载荷对性能的影响,不懂这个也有脸去征服秋名山?
还记得《头文字D》中藤原拓海的第一次雨战吗,为什么要让阿树坐在86后排,看完你就懂了。
上次我们说到汽车轮胎抓地力对性能的影响(《如何最直接地提高车辆性能?换套好胎!》),这次我们接着来聊聊载荷,不是荷载几人的荷载,而是载荷。
什么是载荷
载荷是指机械所受的外力,在汽车上我们可以简单理解为重量。汽车不是一块均质的铁块,所以各个部位所承受的载荷是不同的,并且在车辆加速、减速和转向等不同运动过程中,载荷分布还会发生变化。
车辆静态时的载荷分布
汽车上最重的部件就是发动机,所以发动机摆放的位置极大程度影响了汽车的载荷分布。
发动机前置,绝大多数汽车都采用这种发动机布局,这种车型的静态载荷大部分都压在了前轮上。其优点是发动机散热效果好,发动机不占用乘坐空间。
发动机中置,只有超跑才会使用的发动机布局方式,这种车型静态的四轮载荷分布较为平均。其优点是车辆操控灵活,极限高,缺点是发动机散热较前置布局更麻烦。
发动机后置,目前仅有保时捷911在使用这种发动机布局(公交车请忽略),其静态载荷更多的由后轮承担。其优点是车辆转向灵活,同时在加速和刹车时更有优势(稍后再说),但缺点是发动机散热同样麻烦,且一旦出现转向过度就几乎不可挽救。
从上一篇文章中知道,抓地力是一切性能的前提。那么为了最大化的利用四条轮胎的抓地力,载荷分布越平均越好,那似乎发动机中置就是最好的解决方案。但真的是这样吗?
载荷转移
我们知道车是拿来开的,在运动过程中,由于惯性的存在,载荷会发生相应的变化。我们称之为载荷转移,或者叫做重量转移。
在加速时,由于惯性,载荷会向车尾移动,于是车头会抬起,车尾会下沉。此时后轮载荷变大,抓地力变大,前轮载荷变小,抓地力变差。所以在加速时,后驱车型比前驱车型有优势,发动机越往后布置,加速优势越明显。至于说前置前驱的本田思域50万以下加速无敌的说法,真的是图样图森破。
刹车减速时,载荷会向车头转移,车辆会出现点头的姿态。此时前轮载荷变大,抓地力变大,后轮载荷变小,抓地力变差。这也是为什么汽车前轮刹车盘直径比后轮大的原因之一,因为此时后轮抓地力是不如前轮的,发动机前置车型尤为明显。
而中置发动机车型此时的载荷由中间转移到靠前位置,后置发动机车型载荷转移至靠中间的位置。此时反倒是发动机后置车型的前后载荷分布更为平均,对四轮抓地力的利用也能更为充分。保时捷911那惊人的刹车效果,与发动机后置的布局方式,也有着重要关系。
而转弯时,车辆载荷会向外侧移动,车辆出现侧倾。外侧车轮的载荷变大,抓地力也变大。内侧车轮载荷变小,甚至离开地面,而优秀的悬架系统可以抑制侧倾,使四条轮胎随时紧贴地面。
推头和甩尾也与载荷有关
以后驱车型为例,发动机前置时,后轮载荷较小,在减速入弯时载荷进一步前移,抓地力变小,就容易出现打滑。车尾因为惯性而向外甩出,就是所谓的转向过度、甩尾。藤原拓海在第一次雨战时让阿树坐在86后排,就是为了在雨天地面湿滑的条件下,加大后轮载荷,让没有尾翼的86减小转向过度,emmm......对,阿树就是俗称压舱物。
发动机后置时,一般不容易出现后轮打滑,而往往容易出现急加速时的转向不足。但是因为车头重量较轻,正常行驶和入弯时车头转向非常灵活。必须注意的是,后置后驱车型因为车尾太重,一旦出现转向过度,就几乎不可能救回来。哪怕是保时捷卡雷拉杯的专业车手,遇到赛车转向过度,基本也只有掉头这一种结局,所以尽量不要在快速转弯时踩刹车或者打方向时大力加油。
中置发动机车型介于前两者之间,车头和车尾都较为灵活。相对前置后驱较不易产生甩尾,但甩尾的征兆不易察觉,失控与未失控之间的临界区域较小,比较难驾驭。
至于另外一种我们最常见的前置前驱车型,车头重量、载荷太大,需要更多的转向力,所以最容易出现转向不足的情况。一般出现转向不足的情况时,减慢速度是最有效的解决办法。但也有例外存在,就是在雨雪等低附着路面上,转弯时踩刹车减速可能会因为载荷前移,使后轮失去抓地力而出现转向过度的情况。
写在最后
除了轮胎抓地力之外,车辆载荷的转移也会对车辆性能和行驶状态造成非常大的影响。有时候我们需要更大的载荷,有时候又需要载荷变小,并且因为载荷的转移,很难说哪种发动机布局和前后重量分配就是最好的。所以,某厂家大肆宣传的前后50:50,在运动过程中实际意义并不大。