问题

转弯过程中加速,会产生不足转向还是过度转向?

回答
这个问题其实蛮有意思的,也涉及到一些汽车操控的奥秘。简单来说,转弯过程中突然加大油门,通常会更容易导致“不足转向”。但这里面还有一些细微之处,需要结合具体情况来分析。

咱们先拆解一下“不足转向”和“过度转向”这两个概念。

不足转向 (Understeer)

你可以想象一下,当你在一个弯道里,你的目标是按照预定的轨迹内侧过弯。如果出现不足转向,就像是你的车头有点“犯懒”,不够听话,它会倾向于朝着弯道的外侧滑出去。也就是说,你打了很多方向盘,但车子的转弯半径比你想要的要大,车头就是不愿意往里拐得更厉害。这感觉就像是你推着一个购物车,想让它拐个急弯,但车轮太滑,它会往前冲,而不是顺着你的方向拐过来。

过度转向 (Oversteer)

而过度转向,就跟不足转向是相反的。在这种情况下,车子会比你预期的转得更厉害,车尾会倾向于朝着弯道的外侧甩出去。想象一下,你开一台后驱车,在雨天或者路面湿滑的时候,大力给油,车尾可能就会像你用力甩一条湿毛巾一样,“甩”出去。这时候,你可能需要反打方向盘来纠正,这才是我们常说的“甩尾”。

转弯过程中加速为什么更容易导致不足转向?

现在我们回到问题本身:转弯过程中加速。这主要是涉及到轮胎的抓地力和车辆的重心转移。

1. 轮胎抓地力分配的“抢夺”: 汽车的轮胎抓地力是有限的,就像一个资源库。当你在转弯时,轮胎就已经在承担“侧向力”,努力让车子保持在弯道里。这个时候,如果你再踩下油门,给轮胎增加一个“纵向力”(加速力),轮胎就需要同时处理侧向力和纵向力。

前轮: 在加速过程中,尤其是后驱车或四驱车,加速的力主要通过后轮传递。但前轮也需要承担一部分转向的任务。如果这个时候前轮的抓地力已经被转向占用了大部分,突然需要再提供更大的抓地力来维持转向,它们就可能“顾此失彼”。而且,加速时车身重心会后移,前轮的载荷会相对减轻,这会进一步削弱前轮的抓地力。
后轮: 如果是加速,尤其是大脚油门,后轮需要提供强大的驱动力。如果车子是后驱的话,后轮的抓地力就几乎全用在了加速上。这个时候,如果后轮的抓地力不足以同时承担驱动和侧向力,它们可能会开始打滑,车尾就会有向外甩的趋势,这反而是过度转向的征兆(但这种情况更多发生在后驱车并且轮胎抓地力本身就不够的情况下)。

但是,问题关键在于大多数车的驱动轮是后轮(后驱)或前后轮都有(四驱)。 当你在弯道里加速时,你的目的是让车子在保持转向的同时向前加速。最先“顶不住”的往往是前轮。它们在转弯时已经承担了很大的侧向载荷,你再让它们同时承担一部分加速时产生的“推力”感(即使加速力主要来自后轮,但车身整体的惯性需要前轮来引导),它们就更容易达到抓地力的极限。一旦前轮的抓地力不足以维持你期望的转向角度,车头就会失去抓地力,朝着弯道外侧滑去,这就是典型的不足转向。

2. 重心后移的影响: 加速会引起车辆重心的后移,将更多的重量压在前轮,减轻后轮的负荷。哦等等,我刚才说的是错误的,加速会使重心后移,把更多的重量压在后轮,减轻前轮的负荷。 这个才是重点!

