消費者們對ultra quattro的誤會比較深,也總以為這是一套我們所熟知的haldex適時四驅。毫無疑問,ultra quattro是被嚴重低估的一套四驅。 今天我主要想從,大眾集團的雙離合戰略大背景(也就是奧迪為什麽要強推ultra quattro),ultra quattro的結構和效能,以及我們真的是否需要全時四驅三個方面來講。
先講大眾集團的變速箱戰略。雖然是ultra quattro是四驅技術,但是車輛的四驅系統都是要匹配變速箱進行標定的,因此品牌的四驅系統戰略的背後,往往與變速箱的戰略相關的。
從大的布局來看,奧迪的橫置車型和大部份縱置車型都會采用雙離合+電控多片離合適時四驅的結構;而奧迪的縱置效能車、高端轎車、SUV則會采用AT+托森全時四驅的結構(R8是特例,後續有機會也會講到)。
所以要理解奧迪為什麽去強推ultra quattro,我們先得從大眾集團變速箱戰略開始說起。
說起來還有些戲劇性,偌大的大眾集團,卻沒有自己AT變速箱的技術,所有的AT變速箱都需要外采,即便到了今天,大眾集團每年依然需要向采埃孚和愛信采購大量的AT變速箱。當然了,AT變速箱的專利也就被幾家寡頭所壟斷,而且在某些產能受限的情況下,這些寡頭的AT產品也是優先供給自家母公司(愛信優先供給豐田,ZF優先供給寶馬)的產品的,層層的專利壁壘加上各種限制讓大眾很早就開始思考自身的變速箱出路了。
在早些年,大眾就期望在DCT變速箱的領域開拓新的戰場。當然,即便是DCT變速箱,大眾依然繞不開一家廠商,它就是大名鼎鼎的博格華納。不過大眾和博格華納的關系是非同一般,幾個DQ、DL系列變速箱的技術專利,大眾都直接從博格華納買斷,並且DQ、DL大部份的生產是大眾自己在做,僅有部份的核心部件是采購自博格華納的。
這就意味著大眾集團下的車型,采用雙離合器變速箱的話,相較於外采AT變速箱,成本將大大降低。而隸屬於大眾集團之下的奧迪,無論在什麽時間節點大範圍采用雙離合變速箱,都是不足為奇的。
因此,奧迪的產品序列中,采用雙離合變速箱的車型占比越來越高,這股風自然而然就刮到了MLB evo這縱置平台打造的奧迪車型之上。因此越來越多的奧迪四驅車型中,其四驅系統都需要與雙離合做適配標定。
那采用雙離合繼續匹配托森或者冠齒結構的中差來做四驅不是也可以嗎?事情哪有這麽簡單, 雙離合配機械自鎖式中差在實際套用上,主要是脫困效果是很差強人意的。
奧迪並不是沒有做過雙離合配托森,最早期的奧迪Q5就用了雙離合配托森,在ultra quattro已經誕生後的數年,B9底盤國六前版本的奧迪A4L和17年年中前生產的A5也都因為前期的系統適配原因采用了托森式的中差。在實際的運作效果層面,DCT+托森(也包括冠齒這類機械四驅)的組合,在脫困層面其實一點都不理想。
我最早期的奧迪Q5為例,奧迪Q5剛釋出的時候,大家都知道當時的Q5因為雙離合的問題太多而導致大量的投訴,也迫使奧迪之後還是將變速箱改為了8AT。其實並不是因為那台雙離合本身的問題太多,而是因為雙離合配托森中差的結構容易導致車輛脫困或者越野的狀態下容易損傷變速箱。
怎麽去理解這件事呢?這跟車輛制軔系統的電控邏輯有關。四驅的作用是讓車輛的四輪都能分配到驅動力,但是當車輛有某個輪子失去抓地力,這種狀態可以等效為輪子懸空,那為了不讓懸空的輪子占用更多的動力,制軔系統會介入該輪胎進行制軔。但是制軔系統的介入時間和強度都是有要求的。
如果某一輪子長期懸空(越野工況等),剎車系統一旦對懸空的輪子進行高強度的制軔,並且從輪子到變速箱之間的動力傳輸是機械式剛性連線的話,那麽其反沖變速箱的力中間是沒有任何卸力途徑的,並且這個力是十分巨大的。機械式中差沒法斷開,雙離合也沒法卸力,變速箱當然容易出問題。
