※ [本文转录自 EuropeanCar 看板] 作者: ciche21 (............) 看板: EuropeanCar 标题: [心得] 转向反应之原理　（终） 时间: Thu Dec 14 02:12:01 2006 终於到了最後一章了，废话不多说，赶快开始 翻译开始 .............................................................................. 7.前後重量分布所造成之非中性转向 这里我们将要讨论重量偏前的车辆倾向转向不足与重量偏後的车辆倾向转向过度背後之原 理。 当一辆车子在过弯时，车体重心将受到离心力的作用，轮胎与地面的摩擦力将产生一个相 反向的力道来抵看离心力，因此车子能没有侧滑而保持过弯的状态。(请见下图) http://www.autozine.org/technical_school/handling/tech_handling_6.htm 如果车子的前方重量较重，那麽重心亦将偏向前方，很明显的前方的轮胎必需负担较大的 离心力，因此轮胎需要产生较大的滑移角与较大的摩擦力来抵抗离心力，结果前轮的滑移 角将超过後轮的滑移角，则"转向不足"的现象产生了。 相反的，车子後方较重的车辆将在後轮产生较大的滑移角，转向过度因此产生，以同样原 理我们可以知道，50/50前後车身配重的车辆将有中性的转向倾向，这是我们最理想的操控 选择，我们并不需要藉由车身配重来产生转向过度，因为与後驱的动力转向过度特性相比 ，这里其实是"不可控制的"。 这就是为什麽有时候我们会偏爱前置引擎後轮驱动车子(FR)的原因，其为最容易达到50/ 50前後重量比的车型。 中置引擎的後驱车(MR)有着大约40/60稍为偏向後的重量分布，在这边的考量下其实是较 不理想的，但不要忘记，他在转向反应,转向感受与动态平衡上的优势(如忘记了，请看转 向反应之原理 (1))即非常足以弥补他在此处的不足。 讲到这边，前置引擎前轮驱动的车(FF)应该是最糟糕的，而且糟很多，当全车重的机构包 括引擎,变速箱,差速器全部都放在前面时，前轴大约支撑了全车2/3的重量，这将造成严 重的转向不足，而且前轮驱动所造成的转向不足特性将使得情况变的更加严重，这使得FF 车必须在悬吊设计与转向机构上下相当大的功夫以弥补其先天上的不足，但是事情总是有 妥协，举例来说，Alfa GTV装置了一组方向盘转向角度仅2.2圈的超快速转向机构来抵抗 转向不足，这使得驾驶必须负担更大的力道来转弯，如果我们增加动力方向盘的辅助力道 ，则转向感受又会被模糊化，另一方面，多连杆(multi-link)的後悬吊也可能需要被采用 以弥补转向不足的倾向，因为这类型悬吊能在过弯时提供比原本的麦弗逊柱(MacPherson strut)悬吊更佳的几何变化效果。 还有另一个问题困扰着Alfa的3.0 V6车型，由於此型车配置了更重的引擎在前面，使得其 操控性甚至比较慢且较便宜的2.0车型更糟糕! 这对於门市人员来说真是一个头痛的问题。 但是! 再一次的我必须强调每件事情都有例外，特别是几乎所有的量产车都还有其他的限 制因素存在(例如:包装,价格需求等等)，当考虑到这些因素时，前置引擎前轮驱动(FF)车 型由於其低价格与省空间的优势，其仍然为主要低价车型的大宗。 8.悬吊几何所造成之非中性转向 我们在之前的文章已经说过很多次悬吊几何可以用来改变车辆的转向特性，其通常用来弥 补重量分布不均,前驱,後驱所造成令人讨厌的转向倾向，现在我们简单介绍一下其原理。 我们先来看看什麽叫"外倾角"(Camber)，这个角度对於转向过度或转向不足有决定性的影 响。 如下图所示，如果轮胎胎面与路面不垂直时，轮胎即被倾斜了，如果轮胎是向内侧倾斜则 通常我们称之为"负"外倾角，如果轮胎是向外倾斜(如图所示)，则称之为"正"外倾角。 http://www.autozine.org/technical_school/handling/tech_handling_6.htm#Sus-Geo 当一个轮胎具有正外倾角时，由於轮胎具有弹性，所以轮胎将被重新朔型成一个类似圆锥 底部的样子，试着想像倾倒的圆锥会以圆锥顶点为中心旋转运动，如图片中所示，而轮胎 就像是这个圆锥的一部分，现在你可以知道轮胎有转向外侧远离车子的倾向。 