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为什么那人「高速变道强行超车,钟摆两下,失控翻车」?


“一低遮百丑”这虽然是一件不是完全正确的事情,审美是千变万化的,但是对于车辆操控来说,更低的高度必然意味着更低的重心,可能会获得更好的“操控”。

同时,让车身变的更硬的那些强化件,虽然很多都是在降低舒适,但是确实从某种程度上来说,强化也是有效果的,更小的俯仰和滚转必然会让车子在一定程度上“更加的听话”。

偶尔会看到一个强行高速加塞变道穿梭的人,钟摆两下,失控翻车。

同时,看很多高手开车的时候,会发现他们并不是猛打方向,不断的大脚油门和大脚刹车(虽然也是经常重刹到底),但是还是会觉得很“柔和”。

这一切,很大程度上是与诸多问题中的两个重要问题有关——

车辆重心和重量转移。

Author / 蟹爪朝天


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当我们聊起汽车运动性的时候,经常会说到重心的问题,与重心相关的另外一个问题,就是重量转移的问题,而这两个问题,是车辆运动的两个比较关键问题。


重心,是整车重量的等效集中点。

重量转移,可以理解为重量围绕着重心的移动。

重量转移发生在车辆加速、减速以及转弯时,甚至还有路面的颠簸也会有(如果上下小幅度振动也算的话)。


一般来说,早期方程式车辆的重心在30cm上下,主要集中在车辆后部。

普通的房车的重心高度一般根据车型不同,在35-50cm,前置/中置/后置引擎的重心分布都不同,但是尽量都在往车辆中心集中。

# 重量转移的几种情况

1. 俯仰与滚转

刹车时,重量从后轮转移到前轮;越大力度的刹车,产生的G值越大,重量转移的就越多。

此时我们经常说的车辆点头的状态——车头下沉、车尾抬升过程,就是俯仰。(避震的软硬和车辆重心的高低都会影响这个俯仰的程度)


加速时,重量又从前轮转移到后轮;加速越快,产生的G值越大,重量转移的也就越多。

此时表现为车头抬升、车尾下沉。(我们常说的加速抬头,有些马力太大的车子会前轮离地也是极端的情况)


一般原厂街车,刹车产生的最大加速度约1.1G,而弹射时产生的最大加速度约0.6G,所以说大力刹车时的重量转移大于加速。

但是在目前的一些高性能电车或者类似911 TS这种3秒内破百的车辆上来说,全力加速时产生的G值也是相当大。

转向或者变道(也是转向)时,车辆的重量会侧向移动,这时候车辆所产生的状况叫做滚转。


当转向的角度越大,方向盘转动越多的时候,初始阶段的滚转越严重。

通常来说,滚转和俯仰都是是一起发生,因为刹车和转向,很多时候是连续进行的。

举例来说,大力刹车进入一个左转时,大量的重量会转移到右前轮,少量的重量转移到右后轮,这时左后轮的负载的重量最小。


这时候最容易出现的现象就是内侧前轮抱死,车辆非常容易发生钟摆。

加速出弯时外侧后轮负载的重量最大,内侧前轮负载的重量最小。

重量转移是以车辆重心为中心,大部分情况下,重心越高重量转移就越严重。


赛车的俯仰和滚转一般是几毫米,因为赛车的悬挂、避震及防倾杆等设定都是为了保持车辆水平的;但是街车,特别是舒适的家用车的俯仰和滚转一般达到了几厘米。

所以大多数的降低车辆重心的改装,比如避震等,还有一些车身强化件和底盘强化件,都是在降低街车的俯仰和滚转的改变,让重量转移变的更小,也就是所谓的“强化操控”。

2. 轮胎负载

重量转移不仅会出现在加速、减速和转弯时,还受到上下坡和路面左右两侧的高度差的影响。


轮胎,承载了所有来自重量转移的所有负载。

轮胎负载的重量越大,其附着力就越大;同时,轮胎橡胶的黏着摩擦力和接触面积成正比例;所以四个轮子的重量分布越平均,整体附着力就越好。


因为轮胎承受全部的负载只有那小小的与地面接触的摩擦面,所以要把负载分散到四个轮子上,防止轮胎过载了。

一旦出现过载,就会出现各种推头甩尾钟摆甚至影响到走线的安全问题。


有人会问,既然轮胎橡胶的黏着摩擦力和接触面积成正比,那垂直压力的接触面积增加,是不是附着力也成线性增加?

答案是否定的。

在倾角等因素不变且不超过轮胎极限的情况下,轮胎纵向附着力随垂直压力、也就是重量负载的增大而增大,同时纵向附着力的增长率小于垂直压力的增长率。


这是因为接触面上的压力分布不均匀,整个接触面没有充分利用起来。
不过,另一方面说,换更宽的轮胎是一件好事。

因为,轮胎横向附着力随着垂直压力的增大而线性增大,这是一定的。

另外一个特别要注意的问题是,水泥路面是尖锐粒子的摩擦面,垂直压力的增大会导致有效接触面积减小,从而附着力会小幅度的减小。


综上所述,尽量控制重量转移,分散重量负载的主要原因,是车辆在运动时,大量的重量会集中在某个轮胎上,但其附着力却没有成比例的增长,当出现过载时,可能就会出现“失控”的情况。

重心控制,只是控车的一方面,其他还有油门控制、刹车控制、轮胎控制、油耗控制等。

总结来说,这一切都是为了让车子更好的、更快的按照想要的路线行驶,从而取得胜利。

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