汽车「飘」不「飘」跟哪些因素有关？

pgl147258 2014-12-02

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【良羽化的回答(121票)】:

虽然明天要早起上班，但还是想先更新一点。

好像普遍有种说法，就是“车越重就越稳”。首先这绝对是错的，但形成这样的观点也情有可原。

汉语中“厚重”、“稳重”这些词，让人潜意识中就觉得越重越稳。生活中重的东西要花很大力气才能推动、搬动。坐在比较重的豪华车里感觉很稳，因为感觉不到路面的颠簸。以上事实好像都在说“车重就稳，车轻就飘”，因此不明真相的群众就产生了错误的印象。

先说什么是飘。飘是指车子不受控制，转弯时向外飘，刹车时刹不住，而坐在车里颠不颠则不是飘的判断因素。而具体到点，则是以下几点（汽车动力学涉及面太广，难免有遗漏，欢迎补充讨论）：

1. 轮胎性能

2. 悬挂设计

3. 空气动力学性能

4. 重心高度 （刚才忘了，@Taylor James 提醒）

5. 刹车性能

1. 轮胎是车唯一与地面接触的部件，一切的运动都要经过轮胎传递，所以轮胎和各种性能都有那么点关系，当然也包括“飘”。汽车是由地面给轮胎的摩擦反力驱动的，而这一力的极限由轮胎性能决定。学过基础物理的知道，摩擦力=摩擦系数*正压力。这里的摩擦系数由路面和轮胎性能共同决定。决定轮胎性能的主要因素是胎面宽度和橡胶配方，同时胎压、轮胎宽厚比、帘布编织方法、花纹也有一定影响。胎面越宽橡胶越软，轮胎抓地力就越好。对于大家来说，就是买越贵越宽的轮胎就行了。

2. 悬挂设计是对汽车稳定性影响最大的因素，主要是指转向几何的设计和轮胎跳动的控制。由于转弯时内外侧轮的转弯半径不同，所以汽车的转向系统中有一个“转向梯形Ackermann steering geometry”，通过这个梯形，可以让外侧轮转过更多一点的角度，使内外车轮的转向中心接近重合（如下图）。但目前的转向机都无法保证在所有角度下内外轮转向中心都重合，并且转向时车身会在侧向加速度下侧倾，侧倾会导致转向梯形发生变化，所以现实中几乎无法设计出完美的转向结构，只能尽量优化减小前轮的侧滑。

转向侧倾时，轮胎外倾角也会发生变化。轮胎外倾角会产生一个额外的力（如下图），这个力会使车的转向特性发生改变。一般内外侧轮的外倾角变化是不相等的，因此会使转向更加倾向于转向侧倾时，轮胎外倾角也会发生变化。轮胎外倾角会产生一个额外的力（如下图），这个力会使车的转向特性发生改变。一般内外侧轮的外倾角变化是不相等的，因此会使转向更加倾向于转向过度或转向不足，并且如果外倾角变化过大抓地力可能严重下降。车的转向特性发生突变或者产生较大的转向不足、转向过度，则会让人觉得“飘”。一般来说，乘用车受制于成本，底盘设计上很难做到出彩，只能算够用。如果想买相对出彩的车，就搜“小钢炮”这个关键词吧。

3. 空气动力学设计在赛车领域是治“飘”的最重要的方法，但乘用车领域仅用它减小阻力。通过外形的空气动力学设计产生的下压力Downforce，能极大的提高轮胎上的正压力，因此摩擦力的极限被大大提高。但产生下压力的同时总是会附带产生阻力，所以乘用车几乎不会向这方面设计，就不细说了。要说稳，劳斯莱斯也没有最入门的赛车稳。F1的6g侧向加速度是什么概念呢，就是在同一个弯道你开着普通乘用车已经打滑出去，而F1可以用你2～3倍的速度稳稳开过去。

4. 重心高度的大小影响转弯与刹车时四个轮胎上载荷的转移量。过弯时载荷向外侧车轮转移，由于随着轮胎正压力的增大，轮胎摩擦系数会减小，因此内外侧总的侧向力会减小，载荷转移量越大这种情况就越严重。这里可能有点难理解，我稍详细的说下。