變速箱上車自然是匹配好知道輪角速度了,因此也知道什麽門限可以脫開,但懸空就意味著輪角速度是突變的,要是箱子來不及脫開,反沖回來的動力甚至會影響到發動機。
主要是因為雙離合變速箱因為不存在液力變矩器,用了托森或者冠齒的中差,中差也沒法卸力,反沖的動力會直接作用在變速箱內部的離合器片上,其內部承受的沖擊不是相對脆弱的雙離合所能負擔的。AT變速箱之所以可以承受機械式四驅從高強度制軔懸空的輪子到變速箱之間的即便是剛性連線帶來的反沖力,是因為其有著液力變矩器這一道結構來緩解沖擊。
也正是因此,為了保護變速箱,那些既搭載托森、冠齒之類中差又配了雙離合的車型,都無法對打滑車輪進行高強度制軔,因此其實際的效能是打了很大的折扣的。用了成本更高的的東西卻發揮不出效能,這相當於錢白白花掉卻又不見成效。
而電控多片式離合器中差+雙離合的組合雖然沒有托森+AT來的硬核,但因為電控多片式離合器中差不像機械式中差時刻硬連線,反而得以讓剎車系統在一定程度上可以對懸空的輪子進行高強度制軔,一定場景下的四驅效能反而比托森+雙離合要來的更佳。
於是,在大眾集團大規模推廣雙離合的背景下,研發一套適配奧迪的DL382和DL501系列雙離合變速箱的quattro四驅系統就顯得十分必要了。而這套四驅系統,被奧迪命名為ultra quattro。
奧迪在傳播的時候,針對ultra quattro說的是相比早款的全時四驅,其脫困能力更強,其實在當時奧迪采用ZF 8AT車型已經不多了(集中在高端車系和效能車序列),匹配雙離合+托森的全時四驅確實在極限脫困能力上不及ultra quattro
總結一下奧迪強推ultra quattro的原因: 1、大眾集團的雙離合戰略是大背景;2、雙離合匹配機械式中差效果並不優是客觀限制;3、電控多片式離合器方案保障了匹配雙離合之後的四驅效能是催化劑;4、奧迪對四驅的技術實力底蘊以及對全新電控四驅的創新讓奧迪有信心讓ultra quattro給使用者帶來更好的體驗。
我繼續來講ultra quattro的效能。
究竟有沒有這樣一種quattro四驅,既可以滿足quattro一直堅守的優越的牽重力表現,又能為使用者帶來燃油經濟性的提升。至少奧迪給出的答案是ultra quattro。
當然,我還是得講明白一點,奧迪當前全時四驅quattro的8AT+托森C sm的結構在除了影響油耗的各個方面,都是要強於ultra quattro這套適時四驅的,但是ultra quattro在日常家用的各個層面,絕對是妥妥的夠用,而且比市面上的大部份四驅都要厲害。
它的厲害主要體現在兩個方面,一是更高效的四驅結構;二是能做「預判」的電控算力。
我先來講結構。即便ultra quattro是多片式離合器的電控適時四驅,但是ultra quattro在普通的電控多片離合結構上做了2個方面的改進:分別是高效驅動和四驅的迅速切換。
基礎結構邏輯是電控適時四驅的ultra quattro自然也是利用摩擦片可以徹底斷開前後軸動力傳輸的特性,在系統檢測到非必要啟用四驅的狀態下,車輛會斷開中央的離合器片使得車輛以前輪驅動的狀態行駛,並且在有車輛脫困訴求的時候,一方面剎車系統對失去抓地力輪胎進行制軔,一方面多片離合器在適當的時間斷開以保護雙離合器變速箱。
不過,要做到更為高效的四驅,ultra quattro的方案並不是像heldex那樣將多片式離合器放置於車輛後橋前,它的多片式離合器就在變速箱輸出軸後方,類似於此前quattro機械式中差的放置位置。
這樣的設定可不是單純為ultra quattro後橋上牙嵌式耦合器放置騰出空間,這般設定其實是另有玄機的。奧迪在一次對德國使用者大規模的調研中發現,很多使用者不選擇四驅的原因在於四驅的經濟性並不佳,即便市場上很多適時四驅已經有著高能效表現。
