汽车基础知识

对于这个问题,我们觉得不太合适。正所谓术业有专攻,没有人样样精通。如果汽车与他的利益没有任何交集,人家为什么要精通呢?小编觉得可能把问题改成“非专业汽车人的汽车认知存在哪些bug”可能更合适。

以上只是我们作为汽车行业从业者的一点小建议。下面我们就汽车知识谈谈我们的一些看法。我们认为,有关“前驱车=推头+弱鸡,后驱车=精准操控+甩尾,四驱车=推头+弱鸡”的认知,是非专业汽车人士对于汽车认知上一个比较常见的bug。

此时此刻,再度请出小编那早已满是灰尘的PS4,打开GTsport,来给各位演示一番。

比如大家都觉得WRXSTI因为是左右对称全时四驱系统,所以会转向不足;

但实际上,只要摸清WRXSTI的性格就会发现,这货弯道简直稳如狗,GTsport中驾驶感最友好车型,没有之一;

如果进弯速度太快,前置后驱的BRZ也一样转向不足;

甚至911GT3RS也一样会呈现出转向不足的状况……但是,911GT3RS应该是弯道妖刀的说……

什么是推头,什么又是甩尾?

什么又是精准转向?

关于推头和甩尾,我们在汽车领域内将其称作汽车“操纵稳定性”,而它又可以分成:“车辆的稳态响应特性”&"车辆的瞬态响应特性”。

汽车的稳态响应特性可以分为三类:不足转向(推头)、中性转向(精准)&过度转向(甩尾)。汽车从直线行驶的一种稳态过渡到转向行驶响应特性的过程就叫车辆瞬态响应。前面说这三种不同的转向特性在汽车上具有如下行驶特点:

稳态特性

在方向盘保持一个固定转角下,缓慢加速或以不同车速等速行驶时,随着车速增加,车辆开始逐渐表现出上述的三种特性:

不足转向特性的汽车转弯半径会越来越大;

中性转向特性的汽车转弯半径会保持不变;

过度转向特性的汽车转弯半径会越来越小。

图中的这个K值,我们在学术上将其称作“稳定性因数”。

K值与其它车辆变量存在以下关系:

公式中的

L:汽车的轴距

m:汽车的质量

k:侧偏刚度(F=kα,其中的F为车轮的侧偏力,α为轮胎的侧偏角)

a:质心与前轴间的距离

b:质心与后轴间的距离

瞬态特性

汽车瞬态响应一般呈现如下图所示的特点:

这个图反映出什么情况呢?大概有如下几点:

2、驾驶员作为操纵者,在执行转向指令的过程中存在执行误差,这会导致最大横摆角速度会大于稳态时的横摆角速度,我们在这里引入一个叫“超调量”的数据,其实就是根据驾驶员实际操作产生的:最大横摆角速度/汽车稳态横摆角速度X100%。我们用这个数据来将操作的误差进行量化,当然在工程上,我们希望这个数值越小越好;

3、汽车的稳态横摆角速度并不是一个定值,而是一个范围。汽车的行驶是一个十分复杂的系统,所以汽车的横摆角速度在诸如悬架、轴荷、转向形势等多重作用下,会在稳态横摆角速度这个范围上下波动;

简单来说,瞬态响应就像我们开车突然压草皮之后的狂甩不止,稳态响应就是从我们把车稳住那一时刻一直往后的状态。当然,此处小编坦白,情况并没有很好的把持住……

写到这里,我们可以得到一个什么结论呢?

1、汽车的操纵稳定性由两部分性能组成:瞬态&稳态;

2、这两种性能表现与车辆动力学设计存在很大关联;

在汽车开发中,我们一般会尽可能将车辆的瞬态响应趋于灵活。因为它一方面决定着车辆行驶方向的稳定性(驾驶员转动方向盘后,车辆要迅速进行响应,同时达到稳定);另一方面,车辆的瞬态响应也影响着一台汽车的操纵感受,这是人与车沟通的一种方式。换句话说,精准转向的汽车可以很快,但未必会有乐趣。

至于稳态响应特性,我们一般会偏向不足转向进行设计。因为不足转向特性具有良好的操控适应性,过度转向特性一般驾驶者很难掌控,而中性转向特性在车辆外界条件变化时也很有可能会转变为过度转向特性,这对于一般驾驶者的日常使用而言是极不稳定的。所以乘用车一般都会遵守不足转向特性的设计原则。针对比赛的特殊车辆除外。

驱动形式对车辆的动态特性有影响么?