轮胎摩擦系数随正压力的增大减小，如下图。

所以，轮胎提供的侧向力虽然随正压力增大，但并不是线性增大，如下图。所以，轮胎提供的侧向力虽然随正压力增大，但并不是线性增大，如下图。

所以当发生载荷转移时，虽然内外侧轮胎的总正压力是不变的，但能提供的总侧向力却由2*PA减小到了P1A1+P2A2=2*BA，如下图。所以当发生载荷转移时，虽然内外侧轮胎的总正压力是不变的，但能提供的总侧向力却由2*PA减小到了P1A1+P2A2=2*BA，如下图。

所以，所以，载荷转移量越大，侧向力损失越大。而重心高度越高，载荷转移量越大，这个应该比较好理解吧，就不上图了。。

5. 刹车性能和之前几点关联较小，一般也不容易出问题。刹车热衰减和前后刹车力分配是最大的两个因素。制动器制动时产生大量热量，如果超出工作温度也刹车力会明显减弱，更换更好的碟刹套件就能提高热衰减的问题，但继续往后看。

前后制动力分配会影响前后轮谁先抱死，在制动时重量会向前轮转移，车上载人载货时前后轮上的正压力也不同，因此也是很难保证在任何工况下都能理想的制动。通过ABS、EBS的辅助，这个影响会小很多，但是在更换刹车套件时一定要注意前后传力比比例要和原厂一致，否则死得很快。

最后再说下重量的问题。首先车越重过弯的性能肯定是越差的，在第四点的几张图中可以看到，假设车重增加10%，那么侧向力增加一定小于10%，因此最大侧向加速度是随着车重增加而减小的。

重的车让人感觉稳，这主要体现在路面颠簸时车内相比其他车要平稳，重量大是原因之一。虽然在前面我专门提到不考虑路面颠簸之类，但也总有重的车是实实在在的稳。换个角度看，一般什么样的车重什么样的车轻？在乘用车领域大体看来，高端车重，低端车轻。高端车在轮胎性能、悬挂设计、空气动力学性能、刹车性能这些方面，我相信都比低端车强，所以高端车的稳，也不能简简单单的归功于重量。你非要拿帕萨特和桑塔纳来比稳，那也是有点耍流氓。

文笔尽量简洁易懂，部分专业词汇链接了中文或英文的维基百科，讲这些词太费劲，手机党对不住了，有空再写点基础的。

【BrandonLu的回答(13票)】:

我自己开车时对车子发飘的感觉主要是高速时转向变得很轻，轻轻一打方向车子就偏出去，此外还有几次是在高速或者大桥上受到侧风的影响，感觉车子一下就有偏离车道的趋势。

因此我对车子发飘的主要感觉就是车辆高速行驶时对扰动的响应太敏感

那么问题就来了～为啥捏？（下面进入抄书时间，全部答案来自《车辆动力学基础》第6章稳态转向）

-----------------------------------我是不喜欢看公式就跳过去的分割线 --------------------------------------------

车辆转向是由于轮胎受到侧向力的原因。

对于以车速为V向前行驶的车辆，作用于轮胎所有侧向力的和等于质量乘以向心加速度，即

其中

、

分别是作用在前轴和后轴的侧向力，M是车辆质量，R是转向半径，V是车速。

同样，对于车辆重心的力矩也应该平衡，即

将这两个方程放在一起，再考虑前后轴荷

、

，前后轮侧倾刚度

、

则可以得到轴距L的车辆前轮转向角

上面的方程式常常简写为

K被称为不足转向梯度，

是侧向加速度。

这个方程式对车辆转向响应特性很重要，描述了车辆转向角是如何随转向半径R或侧向加速度变化的。而

这一项确定了所需要的转向输入的大小和方向。他包含两项，每一项都是响应轴荷（前或后）与车轴上轮胎侧偏刚度的比值。被称为不足转向梯度。

K有三种取值的可能性：

1）中性转向：

在等半径下转向，也就是找块空地画圆圈啦，当车速变化时转向角不要求改变。简单的说，就是不管开多快，打转向时的响应都没啥变化，指哪转哪，也就是所谓的“线性转向”。PS：由于同一辆车轮胎的侧倾刚度基本上不会有啥大的变化，因此很多车辆会大力宣传50/50的轴荷比。

