汽车配重50:50为什么能成为了汽车完美操控性能的代名词? 宝马是家用汽车,为什么加速性却可以和跑车一样好?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-21

重量对于一辆车操控的好坏起到相当重要的作用,无论是大小还是分布,所以从古至今,一辆主打运动或者和操控挂上钩的车型出现时,宣传里面多少都会提到前后配重比接近甚至就是50:50(当然,这种情况下,前置后驱的车偏多,因为前驱量产车要做到前后重量平衡基本不太实际),但为什么50:50就一定好呢?

其实做个简单的实验即可清楚了解为何很多人声称50:50前后配重的操控性更好,在一个可转动的圆盘直径两端放置两个配重块,一个为50:50,另一个头轻脚重,只要一转动圆盘,最后停下来时一定是前者纹丝不动,后者头朝圆心,尾巴远离圆心,即后驱车“漂移入弯”的样子。

从以上结果来看,似乎50:50的配重真的更趋于稳定,但如果这是最“完美”的配重比,那么在高精尖的赛车领域,为何没有多少赛车做到或偏向于50:50,反而多数是45:55或40:60呢?

到底重量分布和转向存在什么关系?

这里就要说到偏离角了,只要开过车或者玩过汽车游戏就知道,汽车在高速行驶时,只要轻轻打一点方向盘,实际转弯的角度很小,汽车却已经可以实现变线,速度越高越明显,这正是偏离角在暗中起作用。另外,值得一提的是,不要以为只有负责转向的前轮才有偏离角,后轮同样存在,只要轮胎存在速度,受力变形,就会产生偏离角,这很大程度上决定了转向是不足或过度。

打方向盘时,轮胎上没和地面接触的区域出现变形,而接触地面的区域没有变形,因此产生了偏离角,此外由弹性橡胶构成的轮胎变形后产生了一个试图恢复原状的回转力,正是这个回转力实现转弯

偏离角等于前轮或后轮所受的重量/轮胎侧偏刚度(和胎压,高宽比有关)×速度的平方/g(重力加速度)的R(弯角的半径)次方,当前轮偏离角大于后轮时,汽车出现转向不足,反之即转向过度(如果做到前后轮偏离角相等,即不足和过度均不会发生当然最好)。如果侧偏刚度不变,当汽车匀速转过一个半径不改变的弯角时,前后50:50的配重比确实最为理想。

后驱更容易做到50:50,但生活中多数人却认为后驱比前驱危险,即转向过度比转向不足危险,不少家用车特意调教为转向不足,为了成功转过这个弯角,驾驶员不得不踩下更多的刹车获取更多的抓地力。例如,早期的第一代奥迪 TT其实是一辆操控不错的车,然而在经历一系列事故和诉讼后,奥迪选择了召回并更换了前下控制臂,增加了前轮 Toe-in的角度,结果 TT成为很多“玩车”的人调戏转向不足的笑料。

Toe即束角,作用在于补偿轮胎因外倾角(Camber)及路面阻力所导致向内或向外滚动的趋势,保证车子直线行驶。Toe in过大会造成转向不足,反之 Toe out过大会导致转向过度。但两者需要配合倾角才能发挥出更好的效果,前轮设为正值,后轮为负值,倾向于转向不足,相反就是转向过度

由此可见,工程师作为一群最机智的人,他们不实现前后平衡的做法肯定有一定的道理。首先赛车极少时间内处于匀速的状态,一个弯角的半径也不是一成不变,所以前后50:50根本无法在现实的情况中发挥出最大的效力。而赛车多数时间处于加速和减速的状态,后驱车中重量压向后端的设计让驱动轮拥有更大的抓地力。比如后置后驱的保时捷 911刹车就相当出色,这难道只是因为德国人玩复合陶瓷刹车盘厉害吗?克尔维特和其他品牌难道做不出好刹车吗?其实这和重量分布存在一定关系。

