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雪地打滑--AWD/FWD/RWD
强调一下,文中说的AWD是指"全时全轮驱动",它的驱动特性是和4WD-PT有很大区别的,甚至有时侯相反,这个以后有机会再写点东西.
FWD是指前轮驱动,RWD是指后轮驱动.
车轮为什么会打滑?
这还得从中学物理说起,理想状态下,汽车行驶时,车轮和路面的接触部分是没有相对滑动的.当车轮所受的力超过两个平面间的最大摩擦力时,车轮就开始打滑了.而这个最大摩擦力是由"最大摩擦系数"和车轮对路面垂直向下的"压力"决定的.两个数值越大,最大摩擦力越大,车轮就越不容易突破这个极限,也就越不容易达滑.
下面以雪地为例谈谈车轮打滑时,不同驱动方式的车辆失控的几种情况.之所以用雪地,是因为雪地摩擦系数小,更容易出现打滑,比较有代表性,其实所有路面打滑的性质都是一样的.
一. 直线行驶时车轮打滑
无论加速或刹车造成的打滑,并不会改变汽车的运动方向,结果是无法起步或停车,这方面无论AWD/FWD/RWD都是一样.但是AWD有个优势是,"加速时"不容易进入打滑的危险状态.举个例子说明,假如汽车的总推力是100,雪地上每个车轮所能承受的最大摩擦力是40.AWD有四个车轮来同时工作,每个车轮分配的推力是25,小于40,这时候车辆就不会打滑;而对于两轮驱动的FWD/RWD,每个车轮分配到50的推力,大于40,这样车轮就开始打滑了.在刹车时都是四个车轮在工作,与驱动形式无关,互相没有优势--AWD不会更好,RWD也不会更差.
二. 转弯时车轮打滑
为什么转弯更容易打滑呢?这还是要回到物理分析上.汽车之所以能够转弯,是因为通过车轮指向角度的变化,路面形与对轮胎旋转方向垂直的侧向推力,(注意后轮虽然不能转向,但是因为前轮转向使车体运动方向的改变,实际上后轮也在转向,它也要承受侧向推力),如果侧向推力超过了轮胎和路面间所具有的最大摩擦力,车轮就会打滑.假如这时候最大摩擦力还是40,侧向力是30,汽车就能顺利过弯.如果驾驶员在转向的同时再"加速"或"刹车"情况又会如何呢?无论加速或刹车,车轮都要承受一个沿车轮旋转方向或相反的力,这个力与前面的侧向力的合力很容易使车轮超出最大摩擦力的范围,使车轮打滑,造成车辆失控,这就是转弯时更容易打滑的原因了!下面具体分析:
1.转弯"刹车"打滑造成的失控
和前面直线刹车一样,打滑与驱动形式无关.按后果严重程度分为abc三种,越往后,后果越严重.
a,前轮打滑:汽车在打滑瞬间沿转弯切线方向滑出,车头始终在最前;
b,前后轮同时打滑:在打滑瞬间汽车开始自转,并以重心为参照点沿转弯切线方向滑出;
c,后轮打滑:汽车以前轮为圆心开始旋转.
2.转弯"加速"打滑造成的失控.
打滑后的情况与1一样,区别在于,FWD动力在前轮,打滑后进入后果最轻的1a状态,RWD动力在后轮,打滑后进入后果最严重的1c状态.相比之下,AWD由于前面提到的动力分配的原因,更不容易打滑些,也最安全.
最后我们可以看到,刹车时,无论何种驱动形式都没有区别.加速时,AWD最好;相对于AWD,只有两个驱动轮的FWD和RWD的打滑概率大体是一样的,只是RWD打滑的后果更严重些.更深一步比较FWD和RWD的打滑特点就要谈谈影响最大摩擦力的另一个因素---车轮对路面的压力.这个压力来源于每个车轮所负担的车重.汽车最理想的重量分配是前后50/50,这样才可以达到最佳的操纵性,很多跑车为了达到前后平衡这一点,在设计时可谓不惜成本,如通过发动机后移,采用坚固但昂贵的轻合金材料等方法来尽量减轻沉重的车头重量.FWD出于从降低售价和简化结构两方面的考虑,把动力和驱动轮及附属结构都布置在前面,造成车体前重后轻,这是前驱的先天不足.RWD由于前轮只负责转向,所以结构简单重量轻.发动机输出的动力通过一根长长的传动轴传到后轮,这样就比较容易接近最佳重量分配.但是前驱这个先天的缺陷带来的意外收获就是:在行驶时由于驱动轮获得相对较大的向下压力可以换来更大的"摩擦力"容许极限.不过汽车在加速时,质量重心会向后移动,前轮的压力随着加速度的增加开始变小.同样对于RWD来说,虽然重分配是50/50,但加速会使车重后轮的压力增大.前后驱的重量特性在加速中此消彼长.具体那个更好,我不好说,看大家的喜好吧.我想从0起步的瞬间或加速不快的时候,FWD依靠其头部重量还是略有优势的.
顺便提一下,FWD的这种布局还有另一个缺点,就是在上坡时,由于重量压在后轮,本来需要出力的前轮却得不到足够的压力,这时候,RWD又捡了个小便宜.
对于AWD,一般"动力"在前后轮的分配是固定的50/50,高级些的可以根据加速时的重心变化随时改变前后动力分配比,让具有"最大摩擦力"的后轮出更多的力,使前后车轮都处于最佳抓地状态,从而达到最佳加速效果.目前有些马力超大的跑车,只靠加宽两条轮胎已经不能承受发动机的全部动力,纷纷推出了AWD型号.
了解到上面这些导致打滑的原因,就可以在转弯更安全.要领就是:在雪地转弯时,入弯前的直道时就完成刹车减速,出弯后再柔和加速,不要让车轮身兼二职,从而减轻车轮负担,避免车轮打滑.即使在弯道起步也不要猛踩油门.如此FWD/RWD的弱点是可以避免的.现在有些高档车还带有traction control,可以在车轮打滑时自动减少车轮的牵引力,使车辆恢复正常状态.另一个防止车轮打滑的秘诀是装备冬季胎或专攻冰雪的雪胎.冬季低温下,四季胎会变得很硬,失去和路面良好的摩擦,即使花纹完好的新胎也同样会变硬.如果住在雪大的地区,不妨早早配上一套冬胎/雪胎,这样花费并不高,因为使用冬胎的时候另一套胎不是在延长使用年限吗?当然AWD也不能掉以轻心,以为有了四个车轮驱动就不要冬胎了,无论多好的车都是架在轮胎之上的,轮胎就是系着风筝的那根线.
有了正确的驾驶习惯,加上冬季轮胎,即使两轮驱动也可以顺利度过冰雪的严冬. |
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