2）不足转向：

在等半径下转向，转向角须随车速提高。在不足转向的情况下，因质心处侧向加速度而产生的前轮侧向滑动的程度要大于后轮。为了维持转向半径不变，须使前轮的侧向力达到一定的值，前轮需要转更大的转角。开起来的感觉就是速度高了后，转弯时有点拉不过来，好像要冲出去一样。现在一般车子都会有些不足转向的趋势，以保证高速行驶时打方向盘的响应不那么敏感。

3）过度转向：

在等半径下转向，转向角必须随车速增加而减小。开起来就是甩尾的感觉了。

由此，我们看到，转向特性取决于前后轴荷与侧偏刚度的比值（由此，我们看到，转向特性取决于前后轴荷与侧偏刚度的比值（

和

），这个也被称为“侧偏柔度”。这个名称也表明了一个事实，即该比值反映了某一车轴在单位侧向力作用下的侧偏角。因此，转向时的侧向力实际是作用在质心的达朗贝尔惯性力。他在前后轴荷上的分布与重量的分布成正比。

------------------------------------ 我是跳过公式就跳过去的分割线 --------------------------------------------

贴了这么多公式终于可以说说飘不飘了，我都快忘了我回答的是啥问题了。

虽然不足转向梯度是针对车辆转向情况下推导出来的，但它同样可以用来反映直线行驶时车辆对扰动的响应。

当前轴柔度大于后轴时（不足转向），侧向扰动使前轴产生较大的侧偏，因此车辆沿扰动方向转向。当前轴柔度小于后轴时（过度转向），那么车辆的后部将向外滑动，这样车辆就向扰动内侧方向转动。。质心的侧向加速度则进一步加剧了扰动的作用，增加了转向响应，并突然产生不稳定。驾驶者就会有一种突然飘向一侧的感觉。

虽然轮胎的侧偏刚度是推导不足转向和过多转向方程的基础，但是在车辆设计中有许多因素会影响因侧向加速度存在所产生的侧偏力。任何影响车轮产生侧偏力的设计因素都会直接影响方向响应。悬架和转向系统是产生这些影响的主要来源。因此良好的悬架系统也是很重要的。

至于车子重不重，那真的不重要，重要的是重量怎么分配，高大上的50对50轴荷配比才是王道啊。

PS： @Faith Gordon提到了操舵力的问题，确实，汽车转向时，要克服转向轮相对于主销轴线的滚动阻力矩，轮胎与地面接触部分的滑动摩擦力矩，转向轮的自动回正力矩。其中转向轮与地面间的滑动摩擦阻力矩与车速有关，当车辆静止原地转向时最大，当车辆行驶时要比原地转向小许多倍，且车速越高，其值越小。所以随着车速上升，操舵力会下降，损失路感，也会有发飘的感觉。

【韩小荣的回答(2票)】:

讨论点都在车重上呢。╮(╯▽╰)╭

既然是因素，不妨换个角度？

首先先把所谓飘不飘理解为驾驶员的主观感受，毕竟专业讨论的话是不可能出现飘不飘这种说法的。

有了这个前提，我们来看驾驶员主观感受咋来。

一是身体，以震动和侧向车辆侧倾为主。

二是手，以方向盘轻重和反馈为主。

三是耳朵，以车厢噪音为主。

视力我看可以基本排除，影响甚小。

再分析，以下内容可以作为问题答案。

车身震动主要和悬挂调教和本身结构有关，材料也有关系，另外和轮胎规格也有关；侧倾基本同上。

高速方向太轻是会有漂浮感的，反馈上以方向抢手太凶为飘感。