小编可以负责任的告诉您,有影响!关于车辆动态特性,这其实是一个十分复杂的集合。因为行驶中的车辆并不是一个单独存在的个体,它是动态的。所以当车辆方方面面的力量综合作用在车上,就会产生十分微妙的变化。就像跷跷板,假如支点选择在正中间,前后1:1的受力,刚好可以实现平衡;但其实这并不绝对,如果我们将支点设置在2/3的地方,这时要想使它达到平衡,就要将受力比例控制在2:1才能实现。

所以说,汽车动态性能并不是那么非黑即白,就像口红色号一样,红色也分很多种:

你看到的红未必是她喜欢的红,虽然都是红,但却红的各不相同(诶嘛)……

驱动形式具体影响在哪里,请往下看:

前置前驱这种驱动形式的特点就在于,驱动轮在前面。前轮既是转向轮,又是驱动轮。所以:

1、当车辆加速时,前轴载荷会降低,所以前轮在加速转向时,侧偏角增大,这时展现出来的效果就是前轮抓地力不足,呈现出增加不足转向趋势的迹象;

2、当我们踩油门的时候,前轮的驱动力会增加,轮胎的侧偏力会下降(工程师们测试出来的),所以根据F=kα,为了提供更高的侧偏力,前轮的侧偏角就要增大,所以这也导致前置前驱车容易产生不足转向趋势;

3、前驱车由于前轮既需要驱动也需要转向,所以前驱车的半轴结构会存在转矩变化的影响。车辆转弯会本能的发生侧倾,而这将会造成内外侧车轮半轴与水平位置的夹角变化,最终导致内外侧车轮受到的阻力矩不同(外侧小,内侧大),车辆产生不足转向趋势;

4、踩油门时,驱动力增加,轮胎的回正力矩也会有所增加,从而增加了不足转向趋势。

前置前驱的驱动形式确实会加重汽车不足转向趋势,四驱&后驱由于驱动轮与转向轮的分开,也确实导致了他们会产生与前置前驱车辆或相近或不同的特性趋势。但如果我们反过头来,结合开头部分所讲的稳态与瞬态响应,就可以知道,驱动形式只是决定了一个大趋势,但在这个大趋势下究竟能做出何种调校设计,还要看整体。除此之外,车辆的电子控制系统也在其中起到着很重要的作用。

前置前驱未必就真推头,通过设计优化,一样可以提供灵活的车尾,甚至四驱也可以;

后置后驱就真的精准么?其实也未必……

而大家普遍认为过度转向的卡丁车,也有可能开出转向不足(别问小编怎么知道,小编就曾开出过这种情况来)。

所以说,汽车性能优化其实是有些“玄学”色彩的。而且严格意义上讲,是不存在精准转向的。

下面是补充内容

针对汽车的响应特性,汽车行业内是如何进行评价的呢?一般来说分为两种方法:

1、客观评价法:就是给汽车装上各种传感器去测试-反馈-调整-测试;

2、主观评价法:就是由试车员驾驶并反馈感觉的一种方法。

两种方法各有不足。人驾驶汽车的过程其实是一个丰富的闭环系统。驾驶者会根据需要操作汽车,与此同时,驾驶者的手、脚、眼、耳通过对汽车行驶状态的感知与判断又会让驾驶者进行一遍又一遍的修正,而这其实也正是一辆汽车的驾驶感&灵魂所在。毕竟汽车是要由人来进行驾驶的,所以斯巴鲁的产品在驾驶感受方面是十分考究的。该让驾驶者感受到的振动等信息我们要精准传递给驾驶者,不该传递给驾驶者的我们会尽力消除。这也是斯巴鲁产品并不大众,却依然会有很多车迷爱不释手的原因所在。

所以我们在车辆性能特性方面是进行过大量实验与取舍的。比较显而易见的,就是我们的全时四驱系统。发动机前置全时四驱系统对于汽车而言,是一种进可攻退可守的驱动形式,对于驾驶技巧相对缺失的用户也可以给予十分友好的驾驶感受,同时还能给车辆提供全天候全地形行驶的能力。

我们希望斯巴鲁的汽车具备全天候安心行驶的能力,但这并不意味着我们的车会枯燥乏味。事实上,“让驾驶充满更多乐趣”也是我们的产品开发理念。以我们的SUBARUXV车型为例:它标配了左右对称全时四轮驱动系统,前后扭矩分配为60:40,更偏向前驱设计,这样可以提供给用户更加安稳的操控特性;与此同时,SUBARUXV的转向传动比设计为13:1(这个转向传动比与BRZ&WRXSTi是一样的)。

当然,我们这样做并不是要把SUBARUXV变成跑车,而是想通过提升操纵性能,让驾驶变得更舒适轻松、充满更多乐趣,从而为“安全驾驶”加分。比如,当你开车通过十字路口时,只需轻轻转动方向盘,汽车就能顺畅轻盈的转弯,即便在行人密集的市区内,驾驶也会变得异常轻松。

“前驱车=推头+弱鸡,后驱车=精准操控+甩尾,四驱车=推头+弱鸡”其实并不成立。

汽车工程也并不是非黑即白的事情,车上的每一个数据设定与机构设计都包含了太多工程师的思考(比如我们在全系标配全时四驱系统,我们十分清楚这样的设计从造价成本上就要高出许多,况且我们也并不是大众的品牌,无法通过走量降成本,但我们仍旧会坚持全时四驱的配置,因为我们认为那是安心愉悦的前提),所以各位网友驾驶爱车时,不妨尝试与爱车之间进行一次对话。这种”感性+理性“的对话,妙不可言。

THE END
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