作者ciche21 (............)
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标题[心得] 转向反应之原理 (1)
时间Sat Dec 9 21:49:07 2006
前几天有大大刚好讨论到所谓前驱後驱比较之类的,我当时就想到下面连结的网站,不过
由於时间的关系,当时没有PO上来,今天刚好有空,跟大家分享这个网站的内容。
http://www.autozine.org/technical_school/tech_index.html
这个网站中举凡所有常见到的各种汽车杂志出现的专有名词,几乎都有解释,而且比一般
汽车杂志更详细,我们在看讨论区时,所谓转向过度,转向不足,前驱,四驱,後驱,等
等名词一再出现,但显少有人知道背後更深入的原理,我个人也是看了网站的内容才有更
进一步的了解,所以今天勒,我就翻译一下这个网站中关於转向反应的部份,大家看看吧
翻译开始!!
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1.转向反应
我们常常说中置引擎车辆有较好的操控,某些无知的汽车杂志会将此解释为"因为较重的
引擎被放置在车体中间,因此较容易达到50:50的前後重量比,换言之,车子较为平衡"
但是"这是错误的",大多数中置引擎车种由於引擎,变速箱,差速器均固定在车体後半部,
因此中置引擎车种约60%的重量偏向後轴,相对的,如Porsche 924这种引擎放置在前方,
而transaxle(变速箱与差速器结合在一起的机构)放置在後方的车种,其能真正达到50:
50的重量比,而其他优良的前置引擎车种(如BMW 3系列 Honda S2000),归功於偏向後靠
的引擎,其也能达到50:50的前後重量比。
我们较喜欢中置引擎车种的原因并非较好的重量平衡,而是中置引擎有较佳的"转向反应"
,这是因为其有较低的"惯性力距",参考连结中第一张图。
http://www.autozine.org/technical_school/handling/tech_handling_4.htm#Steering
这两种系统有相同的前後重量分布,但下面那个重量较集中於近重心(换言之有较低的惯性
力距),因此其较容易以重心当支点旋转,由此原理,当我们施加相同的转向力道时,中置
引擎车将会转向较快,这表示其对於转向有较敏感的特性。
另一个我们较喜欢中置引擎的原因在於其较偏向後的重量分布,在加速时,我们希望有较
多的重量分布在後轴,增加後轮抓地力,帮助起步,很显然的FR车种在此考量下较为不利
。而在减速入弯时,重量将从後轮转移到前轮,因此当静止时呈现50:50重量比的车子在此
情况下反而变的重量分布不平均,相对的,一辆40:60的中置引擎车种在减速时却能真正达
到动态平衡的状态。
2.转向中性/转向过度/转向不足 (Neutral/Understeer/Oversteer)
这是我们常在汽车杂志上看到的三个词,相信很少人会反对此三种特性是研究车辆操控性中
最为重要的关键。
那麽,什麽是转向不足? 基本上,当你在转弯时,你发现车辆转向的角度比你预期的还要
少我们就能说,这台车目前转向不足,这不是因为你的主观意识判断错误,事实上,由於
重量分布,悬吊设计,轮胎使用,横向加速度,路面情况等等的不同,几乎每台车都会有某种
程度的非中性转向,而且同样一台车有可能在这个弯转向不足,但却在另一个弯转向过度
,这整个现象是非常复杂的,所以在此我们用一些篇幅来介绍这些现象
首先! 我们需要知道什麽?
似乎,相较於转向不足或转向过度,中性的转向是我们最想要的,然而事实并非如此
事实上,当跑在直线上时,我们希望车子有轻微的转向不足,来帮助车子稳定,而当车子
遇到侧向外力时(例如侧风或不规则路面),转向不足能抵抗这些外力,进而避免车子被自
动转向,因此驾驶可以不用频频修正路线。
而当进入弯道时,我们同样需要一些些转向不足,提供驾驶在释放掉煞车并建立起转向力
时的稳定性,而在弯中,我们则希望有中性的转向,到了出弯时,我们则期待些微转向过
度,好帮助抓紧出弯的路线,然而,转向过度的程度必须要是渐进式的,并且要容易的由
油门的深浅加以操控,此点我们称之为"动力转向过度(Power oversteer)",没有的动力
转向过度,我们需要松掉油门(换言之损失时间),或车子有可能冲出弯道。
然而,在此必须强调,所谓的轻微转向不足与轻微转向过度,常常被大多数的汽车杂志解
释为"接近中性转向",这是因为有许多的车子有严重的转向不足现象,而这些汽车杂志驾
驶早已习惯了这种车性,换言之,如果汽车杂志说:Porsche 996 有"轻微"的转向不足,
实际上以我们的感觉来说,其可能是"中等"的转向不足。
基本观念:滑移角(Slip Angle)
在我们开始更多的学习前,我们必须先了解"滑移角"这个观念。
当车子进入弯道时,所有的轮子将相对於地面转向,而充气轮胎是具有弹性的,在胎地接
触面(contact patch)上的走向(trend)将会抵抗转向动作,因为轮胎上的橡胶与地面有摩
擦力的产生,结果胎地接触面上的走向将会被"扭曲",车胎真正的走向总是少了轮胎的方
向一个角度(看下面连结的第2张图),我们将轮胎走向与轮胎方向间的角度差称之为"滑移
角"。
http://www.autozine.org/technical_school/handling/tech_handling_4.htm#Steering
(注:图中下面有一段文字注解,"此车正在左转(the car is turning left)",但是"轮胎
的轨迹(Path of rolling tire)"却是朝向右边,这可不是作者画错喔!这是因为这张图的
拍摄角度是从天空往地面上看,如果把车身画出来,那车头应该是朝向"右上"方,而车头
与图中垂直线的夹角就是轮胎相对於车身所转的角度,假设是25度好了,但是车子真正走
向的角度并不会是25度,而是车头与轮胎轨迹(Path of rolling tire)间的角度,假设是
22度好了,那麽轮胎转向角度与实际走向角度间的角度差3度,就称之为"滑移角(Slip
angle)")。
现在哩! 你必定会想:滑移角的存在造成转向角度减小,所以车子会"转向不足",事实上
,事情没有这麽完美,假设前轮与後轮的滑移角刚好相同,而他们的滑移方向是相反的,
那麽转向角度最终将不会改变。
然而! 如果前轮与後轮的滑移角不同,那麽"转向不足"或"转向过度"的现象就产生了
转向不足 : 前轮滑移角 > 後轮滑移角
转向过度 : 前轮滑移角 < 後轮滑移角
转向中性 : 前轮滑移角 = 後轮滑移角
请看连结最底下的图
http://www.autozine.org/technical_school/handling/tech_handling_4.htm#Steering
翻译完毕!
