民用车无论前驱、后驱为何都是转向不足?工程师:因为这样更安全

非专业但实际车评 2024-06-15 08:22:49

市场中的在售车型大都是前驱车,当然也有一些后驱车。平心而论广大车友中开过后驱车的相对少些,但大都开过后驱车。所以围绕前驱、后驱这两种驱动形式便产生了很多先入为主的思维。如前驱车高速过弯时一定会推头(转向不足),而后驱车高速过弯时一定要甩尾。

绝大多数民用车无论前驱、后驱其原厂设定都是偏转向不足的。原因其实很简单当一辆车子在较高车速过弯时出现转向不足要比转向过度更容易处理,车辆出现转向不足只需要收油、适当刹车让前轮重新获得与地面的附着力即可。当车辆出现甩尾呢?需要反打方向、需要给油修正车身姿态(后驱),所以远比推头要难以处理。

甩尾、推头只与车辆的后轮、前轮打滑有关系

所以并不是后驱车一定更容易甩尾、前驱车一定更容易推头。关键在于过弯时车辆究竟是前轮打滑、还是后轮打滑,这与转向方面的设定是两种概念。即便是一辆后驱车过弯时前轮先开始打滑,同样会推头。比如前些年网络上后驱的玛莎拉蒂总裁,前轮出现打滑、制动热衰,直接飞出车道。

再一个经典例子就是《狂飙》中李有田驾驶中置后驱小面包高速过弯居然没甩尾而是出现严重转向不足(推头),最终直直的撞出了山道。为什么后驱车会出现推头而没出现甩尾呢?原因其实很简单那就是民用后驱车的阿克曼率很高(60-80%阿克曼率),外侧前轮的转角很小,所以更容易出现转向不足的问题。所以只要前轮出现打滑,必然会出现严重的推头。

上文也说了推头很容易处理给刹车即可,但问题是李有田的后驱面包制动被破坏了,所以对普通人而言无解。总而言之由于较高的阿克曼率导致民用车无论是前驱、后驱都会表现出转向不足的倾向,而通过这种方式来抑制一些后驱车的转向过度。毕竟动力轮在湿滑条件下更容易失去与地面的附着力,最终导致打滑。比如在湿滑地面行驶,一定是驱动轮更容易打滑。

而前驱车同样可以甩尾,原理其实很简单只要前驱车的后轮先打滑、同样可以完成甩尾动作。比如最常见的就是早期那些喜欢玩车的朋友,过弯时勒手刹瞬时抱死后轮、后轮失去附着力开始甩尾。当然其它一些因素也能让后轮失去附着力导致前驱车甩尾、就不一一列举了。总之甩尾、推头并不完全由车辆驱动形式决定,这是个系统型问题。

哪些原因会导致后驱车转向不足

1.出弯时油门过大:车辆过了弯心准备出弯时如果油门太大会导致前轮载荷降低可能导致与地面失去附着力。原因很简单车辆急加速时重心后移、载荷会往后桥压,前桥压力降低,前轮失去往地面压的压力就容易出现打滑了。

2.入弯时刹车给的太大:由于ABS的存在一般直道紧急制动不会打滑。但在高速过弯时即便存在ABS只要刹车给的太大依然可能出现轮胎与地面失去附着力的问题,结果就是前轮打滑、转向不足。

3.过弯时打轮太快:快速转动方向盘(角速度大非角度大)同样可以导致前轮与地面失去附着力。如上图所示车辆高速行驶过弯时起到实际作用大只是外侧轮,而内侧轮由于离心作用是微微抬起的。仅剩的一个外侧轮再高转动角速度的影响下同样很容易失去与地面的附着力。

阿克曼率是如何限制民用车的甩尾能力的?

如上图阿克曼率0%(左)、100%(右)的对比。阿克曼角的产生在于改善车辆过弯时出现两个向心点,物体(车辆)绕心运动时只能有一个向心点。如果出现两个会怎么样呢?两向心点会导致车辆过弯姿态出现一些问题,如果用软质轮胎会出现跳胎,比如冬季时一些好车(性能定位)在移库时会出现蹬蹬蹬的跳胎省。原因就在于较低的阿克曼率导致两向心点位置相距较远且低温下胎硬滑移率太低、所以要跳胎。

如果用硬质轮胎则会翻车、就像20世纪初欧洲那些豪华马车一般。所以高速型4轮车辆转向要设计阿克曼角,当然阿克曼角的阿克曼率并非100%。如上图100%的阿克曼角的确只有一个向心点,但外侧轮的转动角度太小了。而上文以提到高速过弯主要靠外侧轮来完成,外侧轮如果100%阿克曼率、那么必然要推头,无论什么车只要车速稍微快点过弯都必然推头。

所以完美阿克曼角是不存在的,在现有车辆中以定位划分、阿克曼率在30%-80%,也就是说理论上过弯皆存在两个向心点。阿克曼率越低、外侧轮能转动的角度更大就越能改善转向不足、甩尾倾向。所以一些主打性能的车型阿克曼率都偏低,当然这是只想对而言,并不会出现上图F1赛车的这种反阿克曼角(外侧轮转角大于内侧轮转角)。这种设定适合甩尾,即便是前驱车这么设定也适合甩尾但不安全。

由于轮胎滑移率的存在,高速过弯时橡胶的软会导致轮胎出现扭曲。简单理解就是机械部分转动了15度,但由于轮胎橡胶的扭曲形变导致轮胎与地面接触部分只转了10度,没错轮胎滑移角度会引发转向不足。所以运动型车辆会降低阿克曼角、使前外侧轮获得更大的转向角度来抵消轮胎滑移角度所带来的副作用。

而日常的买菜车阿克曼率都偏高,也就是说外侧轮的转向角度更低。原因很简单因为定位很少会有人开一辆买菜车高速过弯,很难把它开得很快。所以较低的阿克曼率能保证其在中低速行驶时具备良好的可靠性,但如果高速过弯偏小的外侧轮转角+轮胎滑移角度会导致严重的转向不足(谨记)。性能车就另当别论,动力强、容易开快、容易高速过弯,为了抑制转向不足阿克曼绿通常会低一些。但仅仅是低一些,而并非会出现赛车上转向过度的设定,也就是说在非极限状态下依然还是表现出转向不足的。

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