奧迪在對ultra quattro的研發中考慮到了即便動力輸出尾端用離合器片斷開,因為後輪隨動的影響,車輛的傳動軸、後橋中央主傳齒輪組等依然會隨之轉動,帶來額外的摩擦和動力能耗損失。於是奧迪的方案便是為其後軸主傳做一個牙嵌式耦合器。而將多片式離合器就在變速箱輸出軸後方,目的是為了在ultra quattro斷開四驅的狀態下,盡可能多地讓不參與運轉的零部件停轉。
在車輛以純前驅狀態行駛時,車輛會先斷開多片式離合器,再斷開牙嵌式耦合器,這樣車輛的傳動軸、後橋中央主傳齒輪組就會隨之停轉,達到系統高效運轉的狀態。
當然,配備四驅的初衷可並不為了節省那些油耗,奧迪想要透過ultra quattro達到高效節油的同時還能讓消費者體會到四驅帶來的操控、脫困、穩定等方面的附加值,那與斷開四驅進行高效行駛相對應的便是迅速完成四驅狀態的切換。
ultra quattro在結構上做的第二個改進便是服務於四驅的迅速切換。這可以從機械和電子兩個層面來講。機械層面,從四驅狀態切回前驅對時間的要求不高,但是從前驅切到四驅必須夠快,中央多片離合的結合仍是常規方案,我就不再贅述了,後橋上的牙嵌式耦合器的結合方案很有意思,奧迪在牙嵌式耦合器的頂部設定了一個彈簧,在斷開牙嵌式耦合器的時候,這個彈簧就被壓緊了,就像一把隨時等待扣動扳機發射的槍。當需要結合的時候,中央多片式離合器先結合,然後牙嵌式耦合器的結合被這把槍迅速啟用,奧迪官方給出的數位是0.2秒,四驅就能啟動。
電子層面,是ultra quattro的第二個殺手鐧,它相較於傳統多片式離合器方案,將「被動感知調整」升級為了「主動式四驅調整」。我們分幾個場景去理解,首先,ultra quattro是預設四驅優先的,在場景、駕駛模式切換等導致輪胎抓地訴求改變的狀態下,ultra quattro總是優先啟用四驅,再根據後續的傳感器數據來判斷是保持四驅還是選擇斷開四驅。
這個先後順序是很關鍵的,化被動為主動,永遠以最強的一面先行應對,然後再根據情況進行調整。
說到傳感器,ultra quattro的「預判」少不了傳感器的數據監測,這個頻率是每秒交換150次數據,交換的數據方有quattro的獨立控制單元、引擎控制單元、ESC單元、駕駛模式選擇系統等。
舉個例子,當我檢測到某一個車輪的數據發生異常,註意是異常不是打滑,也就是在發生打滑之前,比如車輪涉水的一瞬間,輪胎的運轉狀態數據瞬間改變,但此刻輪胎尚未打滑,數據已經被傳感器檢測到了,在經過數據分析判斷是否需要四驅介入之後,電腦就會給出訊號指示。這個數據分析的速度有多快?所有數據會交由電腦以每秒100次的速度進行模擬預判,也就是僅僅0.01秒的反饋時間。
如果系統的判定需要四驅介入,那麽0.2秒之後四驅就被啟用了。
至於數據的分析和判定,這件事不是那麽容易的。好在奧迪在四驅領域數十年的專精,使其擁有了極為龐大的資料庫,什麽時候四驅應該介入,什麽狀態用什麽樣的動力分配最為合理,這都是無數的case和無數的數據所堆砌起來的,所以奧迪的quattro四驅標定,確實是有兩下子的。
在奧迪的傳播中,還有一個數據說的是提前0.5秒進行預判,針對這部份我推測應該是基於坡度、濕度、溫度甚至是地圖等數據做0.5秒的前置化四驅設定,主要針對的是公路上過彎等的操控提升,而不是預測涉水之類的打滑,要不然那不就成先知了。
總結一下ultra quattro的技術亮點:
一、是高效,利用特殊的結構進行高效運轉和高效模式切換;
二、是預判,利用各單元之間的數據互動進行四驅系統是否提前介入的判定。
這些都不是常規的那些電控適時四驅方案所能比的,要說ultra quattro,依然可以算作一套頂流的公路四驅。
那我們接下來再來認真思考一下,我們是不是真的需要一套全時四驅呢?
