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轉(zhuǎn)向的九陰真經(jīng)

“天之道,損有余而補(bǔ)不足,是故虛勝實(shí),不足勝有余。”

大家經(jīng)常在試車(chē)視頻或者汽車(chē)雜志上看到某某車(chē)具有明顯的不足轉(zhuǎn)向特質(zhì),又或者聽(tīng)到某某車(chē)是略微的過(guò)多轉(zhuǎn)向很有駕駛樂(lè)趣。

但什么是不足轉(zhuǎn)向,什么又是過(guò)多轉(zhuǎn)向,不足轉(zhuǎn)向會(huì)怎樣過(guò)多轉(zhuǎn)向又會(huì)怎樣?總聽(tīng)車(chē)評(píng)人說(shuō)市面上的車(chē)大部分都是不足轉(zhuǎn)向,為什么不足轉(zhuǎn)向就比過(guò)多轉(zhuǎn)向更好?

我想很多車(chē)友都有這種困惑,作為車(chē)庫(kù)的第一篇文章,今天首先就從理論的角度來(lái)給大家分析一下這兩種轉(zhuǎn)向特質(zhì)。

要搞清楚不足轉(zhuǎn)向和過(guò)多轉(zhuǎn)向首先就得搞清楚什么是轉(zhuǎn)向。

上圖是典型的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的示意圖,一個(gè)小車(chē)沿著一個(gè)弧線轉(zhuǎn)過(guò)90度。

這樣的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是兩個(gè)類(lèi)型的動(dòng)作在時(shí)間軸上疊加而成的,一個(gè)是車(chē)身的移動(dòng),另一個(gè)是車(chē)身的轉(zhuǎn)動(dòng)(橫擺),既然研究轉(zhuǎn)向,那么自然我們應(yīng)該著重研究的就是車(chē)身的轉(zhuǎn)動(dòng)。

那么什么叫不足轉(zhuǎn)向,什么叫過(guò)多轉(zhuǎn)向呢?

比如這個(gè)彎道過(guò)彎的時(shí)候40km/h方向盤(pán)打1/4圈剛好過(guò)去,同樣的彎道60km/h過(guò)彎的時(shí)候方向盤(pán)還是打1/4圈如果車(chē)沖出彎道就叫不足轉(zhuǎn)向,如果殺向彎心就叫過(guò)多轉(zhuǎn)向。

換句話說(shuō)不足轉(zhuǎn)向和過(guò)多轉(zhuǎn)向說(shuō)的就是轉(zhuǎn)向半徑和車(chē)速的關(guān)系,如果轉(zhuǎn)向半徑隨車(chē)速增大就是不足轉(zhuǎn)向,反之就是過(guò)多轉(zhuǎn)向。

有沒(méi)有一個(gè)概念或者數(shù)據(jù)能夠定性定量的反映出轉(zhuǎn)向的這種現(xiàn)象呢?

我們先引入一個(gè)概念叫“轉(zhuǎn)向靈敏度”,另一個(gè)不太親民的叫法是“穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益”。

轉(zhuǎn)向靈敏度=車(chē)身的橫擺角速度 / 前輪轉(zhuǎn)角

在忽略懸掛系統(tǒng)作用、重量重新分配、車(chē)身滾轉(zhuǎn)等效應(yīng)的前提下,根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)微分方程可以推導(dǎo)出下面這個(gè)公式(具體推導(dǎo)過(guò)程就不展開(kāi)了):

ω 車(chē)輛橫擺角速度

δ 前輪轉(zhuǎn)角

u 車(chē)速

L 軸距

K 穩(wěn)定性因數(shù)

根據(jù)上面這個(gè)公式我們可以分析出轉(zhuǎn)向靈敏度是和車(chē)速、軸距、穩(wěn)定性因這三個(gè)量有關(guān)。

我們以轉(zhuǎn)向靈敏度為Y軸,以車(chē)速u(mài)為X軸,取不同的K值會(huì)得到三個(gè)不同的轉(zhuǎn)向靈敏度與車(chē)速關(guān)系的曲線。

先從最特殊的K=0說(shuō)起,這時(shí)轉(zhuǎn)向靈敏度變?yōu)榱?/p>

有的看官就問(wèn)了,這和不足轉(zhuǎn)向/過(guò)多轉(zhuǎn)向有啥關(guān)系啊,這個(gè)公式也反映不出轉(zhuǎn)向半徑和車(chē)速有啥關(guān)系啊。