后轮载荷增加: 当你加速时,车头会微微抬起,车尾下沉,这使得后轮承受了更多的重量。如果你的车是后驱,后轮有更多的抓地力来驱动,这本来是好事。
前轮载荷减轻: 相反,前轮承受的重量就少了。而前轮承担着控制方向的重任,它们需要侧向抓地力来完成转向。当载荷减轻时,前轮的侧向抓地力也相应降低。

所以在转弯过程中,前轮已经用了很多抓地力来转弯,这个时候你又加速,导致前轮载荷减轻,它们的侧向抓地力就更弱了。这就好像你的双手本来要抱着一堆东西,又有人在你手里塞东西,你当然就更难拿稳了。前轮很容易就到达抓地力的极限,无法再提供足够的侧向力来改变方向,从而导致车头朝着弯道外侧滑出去,发生不足转向。

举个例子来理解一下:

想象你推着一个购物车在转弯,弯道需要你用力往左打方向。

正常过弯: 你只需要一点力气就能让车子按照你的意愿往左拐。
转弯中加速: 就像你在转弯的同时,还使劲往前推购物车。购物车往前推的力量,会让车头(购物车的前轮)更倾向于“直行”,而不是跟着你的转向往里拐。如果推的力量太大,车头就可能不管你了,直接往前冲(外侧滑出去),这就是不足转向。

过度转向的出现情况(作为对比):

那么,什么情况下转弯中加速会引起过度转向呢?

后驱车 + 大油门 + 湿滑路面: 在这种组合下,如果后轮的抓地力已经非常有限,你突然猛踩油门,后轮驱动力超过了它们的抓地极限,它们就会开始打滑空转。由于车子是往左转的,打滑的后轮会失去侧向抓地力,导致车尾向外甩出去,这就是过度转向。
刹车配合转向 (Liftoff Oversteer): 另一种常见引发过度转向的情况是,在弯道中突然松开油门,尤其是在使用后驱车时。这种操作会导致重心猛然前移,减轻后轮载荷,同时前轮因为刹车和转向的协同作用,抓地力可能变得很强,而后轮却可能因为载荷减轻而变得不稳定,容易发生甩尾。

总结一下:

转弯过程中,轮胎的抓地力需要分配给转向(侧向力)。如果你在这个时候突然加速,相当于在已经紧张的抓地力分配中,又增加了一项任务(纵向力)。

加速会导致重心后移,减轻前轮载荷,而前轮是负责转向的。 载荷减轻意味着前轮的侧向抓地力变弱。
前轮本身就在承受转向的侧向力,再要“推”着车子前进,更容易到达抓地力的极限。 一旦前轮抓地力不足,车头就会滑向弯道外侧,表现为不足转向。

所以,大部分情况下,转弯过程中加速更容易导致不足转向。当然,驾驶技巧、车辆类型(前驱、后驱、四驱)、轮胎状况、路面条件等等因素都会影响最终的操控表现。但从物理原理上来说,加速确实是会增加前轮转向负担的。

网友意见

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转向不足和转向过度说的是汽车的运动轨迹和理论运动轨迹的偏差情况,某个转向角的情况下,理论转向半径是个定值,实际如果转向半径大于这个值就是转向不足,反之就是转向过度。

这属于汽车的运动学问题,一般都是从轮胎的摩擦力开始分析。

首先轮胎的总可用摩擦力是有限的,总可用摩擦力不是一个固定值,它和轮胎上面的轮荷、轮胎材质、胎压、地面材质、温度、轮胎花纹等等因素都有关系,它是一个随时都在变化的值。

汽车之所以会转向,毫无疑问是因为受到了垂直于运动方向的力,只考虑汽车本身,这个力只能是由轮胎的摩擦力提供(不考虑主动空力系统的话)。轮胎受限于其物理结构、自身特性及其上的轮荷,其提供的侧向摩擦力肯定不是无限的,而且车辆行驶过程中需要克服地面阻力、空气阻力,即使不加速只要车辆还在运动,车轮必然会提供一个与运动方向一致的力。

转向时加速相当于驱动轮会提供的沿运动方向的摩擦力会增加,一旦增加幅度过大超过轮胎的总可用摩擦力就会导致轮胎滑移,也就是说轮胎抓不住地面。前驱车驱动轮滑移会表现为车头不受控制,也就是俗称的“推头”,在惯性的作用下车头像外甩,汽车整体就会出现转向不足。后驱车驱动轮抓不住地面会表现为车尾不受控制,也就是俗称的“甩尾”,在惯性作用下车尾向外甩,汽车整体会表现为转向过度。

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