公里時，后輪相對前輪最大反轉5度，這相當于軸距縮短了28厘米。此外，現在大型SUV的電動助力轉向取代了液壓助力轉向機。因為目前電動助力可以實現高達17.5千牛的轉向力，因此自重很大的車輛也可配以電動助力轉向系統。不言而喻還有額外的輔助功能和油耗。根據車型和駕駛風格，百公里油耗最多可降低0.6升。

此外奧迪還堅持一個特點：動態轉向機。動態轉向機通過一個疊加傳動機構根據車速能將其傳動比改變達到100%。據稱，這種轉向機可提供特別多的靈活性和直接性。可降低在摩擦系數不同的地面剎車時轉向補償的角度。這特別有助于不熟練的駕駛者應對這種突發情況”，底盤研發負責人霍斯特·格拉澤補充說。

特別是這一系統，所有奧迪轉向機因反饋和準確性一般也經常受到批評。克里斯蒂安·席默爾在奧迪負責底盤性能和轉向感，它熟悉這個問題。他說：“到目前為止轉向舒適性在奧迪是首要地位，包括循跡能力、噪聲、靈活性和克服路面上的坑洼。不過為此會影響汽車的準確性和反饋。”

為了解決這個矛盾，奧迪現在在底盤方面將所有有關的專業方面問題均納入轉向機調校。此外，席默爾還采用一個科學方案。他說：“我們以神經病學測量為基礎制成一個人體體感覺模型，以便我們從測量中查明駕駛者的感覺印象。”

其結果是在測量和駕駛者的感覺之間出現了差異：頻率高于15赫茲對人而言就不是有益的信息。因此我們也不需要重視這些頻率。盡管從行駛路面的反饋和附著力水平較競爭對手仍有差距，但實際上從新Q7、A4上已經有了明顯的改進。奧迪要采取的下一個步驟是什么呢？除了進一步改進轉向感外，把動態轉向機和后橋轉向機結合起來可能出現在下一代A8中，以提高行駛活力。

采埃孚：向緊湊級車提供高技術

汽車配件供應商采埃孚現在也加強了對后橋轉向機的關注。“這種技術的下一代產品在價格方面對緊湊級車也很有吸引力。”采埃孚機械電子系統研發負責人弗蘭克·貝爾格說。目前這種技術在這一級別車中只提供給雷諾梅甘娜GT。由于這種技術很難同扭力梁結構結合起來，采埃孚同時還研發了一種相應的結構。轉向機的零件呢？來自前橋電動助力轉向系統是標準的模塊化。它行駛起來越發沉穩，在任何情況下行駛狀態都很可靠，此外調動車頭也易如反掌。

一個有趣的花絮：在試驗車大眾汽車高爾夫上，通過中控臺的按鈕可以控制后輪轉向的反應。不過更主要的優點是：如果后輪轉向了，前輪的轉向角就可以適當縮小，這可以節省結構空間并安裝更重要的部件。

電動助力轉向系統有很明顯的優點，相對于液壓助力系統，百公里油耗可降低0.3升。目前市場上供應了5種不同型號的電動助力轉向系統，它們適應不同的車輛方案、碰撞要求以及預算。

因此基本技術經常來自配件供應商，而在個別情況下來自汽車制造商。不過它們必須總關注適合它們的轉向感、以及復雜的調校過程。屆時，我們又可以討論它們的調校結果是否令人們滿意。