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翻的好累! 先休息一下
如果各位大大认为有什麽翻的不好的地方
烦请各知,我好修文
下集预告:
我们常说前驱车转向不足,後驱车转向过度,那原理何在? 重量分布将对转向反应有何
影响? 预知详情请看下回分解分晓,如果你想先睹为快,那就看原文吧!!
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◆ From: 61.59.237.161
1F:推 yamatobar:好文!推! 12/09 21:54
2F:推 reallocust:推!!汽车消息我还是喜欢看国外的网站或杂志 12/09 21:56
3F:推 Smallp:大推, 感谢原Po付出的心力 12/09 22:20
4F:推 Mariah:推,真用心,一定花很多时间翻译吧,感谢 12/10 00:17
5F:推 reallocust:哈哈...那下次我来翻译WorldCarFans的新闻好了,练练英 12/10 00:30
6F:→ reallocust:文能力~~~ 12/10 00:31
7F:推 Zender:不推不可 12/10 01:50
8F:→ chasemasami:超屌 12/10 03:17
9F:推 szh:不推枉费在欧洲车板晃了那麽久~~~~~~~~ 12/10 09:33
10F:推 zeta:不推不可 12/10 20:04
11F:推 Tiger:不推不可~感谢原Po付出的心力 12/11 03:23
12F:→ eqable:翻译的好, 推~ 12/11 09:12
13F:推 changyc:感觉滑移角的图片是由地下往天空拍摄耶?! 可否查证? 12/11 15:18
14F:→ ciche21:应该是从天空往地上拍没有错! 我当时也想了一段时间,如果 12/11 20:15
15F:→ ciche21:是从地上往天空拍,为了符合车子在左转的条件,车头应该是 12/11 20:16
16F:→ ciche21:朝向左上方,但是这样一来轮胎实际行经方向与车头的夹角, 12/11 20:17
17F:→ ciche21:将把轮胎指向的夹角还要大,此点与事实不符,所以这张图片 12/11 20:19
18F:→ ciche21:应该是从天空往地上拍,不过这张图还是有个地方我觉得怪怪 12/11 20:20
19F:→ ciche21:的,原图的胎纹由上往下为"直>左斜>右斜>直",不过我觉得쀠 12/11 20:21
20F:→ ciche21:应该相反,也就是"直>右斜>左斜>直",因为当在左转时,胎꼠 12/11 20:23
21F:→ ciche21:纹会被与运动方向"相反"的摩擦力拉往右边 12/11 20:26
22F:推 changyc:可是下面那三张解释前後轮滑移角的图, 看起来像是地上往天 12/11 20:30
23F:→ changyc:空看的图耶....@_@ 12/11 20:30
24F:→ ciche21:下面那三张图是从地上往天空拍没错,而中间那张图如果要解 12/11 20:39
25F:→ ciche21:释成地上往天空拍,则原作者图上给的条件就会产生一些矛盾 12/11 20:41
26F:→ ciche21:我想如果图下面 note 改为 "the car is turning right" 12/11 20:42
27F:→ ciche21:然後其他条件照旧我原PO文上的解释,就可以说是从地上往天 12/11 20:44
28F:→ ciche21:空拍 12/11 20:44
29F:推 changyc:再重看了一次, 同意Ciche21大大的说法, 从天空往地面拍 12/12 10:57
30F:→ changyc:只是觉得这边出现slip angle是否代表轮胎已经抓不住地面了 12/12 10:58
31F:→ changyc:才会出现轮胎方向与行进方向不同的情况呢? 12/12 10:58
32F:→ changyc:中图是否可解释成左转的轮胎开始向右滑移了? 若是不滑移 12/12 10:59
33F:→ changyc:是否slip angle = 0? 谢谢Ciche21大大的讨论 :) 12/12 10:59
34F:→ ciche21:先来把我剩下的东西翻完! 再找资料来跟你讨论 12/12 21:52
35F:推 JMW:辛苦了...谢谢翻译,moment of inertia就是所谓的转动惯量 12/13 10:38