车辆行驶发飘与车重无关
2015-05-30高康
高康
百度百科将汽车“发飘”解释为“汽车高速时由于车辆太轻,导致车身脱离地面”。其实从严格意义上来讲,这是错误的。即便是同一款车,不同的人也有不同的驾驶感受,一些人认为“发飘”,一些人不会。说到底,汽车“发飘”其实是感觉上的认知。
“发飘”这种感觉一般被认为汽车对扰动反应过于敏感。比如车辆在达到一定速度后,车身和方向盘抖动,噪音开始增大,车辆比较难控制,方向盘发轻,易出现转向不足以及转向过度的问题,由这些因素组成的一种不好的驾驶感觉,就是我们常说的“发飘”。
严格意义上,“发飘”是汽车在高速运行时方向不稳,轮胎抓地能力变差的一种非稳定现象。这里所谓的“飘”,是指汽车具有一种低频方向摇摆的固有倾向。从动力学观点来看,是转向运动低频模态阻尼不足的表现。现在很多车型都安装了先进的电子稳定控制系统,但高速“发飘”依然是某些汽车遇到的安全性问题之一。
“发飘”到底怎么回事?
高速行驶时车辆会出现很多低速不会出现的状态,比如说方向盘抖动、噪音增大,这些都会影响人的主观驾驶感受,这种感受造成驾驶员驾驶信心不足,进而给驾驶员带来了不安全的心理。此外,汽车“发飘”还和汽车行驶稳定性有关。而所有这些因素,主要是受到车辆的轮胎、悬挂、空气动力学设计和车身重心等方面因素影响。
轮胎是车辆唯一与地面接触的部件,它的性能好坏直接决定车辆的驾驶感受。一般入门家用车型上配备的轮胎主要有205/55 R16、195/55 R15等几个型号。其中205表示轮胎宽度,单位为毫米,数值越大表示轮胎接地面积越大,提供的抓地力越大。抓地力大的好处是可以增加车辆行驶稳定性,提升车辆运动性,让车感觉不那么“发飘”,但缺点是油耗会高。
悬挂设计对车辆稳定性影响同样很大。一般车辆在转弯时,轮胎会发生侧倾,外侧轮胎倾斜角度大于内侧轮胎。一旦发生倾斜,轮胎与地面接触面积就会减少,抓地力会严重下降,同时水平方向上会产生一个离心力,随即车辆的转向特性也会发生改变,很容易发生转向不足和转向过度。此时的驾驶感觉会造就驾驶者不安全的心理,因而产生“汽车发飘”的认知。
空气动力学是解决汽车“发飘”最有效直接的方法,它可以在车辆运行中,利用空气对车辆施加一个向下的压力,这个压力越大车辆行驶越“稳”,车辆行驶稳定性越强,但空气动力学在普通乘用车上的应用不广。原因是,过大的下压力会造成汽车轮胎负荷过大,摩擦阻力增加,进而增加油耗。目前,空气动力学在普通乘用车上应用比较广泛的是风阻系数,尽量提升车辆经济性表现。
正常情况下,汽车行驶会将空气分为两部分,一部分向上从车顶走过,对车辆提供下压力,一部分从车底走过,对车辆提供上压力(即升力)。两种压力在经过相互抵消后即形成不同的驾驶感觉。通常在汽车底部经过的气流越多,它的操控特性越差,这部分车型对空气影响过于敏感,也就是我们俗称的“发飘”。这是SUV操控性不如轿车的原因,也是很多汽车玩家降低底盘的原因。
但如果过分降低底盘高度,会降低车辆的通过性,行驶在一些路况不好的道路上容易“托底”,损伤底盘,同时减少了底部上压力之后,车辆方向盘会变重,不适合一些力气较小的驾驶者。汽车上部和底部气流的形态也是汽车厂商不断验证过后的结果,在自身车型风格与性能之外,也要维护与品牌风格一致的驾驶感觉。
车辆重心的高低也会影响汽车行驶稳定性。重心高度主要影响车辆转弯以及刹车时的表现。如同悬挂设计对行驶稳定性的表述一样,重心高度会影响轮胎在发生侧倾时荷载的转移量。轮胎倾斜时,与地面接触面积变小,产生横向上的离心力,重心越高,这种横向离心力会越大,也就是说重心越高,行驶稳定性越差。
“发飘”和车身重量有关吗?
事实上,“发飘”与车身重量并没有直接联系,车身重量在汽车设计领域是一个很让人头疼的因素,它会带来各种各样的负面影响,比如车辆制动性能减弱、转向能力变大、惯性很大等等。从消费者的角度出发,会认为车辆越重,高速驾驶中风越“吹不动”车辆,因而车辆的高速稳定性会表现更好。实际上,这是错误的一种认识。
同一级别不同品牌的车型在重量上并没有太大差异,比如我们常见的高速稳定性较高的大众高尔夫车型,整车重量为1260kg,侧重低速驾驶的丰田卡罗拉车型,整车重量为1285kg。他们之所以在驾驶感觉上出现不同是因为品牌对自身驾驶感受有所要求的缘故。
以日本、韩国品牌为代表的车型,多专注于城市道路等低速路况的车型研发,所以他们要求转向更加轻盈,油门更加敏感,这是由研发需求决定的。同样,欧美高速公路发达,所以欧美汽车品牌则主要满足当地消费者对车辆高速驾驶的感觉。
在实际行驶的稳定性中,车重不仅没有起到正面作用,反而常起到负面作用。盲目增加车重会导致汽车加速性能减弱,同时需要更强大的制动系统,如果按照原制动系统,汽车会有一种“刹不住”的感觉,这其实也会导致驾驶者产生“汽车发飘”的感觉。
而且,如果车辆自重增加,在转弯时轮胎的离心力只会增大,不会减少。这也就意味着车越重,“发飘”的情况越严重。实际上,重车让人感觉到“安稳”,主要体现在路面颠婆时车内更加平稳,抗侧风能力加强。
高端车高速稳定性比低端车要强的原因也不在于车身重量大,更主要的是高端车升级了其轮胎性能、悬挂设计和空气动力学以及刹车性能等方面。这些成本更高的设计应用在高端车型上显然是为了驾驶者更容易的控制车辆,而不仅仅是车重的原因。