另外赛车可不是安全第一的运动,即使说着比赛第二,任何人都想跑出更快的时间,拿下胜利,因此赛车手宁愿和危险系数高的转向过度搏斗,而不是一直踩刹车获取抓地力,这也是赛车重量分布偏向于后端的原因之一。

此外赛车手最希望每一个轮胎都发挥最大的抓地力来钉住地面,过弯时不要只剩下一两个轮胎在接触地面,而要全部以纯滚动的方式通过,没有打滑,没有转向不足或过度,最好四个车轮平均分掉车身全部的载荷。

而且,在加速和刹车的过程中,车身的重量分布同样会发生变化,牵涉到负载转移和重量转移,这里的负载和重量并非同一个意思,后者指的是真正的重量发生移动,比如过弯时,车内的油液肯定朝一个方向运动,即发生了重量转移,不过没有太大的影响。

重要的是负载转移,这是为了更好地解释某些现象,工程师人为的提出了想象中的“重量转移”,好比现实生活中明明没有光线和磁感线,科学家为了方便研究问题,引入了新的概念和物理量。负载转移决定了四个车轮不可能一直保持相同的载荷,只能尽量减小负载转移,运动过程中前轮负载百分比等于加速度(通常表示为几个g)+重心距离地面的高度/轴距,计算出结果后减去静止状态下标定的50%的负载,即可知道负载转移了多少,通过公式可知降低多少重心或加长多少轴距可以有效减小负载转移。

50:50说来说去,其实过于理想化了,平时说的操控好可能是悬挂的功劳,两者无非都是要解决转向不足和过度的问题,如果自己的车子先天不足,还是可以通过后天的改装实现的,前驱车可以适当降低前悬和升高后悬高度,或者减小前防倾杆和增加后防倾杆的刚度等等;后驱则增加前悬或减小后悬的避震压缩比,同样还有改变倾角和束角的设定。只要车主愿意,一辆前驱车能够调出转向过度的特性,但不要天真的以为改完就能为所欲为,如果以太快的速度过弯,该不足还是会不足,该过度仍然会过度。

说了这么多,到底50:50是不是理想的前后配重比呢?举个例子,丰田86首席工程师 Tetsuya Tada说了,对于86这样一辆主打好玩的紧凑级前置后驱跑车来说,他想要达到的是即使开着一辆后驱车,也要有敏感的转向回馈,而这种需求导致前轴载荷适当大一点,最终86不是50:50,反而53:47更为理想,同时保证了后轮在200匹马力驱动下起步时,不会出现打滑的迹象。

所以,车辙君认为,一切都是妥协的产物,没有完美的事情,而且,重量分布取决于太多因素了,空气动力学,悬挂和轮胎,动力输出甚至这辆车的定位,因此世界上不存在面面俱到的车,只有找准自己想要什么才重要。



因为50比50,这个比例恰好能够满足人们对汽车驾驶的舒适感

因为这是一个黄金比例,让车更好

因为这样的比例让操作更加的舒适

因为这一比例正好能够满足人们对汽车操控的要求

50:50真的是汽车车身配重比的最佳比值吗?~

车身配重比50:50是一般民用车的理想状态,但在有先进技术的加持下可以适当前后调整比例,没有绝对的配重比只有绝对的技术。

车身配重前后比为50:50一般指前置后驱车,发动机纵向布局与变速箱传动轴形成一条直线,和后桥呈90%垂直。其次尾部的结构也会略有变化,从而实现前后重量一致。
这种设计确实是接近完美的比例,因为车辆在急加速的状态下重心后移可以增加后驱动轮的抓地力保证轮胎不打滑动力不浪费,其次前转向轮也没有因为重心的过于靠后而失去抓地力造成转向模糊甚至打滑;过弯的状态下车身重心位于中心位置,前后轮的负载分配均匀保证了抓地力,对于操控性和安全性都有显著提升。
所以50:50的配重比确实是最合理的,不过并不是最适合民用车的类型。
民用车主流车型以A0小型和A级紧凑型车为主,这类车本就空间一般所以并不适合前置后驱,纵向发动机和变速箱需要占据很大的乘员舱空间,加上传动轴和差速器等等配件总重量也会明显增加,这既不符合大空间实用性的要求、也不符合节能减排的号召,所以这类车最理想的类型是横置发动机、变速箱小型化、且没有传动轴的FF前置前驱,虽然这种结构谈不到操控但民用车又会有多少车主追求操控呢。
至于玩具类的性能车也不会以50:50为绝对标准,比如保时捷911车身比例为37:63,重心过于靠后理论上会影响转向,但这台车技术可以做到仅依靠油门的引导就能做到改变车辆的行驶方向。