現(xiàn)在我們?cè)诠降膬蛇呁瑫r(shí)乘上轉(zhuǎn)向半徑

初中物理告訴我們線速度=角速度*半徑,也就是說(shuō)ωR=u,消去兩邊相同項(xiàng)后得到:

R=L/δ

轉(zhuǎn)向半徑依然沒(méi)有和車(chē)速建立關(guān)系,也就是說(shuō)在這種情況下轉(zhuǎn)向半徑只與車(chē)輪轉(zhuǎn)角有關(guān)系,與車(chē)速?zèng)]關(guān)系,這種轉(zhuǎn)向特性叫中性轉(zhuǎn)向。

而當(dāng)K>0時(shí),這個(gè)時(shí)候如法炮制,得到:

因?yàn)镵是正數(shù),在δ不變的情況下顯然u越大R越大,這種情況下是不足轉(zhuǎn)向。

而根據(jù)公式轉(zhuǎn)向靈敏度存在一個(gè)最大值,當(dāng)

時(shí),轉(zhuǎn)向靈敏度達(dá)到最大值,這個(gè)速度就叫作特征車(chē)速,這個(gè)速度越小說(shuō)明不足轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)越明顯。

當(dāng)K<0時(shí),和上面一樣,不過(guò)K變成了負(fù)數(shù)所以速度越快轉(zhuǎn)彎半徑越小。

同樣的,當(dāng)

時(shí),轉(zhuǎn)向靈敏度的值趨近于無(wú)窮大,這個(gè)速度叫做臨界車(chē)速。

一旦趨近臨界車(chē)速稍微改變車(chē)輪轉(zhuǎn)角就會(huì)使車(chē)身獲得很大的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,而且轉(zhuǎn)彎半徑變得極小,而顯然轉(zhuǎn)彎半徑現(xiàn)實(shí)中怎么也不可能小得過(guò)軸距,所以這種極小的轉(zhuǎn)彎半徑會(huì)引起車(chē)輛側(cè)翻和失控。

因此,為了避免上述現(xiàn)象市面上的車(chē)輛都是或多或少的傾向于不足轉(zhuǎn)向的。

那么有的人就會(huì)問(wèn)了,所有車(chē)都調(diào)成中性轉(zhuǎn)向多好,轉(zhuǎn)彎半徑與速度無(wú)關(guān)多好掌控。

其實(shí),對(duì)于一輛車(chē)來(lái)說(shuō)K值不是一個(gè)定值,K值的大小和很多因素都有關(guān)系,比如輪胎、路面、懸掛、車(chē)身姿態(tài)甚至是驅(qū)動(dòng)力、車(chē)上的載重等等。每種因素都會(huì)使車(chē)產(chǎn)生不足轉(zhuǎn)向或者過(guò)多轉(zhuǎn)向得趨勢(shì),所以如果車(chē)輛設(shè)定成中性轉(zhuǎn)向就意味著在某些情況下這輛車(chē)會(huì)變成過(guò)多轉(zhuǎn)向。

現(xiàn)實(shí)中的例子就是某些車(chē)在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候松油門(mén)的一瞬間會(huì)有一種往彎心殺去的感覺(jué),這個(gè)其實(shí)就是因?yàn)轵?qū)動(dòng)力改變削弱了車(chē)輛的不足轉(zhuǎn)向傾向。如果這輛車(chē)是中性轉(zhuǎn)向,松油門(mén)這個(gè)動(dòng)作就會(huì)把這輛車(chē)變成過(guò)多轉(zhuǎn)向,此時(shí)如果速度快過(guò)臨界速度就釀成大禍了。

現(xiàn)在我們很容易的搞清楚了不足轉(zhuǎn)向和過(guò)多轉(zhuǎn)向,上面又臭又長(zhǎng)得解釋就是為了引出能夠決定一輛車(chē)轉(zhuǎn)向特質(zhì)的MVP這就是K值“穩(wěn)定性因數(shù)”。

那么K值得大小由什么決定?那些因素和K值有關(guān)?我的車(chē)K值是多少?K值和操縱性有什么關(guān)系?

敬請(qǐng)關(guān)注下集(還有下集?)—嫌疑人K的獻(xiàn)身(大霧?。?/p>

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2016-06-20

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