談?wù)勅绾芜x底盤：穩(wěn)定性 Stability

高速穩(wěn)定性這是一個相當(dāng)主觀的底盤特性，也是經(jīng)常引發(fā)口水戰(zhàn)的敏感話題。不少人說某某車飄，某某車穩(wěn)，這種經(jīng)驗類的總結(jié)都是來自主觀感受，同時甚至伴有強烈的心理暗示。不少人會認(rèn)為車越重，穩(wěn)定性越好，其實并不一定正確。

車重與穩(wěn)定性的關(guān)系

首先要承認(rèn)一個現(xiàn)實：以現(xiàn)在絕大多數(shù)的汽車造型來看，在高速行駛時必然會受到向上的升力影響。因為上凸下平的造型必然導(dǎo)致上層氣流流速快，下層氣流流速慢，因而造成車身上下的氣壓差，從而產(chǎn)生升力。機翼就是利用這一原理成就了飛機，但是放在汽車上，這就造成高速不穩(wěn)定的主要因素。汽車工程師所做的就是想盡一切辦法試圖降低升力，并且盡可能多的制造下壓力以抵消升力的影響。

圖1：上凸下平的造型必然導(dǎo)致上層氣流流速快，下層氣流流速慢，因而造成車身上下的氣壓差，從而產(chǎn)生升力。機翼就是利用這一原理成就了飛機，但是放在汽車上，這就造成高速不穩(wěn)定的主要因素。

認(rèn)為車越重越穩(wěn)定的邏輯其實很簡單：用車本身的重力克服升力。但是不要忘了重力不隨著車速上升而變化，而升力卻是隨著車速上升而快速提高的。因此當(dāng)不少人還在爭論是不是車越重越穩(wěn)定時，工程師卻樂于標(biāo)榜他們是如何在減輕車重的情況下，利用空氣動力學(xué)原理增加下壓力，從而提高高速穩(wěn)定性的。以今年發(fā)布的奧迪R8 GT為例，這款搭載5.2升V10發(fā)動機的輕量化版本比基本型R8車重減輕了100公斤，降至1525公斤。而奧迪對于R8 GT最引以自豪的是通過改進(jìn)車身造型的空氣動力組件，R8 GT在同樣車速下所能產(chǎn)生的下壓力甚至高于更重的基本型R8。

圖2：奧迪R8 GT比基本型R8的車重減輕了100公斤，但是在同樣車速下所能產(chǎn)生的下壓力甚至高于更重的基本型R8（各位可以看看R8 GT新增的空氣動力組件都有哪些？）

利用空氣動力學(xué)原理改善穩(wěn)定性，最極致的例子是F1賽車。由于賽制將賽車總重的下限設(shè)定在605公斤，因此工程師甚至?xí)鶕?jù)車手體重優(yōu)化賽車，保證賽車總重不超過605公斤?？梢娙绻辉O(shè)置車重下限，F(xiàn)1賽車將會更輕更快，同時更高的車速也會令賽事更加危險。不過可以肯定的是，在以競速為目標(biāo)的F1賽車上，沒有一家車隊會為增加穩(wěn)定性而增加額外車重的。因為他們知道利用氣流所能達(dá)到的穩(wěn)定性效果，比增加車重來得更高效。

圖3：空氣動力學(xué)在F1賽車的設(shè)計上發(fā)揮到極致，鼻翼，尾翼和位于底部的車尾擴(kuò)散器提供了強大的下壓力，使得F1賽車可以以極輕的車重在賽道上穩(wěn)定行駛。

底盤上的空氣動力學(xué)

實際上，在現(xiàn)在很多新車型上，針對空氣動力學(xué)的優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)變得非常普遍，但是人們卻沒有意識到這些有效提升穩(wěn)定性，但是卻默默無聞發(fā)揮作用的設(shè)計。

后擾流板，也就是人們常說的尾翼是現(xiàn)在認(rèn)知比較普遍的空氣動力組件，它的作用是改善汽車尾部流場，提高負(fù)壓區(qū)的壓力，從而降低尾部的升力。同時后擾流板有助于令尾部氣流分布平緩均勻，從而減少尾部的湍流能量損耗，有利于降低空氣阻力。一般轎車由于車速不高，所以沒有像賽車或者跑車那種夸張的后擾流板。降低車尾升力和空氣阻力是其主要訴求，因此后擾流板面積大多比較小，有些車型甚至將其整合在后行李艙蓋板上形成鴨尾造型。不過，后擾流板的造型和安裝角度跟車身造型息息相關(guān)，需要整體考慮，因此自己加裝造型夸張的所謂GT-Wing在前驅(qū)車上很可能導(dǎo)致的結(jié)果是穩(wěn)定性反而變差，同時油耗上升。

