所謂的汽車跑高速“發(fā)飄”是指汽車在高速行駛時方向輕浮,輪胎與地面的附著力變差,汽車對于外界的擾動反應(yīng)過于敏感,車輛比較難控制的現(xiàn)象。與之相對應(yīng)的是汽車高速行駛平穩(wěn),方向沉穩(wěn),不論是超車、變道還是剎車,汽車都是可控的。汽車高速行駛穩(wěn)定性是汽車極為重要的一個性能,在很大程度上反映了汽車的綜合性能。
很多人認(rèn)為汽車跑高速“發(fā)飄”是因?yàn)檐囂p了,被風(fēng)一吹就跑了,并且拿日系車和德系車做對比,認(rèn)為德系車用料足、鋼板厚、車身重,所以高速行駛不“發(fā)飄”;而日系車鋼板薄,車身輕,高速行駛“壓”不住,自然就“發(fā)飄”了。但事實(shí)上,很多日系車的車重是大于同級別的德系車的,比如本田雅閣1512公斤,大于同級別的帕薩特領(lǐng)馭1495公斤;豐田卡羅拉1285公斤,大于同級別的大眾高爾夫1260公斤。但是帕薩特和高爾夫的高速穩(wěn)定性都要優(yōu)于雅閣和卡羅拉。再舉極端一點(diǎn)的例子,F(xiàn)1賽車車重只有600公斤,很多家用轎車的車重都是它的二倍,但高速穩(wěn)定性與它相差甚遠(yuǎn);卡車的車重是轎車的十幾甚至幾十倍,但卡車在高速上更容易失控,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如轎車穩(wěn)定。所以,車重并不是汽車跑高速“發(fā)飄”的因素。
還有人說,汽車跑高速“發(fā)飄”是因?yàn)榈妆P不好,方向輕飄飄。首先這個“底盤不好”究竟是指什么,是指懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式,還是指懸架系統(tǒng)的材質(zhì),還是指汽車整個底盤系統(tǒng)的重量?這是一個很模糊的說法,根本沒法去準(zhǔn)確的衡量。另外高速行駛方向輕這個問題已經(jīng)解決了,現(xiàn)在的電動助力轉(zhuǎn)向已經(jīng)很容易的實(shí)現(xiàn)隨速轉(zhuǎn)向,大部分車型在高速行駛時方向都非常沉穩(wěn)。即使采用同樣的底盤結(jié)構(gòu)、高速行駛轉(zhuǎn)向沉穩(wěn)的不同車型,高速行駛穩(wěn)定性仍然有很大的差別。所以,底盤不好,方向輕也不是汽車跑高速“發(fā)飄”的因素。
那么影響汽車高速穩(wěn)定性的原因究竟是什么呢?很多人大概想不到,導(dǎo)致汽車高速行駛“發(fā)飄”與否的主要因素有兩個,一是汽車的空氣動力學(xué),二是車輪的陀螺效應(yīng)。
首先來看看汽車的空氣動力學(xué)對汽車高速行駛穩(wěn)定性的影響。大家都知道,汽車在高速行駛時,受到的主要阻力就是空氣阻力,并且車速越高,空氣阻力對汽車的影響越大??諝鈴钠囓嚿硗ㄟ^時,會分成兩部分,一部分向上從車頂流過,一部分從車底流過,由于從車頂流過的空氣流速大于從車底流過的空氣流速,根據(jù)流體力學(xué)的原理,流速越大壓力越小,所以此時的汽車就會產(chǎn)生一個向上的升力,與飛機(jī)起飛的原理是一樣的。這個升力學(xué)名是“誘導(dǎo)阻力”,并且車速越高,誘導(dǎo)阻力越大,汽車上升的趨勢越明顯。很顯然,這個誘導(dǎo)阻力會使汽車與地面之間的附著力下降,方向變得很輕浮,當(dāng)它升高到一定程度時,汽車就會感覺“發(fā)飄”,操控性變得變差。