奧迪在研發ultra quattro之前就考慮過這個問題,其實大部份的消費者並不時刻追求激烈的駕駛,也並非一直都穿梭在非鋪裝路面之間,在生活中的絕大部份場景,這些消費者根本不在乎四驅帶來的額外附加值。在這個前提下,全時四驅還可能會導致他們車輛的油耗變得更高,而這並不是他們所喜聞樂見的。
至於我們究竟有多依賴四驅,奧迪官方也早就做過試驗了:兩位駕駛員分別駕駛一台搭載了ultra quattro的奧迪車型,第一個駕駛員的駕駛習慣和大部份消費者無疑,喜溫柔駕駛,從其駕駛的四驅介入狀態圖來看,基本ultra quattro四驅只在一些彎道和需要急加速的工況下才會介入,車輛在絕大部份時間都保持了前驅的狀態;在換上一位駕駛風格激進的駕駛員後,可以看到在它的駕駛下,車輛ultra quattro四驅頻繁介入,但是這種時刻去把車輛逼到極限去駕駛的方式一是對駕駛技術要求高,二這種駕駛方式也極少出現在我們的日常場景中,簡而言之這類駕駛方式也並不適合大部份的駕駛者,在行程過半之後,該駕駛者就回歸到了正常駕駛的狀態,車輛的四驅介入頻率瞬間就下降了。
我們應該這樣去思考ultra quattro的意義,在車主需要激烈駕駛或是輕度越野訴求的駕駛狀態下;ultra quattro能盡可能帶給車主四驅的體驗,在車主日常僅有代步的訴求狀態下,ultra quattro讓車輛盡可能節能高效;在一些並非車主主觀意願下車輛經歷的如彎道、涉水等場景,ultra quattro為車輛提供優良的操控感受和安全保障。
什麽車需要全時四驅?A4、A6車主天天拿車去豁去越野嗎?就算是Q5,多少Q5車主會去越野呢?即便是如今依然在用8AT+托森的Q7,它也是一台公路SUV!真要越野,帶鎖帶大梁帶分動箱的牧馬人不香嗎?
對於廣大的A4、A5、A6、A7包括Q5的車主來說,一套能夠達到quattro水準的高標準四驅且擁有更低油耗的系統,反而是ultra quattro最大的價值所在。
最後還是來講講關於ultra quattro的幾個不足,首先是其極限只有前後50:50的動力分配,失去了機械式quattro能做到的後驅特性;其次就是相較於此前的8AT+托森的四驅方案,ultra quattro的越野效能毫無疑問是下降了的。
至於減配的問題,ultra quattro的四驅方案在短期內的成本其實是高於托森quattro的。首先ultra quattro的物料並不便宜,更貴的是電控程式和演算法以及這套四驅復雜標定的成本,換句話說ultra quattro的研發成本很高。當然,隨著這套四驅的銷量越來越高,研發成本被更大面積均攤,ultra quattro最終的成本肯定是低於托森quattro的。
但不管怎麽樣, 在大眾集團的雙離合戰略大背景下,ultra quattro就是是現有框架下的最優解。