圖4：后擾流板的造型和安裝角度跟車身造型息息相關(guān)，需要整體考慮。圖為無限為本田Insight推出的零升力套件

前擾流板，前擾流板就沒有后擾流板知名度大了，不過它的作用一點都不亞于后擾流板。前擾流板與后擾流板的作用一樣，不過它是用于降低車身前部升力的，它的作用如同F(xiàn)1賽車前面的鼻翼，只不過造型沒有F1賽車那么夸張罷了。近年設(shè)計的不少新車型其前保險杠造型都具備前擾流板的基本特征。如新Polo，新高爾夫，思域Type-R前保險杠下端略微突出的邊緣，普銳斯下進(jìn)氣口扁平的前緣等等。當(dāng)然也有更為夸張的奧迪R8 GT，以及已經(jīng)成為造型特點的蘭博基尼全系車型。

圖5：前擾流板的作用如同F(xiàn)1賽車前面的鼻翼，只不過造型沒有F1賽車那么夸張罷了

圖6：近年設(shè)計的不少新車型其前保險杠造型都具備前擾流板的基本特征，圖為新Polo的前保險杠。

全平底盤設(shè)計，正如前面所說，汽車之所以在高速行駛時會產(chǎn)生升力，影響高速穩(wěn)定性的根本原因在于車身上下層空氣流速存在差別，形成氣壓差，產(chǎn)生升力。前后擾流板的作用都是通過在車身上部提供一定的下壓力，抵消一部分升力的做法，而真正做到直接減小升力的根本在于車底的優(yōu)化設(shè)計。隨著三元催化器等尾氣處理裝置的普及，車內(nèi)平地臺設(shè)計等等因素，轎車的底部形狀其實越來越復(fù)雜，底部的凹凸處也更多，在很大程度上更加減緩了車底氣流的流動速度。根據(jù)空氣動力學(xué)理論，增加車身下部的氣流流速，可以降低氣壓差。因此光滑平整的汽車底部設(shè)計能夠保證車身下部與地面之間的氣流更加暢通地通過，不僅使車身下表面的空氣阻力更小，更重要的是直接減少了升力。

圖7：真正做到直接減小升力的根本在于車底的優(yōu)化設(shè)計，全平底盤設(shè)計一直是豪華品牌和跑車的傳統(tǒng)。圖為工程師對于奔馳C級車車底的氣流流場進(jìn)行研究。

圖8：奔馳C級車底實拍，車身底板各個部位幾乎被發(fā)動機蓋板，以及中央和車尾蓋板完全覆蓋。

圖9：圖為雷克薩斯CT200h的車身底板，設(shè)計與普銳斯如出一轍，大面積被塑料蓋板所覆蓋，并且加強了對于通過底板氣流的引導(dǎo)。通過車身底板的優(yōu)化，增大車身底部氣流的流速，降低升力。

全平底盤設(shè)計，以及底板蓋板不是什么新概念，幾十年前的賽車設(shè)計上早就非常普及，甚至很多豪華品牌也一直將其作為傳統(tǒng)，這也是為什么豪華車在隔音和穩(wěn)定性更勝一籌的秘密之一。不過近些年，全平底盤設(shè)計已經(jīng)從豪華品牌進(jìn)入普通品牌，不少售價20萬以上的新車型在車身底板下增加發(fā)動機蓋板，以及中央底板蓋板等。另外，不少新車型的設(shè)計也加強了對于通過底板氣流的引導(dǎo)，例如通過設(shè)置在輪拱前部的導(dǎo)風(fēng)板引導(dǎo)氣流盡量繞過輪胎迎風(fēng)面。

影響穩(wěn)定性的其他因素

空氣動力學(xué)無疑是影響穩(wěn)定性非常重要的一大因素，但是這還不是全部。車身的高度，重心的高度，車身正面和側(cè)面的面積，懸架的軟硬程度，軸距，輪距，輪胎規(guī)格以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的靈敏程度都會影響穩(wěn)定性。

圖10：空氣動力學(xué)無疑是影響穩(wěn)定性非常重要的一大因素，通過改進(jìn)車身造型可以獲得更好的穩(wěn)定性。例如，本田改裝部門無限為本田Insight開發(fā)的零升力套裝，號稱可以提供足夠的下壓力抵消升力的影響。

一般來說，車身高度高，重心高度高，正面和側(cè)面面積大的車型的穩(wěn)定性遜于與之相反的車型，并且更容易受到側(cè)風(fēng)的影響。這也是為什么有人會抱怨重達(dá)2噸多的SUV跑高速比1噸多的轎車還要晃動大。因此美國高速公路交通安全局用“SSF靜態(tài)穩(wěn)定系數(shù)”來作為評判穩(wěn)定性和確定翻車可能性的理論標(biāo)準(zhǔn)，這個系數(shù)與重心和輪距相關(guān)，數(shù)值越大則越穩(wěn)定。