所以,降低誘導(dǎo)阻力是提高汽車高速行駛穩(wěn)定性的直接而有效的方法。要想讓這個力變小,基本原則就是增大汽車下部空氣的流速同時減小汽車頂部空氣的流速。常見的做法是在汽車底部安裝護(hù)板和導(dǎo)流板,讓汽車的底部變得非常平坦,并且讓空氣按照預(yù)定的方向流動;同時在車尾部設(shè)計(jì)空氣擴(kuò)散器,讓空氣更快的流過車底。另外還可以在汽車上部安裝擾流板,這樣就會讓空氣在流經(jīng)汽車車身時對汽車施加一個向下的壓力,這個壓力越大車輛行駛越“穩(wěn)”,車輛高速穩(wěn)定性越好。所以,很多車型為了追求良好的高速行駛穩(wěn)定性,底盤都包裹的非常嚴(yán)實(shí),身設(shè)計(jì)也比較奇怪,有一些空氣流通的孔洞和擾流板,主要的目的就是利用空氣的壓力,增加汽車高速行駛時的附著力,把汽車?yán)蔚摹鞍础痹诘孛嫔稀?br>
再來說說汽車車輪的陀螺效應(yīng)對汽車高速行駛穩(wěn)定性的影響。很多人對“陀螺效應(yīng)”這個概念很陌生,我們首先來解釋一下。
什么是陀螺效應(yīng)呢?簡單來說,陀螺效應(yīng)就是旋轉(zhuǎn)的物體有保持其旋轉(zhuǎn)方向(旋轉(zhuǎn)軸的方向)的慣性。當(dāng)一個圓形物體高速旋轉(zhuǎn)時,它就會產(chǎn)生一個極強(qiáng)的穩(wěn)定性,就像一個在冰上高速旋轉(zhuǎn)的陀螺輕易不會停止和傾倒一樣。大家都知道中國的航天事業(yè)很發(fā)達(dá),發(fā)射火箭的成功率很高。在火箭中,有一個很重要的設(shè)備就是陀螺儀,它是火箭導(dǎo)航和控制姿態(tài)最主要的裝置,它的原理就是利用高速旋轉(zhuǎn)物體產(chǎn)生的穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)的。
那么這個陀螺效應(yīng)與汽車的高速行駛穩(wěn)定性有什么關(guān)系呢?這是因?yàn)?,汽車的車輪在高速旋轉(zhuǎn)時,會產(chǎn)生巨大的陀螺效應(yīng),對汽車產(chǎn)生穩(wěn)定效應(yīng)。四個車輪就相當(dāng)于四個巨大的陀螺,能夠把汽車的車身給穩(wěn)定下來。車輪越大、越重,產(chǎn)生的陀螺效應(yīng)就越高,對車身的穩(wěn)定作用就越強(qiáng),汽車的高速行駛穩(wěn)定性越好。
大家如果仔細(xì)的觀察F1賽車,都會感覺它們的車輪與車身的比例極不相稱,車輪顯得太大了。它們之所以使用這么大的車輪,最重要的原因就是利用車輪的陀螺效應(yīng)來穩(wěn)定車身。還有很多跑車也安裝了很大的車輪,目的也是利用車輪的陀螺效應(yīng)來穩(wěn)定車身。轎車也是這樣,車身尺寸越大、越重,匹配的車輪也越大。在這里要批評某些城市SUV,它們安裝了巨大的車身,但是車輪卻不大,這樣就導(dǎo)致高速行駛時車輪不能產(chǎn)生較大的陀螺效應(yīng)來穩(wěn)定車身,高速行駛穩(wěn)定性是比較差的。這也可以反駁那些說SUV車身重,所以高速行駛穩(wěn)定性更好的人的觀點(diǎn),事實(shí)上絕大部分的轎車高速行駛穩(wěn)定性都要優(yōu)于SUV車型。
所以,影響汽車高速行駛穩(wěn)定性、讓汽車高速行駛不“發(fā)飄”的真實(shí)原因是汽車的空氣動力學(xué)和車輪的陀螺效應(yīng),而不是車重和底盤的結(jié)構(gòu)型式,車重只是會讓汽車在顛簸路面上振動小一些,同時抗側(cè)風(fēng)的能力強(qiáng)一些。這兩個因素在汽車設(shè)計(jì)制造時就已經(jīng)定型了,后期很難改變。當(dāng)然,如果汽車底盤技術(shù)狀況不佳,比如膠套松曠、懸架變形、轉(zhuǎn)向間隙大、車輪動平衡不好等,這些也會導(dǎo)致汽車高速行駛“發(fā)飄”,但這就屬于異?,F(xiàn)象了,需要入廠修理了。
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