Re: [問題] FF車前輪該放抓地力好的胎嗎?

[ariete (正圓錐)]

其實我昨天就在打這篇文章了
無奈的是打到差不多的時候網路斷了...
首先
先講一下輪胎力學
畢竟車子的操控和輪胎的受力息息相關
----------以下請各位看一下定義-------------
這部份是我上學期上車輛工程學學到的
是國外的前人辛辛苦苦去假設&實驗驗證出來ꨊ輪胎不是剛體
在接觸時也不是所謂的靜摩擦和動摩擦
但是在一般情況下接近靜摩擦
輪胎尖叫的時候接近動摩擦
所以在討論研究or做實驗的時候都還是測量靜摩擦動摩擦
另一個東西是側滑角
在輪胎轉彎時是受到一個縱向的慣性力和側向的"向心力"(也就是一般說的離心力)
因為合力的關係，車子走的角度和實際上車輪轉的角度不同
將車輪轉的角度減去車子走的角度就是所謂的側滑角(slip angle)
-------------定義完了--------------------
因為輪胎不是剛體
所以當側向力越來越大時
胎壁變型量也越大，而此時側滑角也會越來越大
於是他們的實驗發現
在有效轉向角之內(超過這個角度轉向能力會急速下降)
側滑角和側向力有一個比例關係，而依據作用力與反作用力
當輪胎承受一個側向力時，也會產生一個向心力來維持平衡
於是，過彎時車輛的向心力是由輪胎提供，而當向心力越來越大時
側滑角也越大
也就是說，要提供越大的向心力，側滑量也要越大
這跟大家的認知可能有點不同
想說都在滑了怎麼可能提供更大的側向力
不過要考慮的是輪胎不是剛體而是彈性體
受力會變形，接地的狀況會不同，才會有這樣的特性
所以一開始就說了"輪胎不是剛體"
把側滑角套用到一個有四個輪子的車上
假設前後配重是60:40，驅動形式和懸載形式都不管的話
這大概是一個FF車可能的配重
當在轉彎車子承受一個側向加速度0.5G的話
根據F=ma，因為前面比較重(m比後面大)，
前面要提供一個比後面還要大的向心力，不然就不合作用力與反作用力定律
但是提供的側向力越大，側滑角也越大
在前面的側滑角比後面的側滑角大時
駕駛所感受的就是前面轉的角度比我想的要少
就是所謂的轉向不足...
反之，當前後配重40:60，就會出現前面的側滑角比後面小
駕駛感受到的是轉的比預期的多
就是所謂的轉向過度
懸載形式和底盤調整就是要改變前後輪的側向力提供分配
而重心轉移就是要改變轉向瞬間前後輪的重量分配
所以當車子轉向不足時
煞車...前面變重，不可行
加速，雖然前面變輕，但是所需的總側向力增加
側滑角越大，看起來也是去撞牆
方向盤打越多
一般來說會感受的轉向不足就是因為前面已經超過了有效轉向角
所以這時候的側滑已經無法提供轉向力，所以轉越多死越快
方向盤稍微回正
其實是有效的，因為轉向力和側滑角的圖形是一個二次曲線，有最大值
如果轉到最大值那一點，那是可以再多提供一些轉向力
不過誰有把握轉到這一點??
一般來說輪胎的側滑角在15度時可以產生最大向心力
根據定義，側滑角=輪胎轉向角減去車行方向
而輪胎轉向角和方向盤轉角有一個定齒比關係(大概是1:15左右)
所以在車內想要找到那個最大轉向角無疑是大海撈針
畢竟你不知道現在車子和直行方向呈多少角度(我講的是絕對角度)
也不知道要減多少轉向角才會找到側滑角=15度
不過稍稍鬆開方向盤是可行的
因為所有的物質都有想傾向最省力的情形(像電流水流XD)
在產生最大向心力時其胎壁變型量/向心力是最小值
對輪胎來說是負荷最小的情況(不要跟我說直行的時候更小，那時候沒有向心力XD)
所以稍稍鬆開方向盤是有用的，輪胎會自己去找出路
至少我在GT4用方向盤跑的時候有用過，也成功過
在馬路上，我家的頭又大沒試過(因為傾側大&VSC逼逼逼.....雖然吵不過還蠻有用的)
不過馬路緩衝區小
要試的話還是找賽車場或是GT4來跑
衝出去的損傷會小很多
講了這麼多
不知道看懂的有多少???
那時候上課是花了三小時才搞定這個部份
不過老師是有提供一個他當時的求學小故事
------------以下是老師的求學小故事------------
在他到密西根大學唸研究所時
因為感恩節沒辦法回台灣(也沒有過感恩節的習慣...)
所以他那天去找朋友
晚上在回家的路上
因為路面結冰(他事後才知道，因為當天沒下雪他才敢出門)
他就因為轉向不足撞上路邊一棵樹
他當時問了一個問題:要如何避免撞上數&將失控的車抓回來??
A:煞車
B:左打方向盤(當時是一個左彎)
C:方向盤稍稍回正
D:發射飛彈把樹打掉XD
當時還在聽課沒睡覺的都選D.............包括我XD
不過答案是C
這是他在事發後去問他實驗室的當地同學才知道的
因為在結冰的狀況下超過有效轉向角之後轉向產生的向心是趨近於0
但是在有效轉向角之內能產生的轉向向心加速度其實大概還有0.1G的側向加速度
應付一般轉彎是OK的
後來他有跑去事發地點測試一次
這次沒撞上安全轉過
-------------------故事結束----------------------
我想路面結冰應該比大部分的狀況還糟
不過同樣的那種狀況因為速度慢&美國的路比較大條
反應時間也比較長
不過稍稍反打是有用的
只是不知道在台灣的路上有沒有空間&時間讓我們來反應
所以
還是那句老話
要練車的請上賽車場orPS2的GT4
一般道路請遵守交通規則

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 220.137.86.248
推 MingWu:推，不過還再去測試一次，失敗不就......XD
→ ariete:那時候全班都在佩服老師的實驗精神XD
推 A07:推! 所以路窄的話,反應時間實在是來不及呀!  XD
推 dennis277:這篇文章讓我上了一課
推 WizTonE:推~~這篇可以m起來吧~~~  原理講的很仔細
→ luvwher:簽名檔是在罵人無恥嗎
推 tomfly:還有忘八（王八）......
→ ariete:其實簽名檔是要給國文程度好的人看的XD不是罵人，是要警惕
※ 編輯: ariete          來自: 220.137.86.131       (09/15 20:16)
→ ariete:怕引起大家誤會，把簽名檔殺了...
推 Mariah:(舉手發問)40:60的車才會轉向過度的話，請問FR為何轉向過度
推 soujiro73:車子是否會轉向過度或不足的因素不只有前後比重而已..
→ ariete:我有寫不考慮驅動&懸載形式，這些都會影響，所以簡化
→ ariete:上面寫的只是考慮前後配重對輪子側滑角的影響
推 kai258258:受教了
推 glavines:所以到底教授是回正還是反打??稍稍回正跟反打是天差地遠
→ ariete:只是稍稍回正，反打應該就直接出去了
推 glavines:終於有人同意不能反打的理論了...感動ing
推 bhang:請問是郭老師的課嗎? 敝人對郭教授的專業也是佩服萬分
→ bhang:另外,我認為回正或反打還是要視車身動態來決定..