如果车子左右两边的轮胎都有相同的正外倾角，那麽他们的转向倾向刚好会互相抵消，因 此车子仍然会直线前进，但当车子转弯时，重量的分布将转向外侧轮胎，这表示外侧轮胎 的转向倾向将变的比内侧明显，当外侧轮胎为正外倾角时，轮胎会试着把车子往外拉，结 果转向不足的现象因此产生了。相反的，如果两边的轮胎具有负外倾角，则车子将倾向转 向过度。 对於FF车而言，我们能将前轮设定些许负外倾角来减少车辆转向不足的倾向，相似原理， 较多的正外倾角则可以用在尾部很重的911上。 我们需要在车上使用正/负外倾角，但我们不希望当车子遇到路面颠簸时或入弯车身滚动 时外倾角被改变，否则车子的操控将变的不可预测或难以控制，因此我们喜欢采用的悬吊 型式为外倾角能随所有的情况仅微幅的改变，在这样的考量下，双叉骨式悬吊(double wishbones 又称为双A臂式悬吊)，特别是"不等长"且"不平行"的双叉骨式悬吊最能胜任这 样的工作，因此从跑车到Formula 1，几乎所有高性能车种均采用的此悬吊型式。 9.转向回馈与扭力转向 (Steering Feedback and Torque Steer) 汽车的转向系统必须回馈足够的"感受"给驾驶，以让驾驶可以知道当车子接近轮胎的过弯 极限时车子的状态，另一方面，转向系统亦需要有自我回复(self-returning)机制，而这 些感受,回馈,自我回复机制均为大王销倾角(kingpin inclination),偏移值(offset),後 倾角(caster angle)之功用。(请见下图) http://www.autozine.org/technical_school/handling/tech_handling_6.htm#Feedback 越多的偏移值D，则越多的转向自我回复产生，相同的越大的後倾角，则越多的自我回复 产生。 但如果是一辆前轮驱动的车子，偏移值D将造成扭力转向的出现(注)，这是因为牵引力将会 试着把前轮的胎地接触面中心往前拉，因此轮胎将会随着大王销轴在地面上的投影点旋转 ，而扭力转向的力距为偏移值D与牵引力的乘积，因此扭力转向的大小将与偏移值D成正比 ，解决之道则是试着采用更斜的大王销倾角，以让偏移值D变小，这在双叉骨式悬吊上相当 容易达成(如照片所示)，但在麦弗逊柱上却难以做到，因其大王销上还需提供弹簧与避震 阻尼的角色，如果我们将大王销过度倾斜，则将会有太多的横向外力经由弹簧与阻尼传入 车内，因而造成震动或不稳定的现象发生。 注:扭力转向是指大扭力前驱车，在大脚油门起步时，方向盘抖动之不稳定现象，上述偏移 　　值D仅是造成扭力转向的原因之一，另一个较为人所知的原因是不等长传动轴所造成的 　　，由於前驱车由差速器到左右轮的传动轴不等长，造成左右扭力分配不均，方向盘因 　　此不稳，将较长的传动轴切成两段，一段用来延长差速器的输出动力，另一段则与另 　　一轮的传动轴一样长，如此等长式传动轴可以适当的改善扭力转向的情况。 因此我们可以说麦弗逊柱悬吊并不适合前驱的大马力车，Alfa Romeo 164就是一个例子， 其扭力转向破坏了杰出的操控表现，不用纳们的，其後继车款166即改用双叉骨式悬吊。 10.底盘刚性 最後一个改善操控的方法是增加底盘的强度，自从1980年代後期，我们看到新车的底盘刚 性已经增加许多，当新车上市时，汽车制造商总是喜欢宣称其扭动刚性已经增加至少20% ，其部份原因为撞击防护上的需要，而部份原因则是为了改善操控性。 考虑一辆有着非常软弱底盘的车子，其在受力下非常容易扭曲或变形，如果我们在这台车 的悬吊上装上较硬的弹簧与阻尼，则路面不规则所产生的冲击将直接传到底盘内，软弱的 底盘将被扭动与弯曲，因此悬吊几何将被改变，并产生非中性的转向或其他非原始悬吊设 计准备处里的问题，因此软弱底盘的车子必须使用较软的弹簧与阻尼。 但对於操控有利时，我们总是喜欢在舒适度许可的情况下，配备硬一点的弹簧与阻尼，因 此我们需要有较刚性的底盘，在采用硬悬吊时不会被扭曲或变形。 翻译完毕！ .............................................................................. 终於把所有有关操控与转向的部分都翻译完了 原本只是想翻看看，没想到後才惊觉内容比想像中的多 不过总算是完成啦！ --

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