说到几个豪华品牌,大家总能首先想到其对应的代表车型,比如奔驰有S级,宝马有3系,S级出色的舒适性和豪华感说明了奔驰最适合拿来“坐”,3系完美的操控体验则诠释了宝马好开的本质。那么,同样是用来驾驶的汽车,为什么唯独宝马车总是被人冠以好开的标签呢? 一辆车的好不好开其实具有一定的主观性,有些人觉得打转向时方向盘越轻越好开,而有些人则觉得转向要有点力度、也要有足够的路面反馈,因此,并没有绝对好开的车子,只能是面向特定的群体罢了。当然,对于绝大部分车主来说,车子能够按照自己的意愿“指哪打哪”就已经能够称得上好开了,而这样的车子必定在操控上给人很强的感官冲击,精准的转向、响应灵敏的动力以及扎实的底盘缺一不可。

宝马正是一个注重操控的品牌,开过宝马车的人第一时间都会有一个非常直观的体验就是宝马车方向盘的圈数比很多品牌车型要少,操控感非常直接和精准,路面的反馈也让人很有驾驭感。再有,宝马车的底盘布局总是强调运动性能。在推出的前驱车(2系旅行、X1、1系、)出现之前,这家来自慕尼黑的车厂一直以来都坚持着前置后驱/四驱的布置形式,并且在车身前后轴配重方面都坚持着50:50的完美比例(在所有厂家里面,宝马是最强调车重前后配比的一个),避免了前驱车过弯时的“推头”和紧急制动时的“点头”现象,在操控性能上更加均衡,再加上更容易实现“漂移”的后驱形式,进一步提高了驾驶乐趣

。所以如果你是宝马死忠你还会知道,宝马车在设计上还有一个重要的特点就是:前悬特别短,为了就是减轻前轴的负荷,更好的车身平衡性带来的自然是更好的操控性。此外,宝马首创Carbon Core高强度碳纤维内核车身架构也用到了新一代的7系,除了帮助减重,更重要的是增强车身强度和刚性,获得更好的灵活性。而随着成本的降低,相信未来会被宝马更多的车型所引入。 除了车身设计角度保证有匀称的“身材”外,出色的动力总成也是宝马好开的另一个重要原因。

在BBA中,相比其他两个品牌,同等排量价位下,引擎方面虽然并不是所有账面上都是最强,但是对于日常使用过程中最为重要的最大扭矩的转速范围,在中型车和中大型车上,宝马车型最大扭矩持续的转速范围最大,而且它的最大扭矩爆发时间很早,基本上1200~1500转就可以爆发最大扭矩。


#贝彩韩# 什么样的小车前后比最50% -
(19828457475): 能一直坚持前后50;50配重的,放眼车坛大概比较出名的就是宝马了,几乎全车系50:50,连专为中国生产的“3系Li”加长版依然是这样的配重.

#贝彩韩# 解释一下奥迪全时四驱的优点? -
(19828457475): 全时四驱是汽车前后轴以50:50的比例平均分配动力.奥迪的全时四驱系统里有差速器,简单的说,当你的奥迪在转弯时四轮出力不均时,差速器会把多余的力吸收.在正常情况下动力以50:50的分配比例传递至前后轴.这得益于奥迪的纯机械式...