圖11：車身高度高，重心高度高，正面和側(cè)面面積大的車型的穩(wěn)定性遜于與之相反的車型，并且更容易受到側(cè)風(fēng)的影響。美國高速公路交通安全局用“SSF靜態(tài)穩(wěn)定系數(shù)”來作為評判穩(wěn)定性和確定翻車可能性的理論標(biāo)準(zhǔn)。

另一方面，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的靈敏程度和回饋力度也會影響人們對于穩(wěn)定性的判斷，所以現(xiàn)在大多數(shù)汽車廠商都采用速度感應(yīng)式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過加大力回饋降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的靈敏度。還有廠商推出速比可調(diào)式助力轉(zhuǎn)向，目的是為了在高速行駛時，通過增大減速比降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的靈敏度，提供更穩(wěn)定的直行能力。

主觀感受：我對普銳斯穩(wěn)定性的評價

購車前設(shè)定的一大用車目標(biāo)“假期長途旅游車”，經(jīng)過幾次南下美國的長途旅行，我認(rèn)為普銳斯作為長途旅游車的表現(xiàn)可以拿下A+。當(dāng)駕駛普銳斯行駛在美國州際高速上可以感到非常好的高速穩(wěn)定性，為了試車我將車速提高到140km/h行駛了一段時間，同樣非常穩(wěn)定。當(dāng)然州際高速路況雖好，但是遍布高速巡警和固定測速雷達(dá)，超速行駛還是很讓人提心吊膽，所以絕大多數(shù)時間車速都是保持在略高于限速一點的安全區(qū)即可。

圖12：普銳斯具有良好的高速穩(wěn)定性，除了注重空氣動力學(xué)設(shè)計以外，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)定也起了相當(dāng)大的作用。普銳斯采用速度感應(yīng)式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并且轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減速比相當(dāng)大(17.6:1)，因此直行穩(wěn)定性非常好，但是這樣的設(shè)定在操控性的靈活程度上有一些負(fù)面影響。(原因在下一篇操控性中具體分析)

圖13：普銳斯車身底板實拍照片，平整的底板設(shè)計為空氣阻力系數(shù)0.25奠定了基礎(chǔ)，同時高速穩(wěn)定性也得以提升

在高速直線行駛過程中，普銳斯的方向盤沒有虛位晃動，即便是離手方向盤（雖然這樣不太好，但是長途行車時，喝水開瓶蓋還是兩只手更方便一點）也無需過度緊張，因為即便這樣車輛仍然能保持不錯的直行能力。長途旅行時，設(shè)定好定速巡航之后，即便長時間駕駛也非常輕松。整個行程只需要輕扶方向盤，并且小幅轉(zhuǎn)動方向盤便可以輕松應(yīng)對高速公路上所有彎道。因此即使一天奔襲700-800公里，也不會感到特別疲憊。

如何在試駕中考察穩(wěn)定性

正如前面所說，穩(wěn)定性是一個相當(dāng)主觀的底盤特性，影響穩(wěn)定性的因素也是牽扯整車多個部分，如何評判水平高低，需要自己細(xì)細(xì)體會。而且往往僅憑在4S店短短十幾分鐘的試車是沒有辦法直接了解穩(wěn)定性的，最好的辦法是購車前有長距離的親身駕駛或乘坐體驗。與前面提到的平順性一樣，外界環(huán)境的影響也會影響你對穩(wěn)定性的判斷，在逆風(fēng)和側(cè)風(fēng)環(huán)境下高速行駛都會降低穩(wěn)定性和平順性。因此在對比時不要忽略外界環(huán)境不同所帶來的差異。

圖14：近年來新車型大多開始注重空氣動力對于穩(wěn)定性的影響，因此在預(yù)算允許的情況下，盡量考慮選擇近年推出的新款車型。另外有一個小竅門，可以注意觀察前后車輪前面是否裝有導(dǎo)風(fēng)板（如圖示，大家猜猜這是馬自達(dá)的哪款車？）。

鑒于近年來新車型大多開始注重空氣動力對于穩(wěn)定性的影響，我的建議是在預(yù)算允許的情況下，盡量考慮選擇近年推出的新款車型。另外，車身高度與穩(wěn)定性存在著消長關(guān)系，雖然不少汽車廠家在設(shè)計時已經(jīng)著力平衡這一關(guān)系，但是是否認(rèn)可工程師的取舍還得自己下主意。

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