#贝彩韩# 为什么赛车发动机中置后轮驱动而公共汽车发动机后置后轮驱动 -
(19828457475): 赛车要的是性能,中置能够较好的保持平衡和堪称完美的前后50:50的配重比,后驱能够有较好的操控性和动力传输! 公交车要的是舒适性,后置能够把发动机舱独立出来,把发动机的噪音隔离掉,还有就是为了缩短传动轴长度,降低动力损失,为安全考虑,在追尾事故中保护乘客安全!

#贝彩韩# 宝马是不是为了达到前后轴50:50,不惜在后面放了块铁?
(19828457475): 宝马的配重全是靠车身设计而达到50:50的配重,并不是增加配重.前后50:50是后驱车的最佳配重,使其在操控上更加灵活,并且会保持车轮雨雪天气的抓地力.

#贝彩韩# 为何有坐奔驰开宝马之说 -
(19828457475): 在2000年前,奔驰主要是豪华行政车型为主,内饰,舒适,高品质是他们的首要目标,而同期的BMW靠着相当出色性能的纵置发动机,50:50的配重,以及相当强大的操控性,赢得了第一品牌的名誉 在之后的经济危机后,为了适应各种消费群体,两家公司都做了妥协,所以开宝马坐奔驰也就成为了历史

#贝彩韩# 宝马是家用汽车,为什么加速性却可以和跑车一样好? -
(19828457475): 这来自于宝马过人的发动机和内部的系统.

#贝彩韩# 汽车性能由哪些部件决定? -
(19828457475): 这个问题很宽泛,在不考虑成本的条件下高性能主要由两点构成: 1.速度:降低重量(采用轻质材料:碳纤维,铝合金),提高功率扭矩(加大排量,运用机械增压或涡轮增压),降低风阻(流线型设计). 2.操控:独立感应可调悬架(适应不同驾驶模式及路况),驱动形式(尽量采用四驱,不但可以动态分配前后轮的驱动力,最好还具备左右轮之间的扭矩分配以适应高速过弯),引擎位置(中后置引擎的前后轮配重趋于最理想的50:50,还能省去驱动轴,进一步减重且提高传动效率) 其他还有很多相关因素,就不再此啰嗦了...

#贝彩韩# 前驱车和后驱车,性能怎做比较.哪种优质
(19828457475): 对于车辆来说,重心的分配比尤其重要,车辆的重心一般以50:50为最佳配重比,但是由于车身运动部件的质量大小不一,所以在量产车上都很难做到真正的50:50的配重,但汽车设计师们也能将整车前后的重心控制在理想配重比附近,大概只偏...

#贝彩韩# 后置后驱的汽车应该很好吧?为什么这么少呢? -
(19828457475): 后置后驱的轿车只有保时捷在做,因为发动机的重量可以压着后轮,使后轮有更大的抓地力、前轮有更好的转向性. 公交车和大巴车都是后置后驱的,一是为了减少传动损耗和减小占用空间,不需要从前部通一根传动轴到后轴,缩短了动力传递的距离,增大了车内的空间.二是为了保护乘员,车辆发生碰撞时,由于发动机在后方,不会发生爆炸之类的危险.其实后置后驱客车的最大弊端是散热性能不理想,这也是夏天很多客车在长途行驶时都打开后面的发动机盖的原因.

#贝彩韩# 想买一辆轴重比在50:50的越野车,哪的好 -
(19828457475): 先来给大家科普一下轴重比,又称轴荷分布,指前后轴的重力分配(一般汽车就前后俩轴).前轴和后轴各自承受了多少的重力对于汽车的操控来说相当重要.50:50的前后完美轴荷一直是以操控著称的汽车不惜一切所坚持的.SUV中,卡宴的前后轴重比是52:48,X5是50:50,FX45是52:48.最近发布的法拉利超跑458 Italia前后轴重比为42:58.性价比来说,我觉得硬派越野车超级维特拉就是了~~所以,我推荐超级维特拉!