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汽车也要“脑筋急转弯”_腾讯分分彩万能

发布日期:2019-01-30 00:27来源:未知

  【导语】你会让汽车转弯么?这看似很简单,也许你认为只要坐在车里轻轻转动方向盘,车子就可以随意转弯。其实不然,当你转动方向盘时,内外侧的车轮们正在以不同的速度奔跑

  让原本平直行驶的车辆转弯,看上去简单,其实是一个很复杂的科学问题:车辆在转弯时行驶轨迹是圆弧形的,因此在相同的时间里,外侧轮子走过的弧线比内侧轮子要长一些,这就像在田径场上赛跑,如果想从外道赶超前面的选手会很困难,因为跑的路径相对会长一些。其实,人们刚刚发明汽车的时候,并没有在意外侧车轮多走的这点“冤枉路”,但后期渐渐发现,汽车每天转弯时所走的“冤枉路”让汽车的“跑鞋”轮胎磨损严重,更换率居高不下。以一辆左右轮距1500mm的汽车为例,如果开着它去参加纳斯卡房车大赛,在著名的达灵顿椭圆形赛道上开上200圈,外侧车轮就要比内侧车轮多跑1885米[1]!而汽车一生要行驶十几万甚至几十万公里,两侧的轮子行驶距离不一样,却还要以一样的速度转动,每次转弯的时候,内侧车轮的轮胎都在无端“蹭地”损耗,内侧的“跑鞋”费得太快,厂商和车主纷纷表示已经“忍无可忍”。

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  为了解决这个拐弯的大问题,100多年前,法国雷诺汽车的创始人路易斯雷诺设计出了开放式差速器[2]。雷诺的差速器是一个很巧妙的装置:车子的内外侧车轮不再固定在一根轴上,而是分别固定在左右两根轴上,中间由一组可以自由转动的齿轮(行星齿轮)咬合连接起来。当汽车在直线行驶,或者两侧车轴的扭力(可以理解为车轮受到阻力、摩擦力)相同时,中间的行星齿轮不会转动,使两侧轮子的转速保持一致;当汽车转弯行驶,或者两侧车轴的扭力不一样时,中间的行星齿轮就会转动,自动增减两侧转轴的速度,从而实现两侧轮子根据各自的实际需要,调整转速,减少不必要的“蹭地”损耗。

  差速器中的行星齿轮,就像一个“调度员”,在转弯时让内侧车轮少跑点儿路,而让外侧车轮多跑点儿路,顺畅地带动车轮跑过弯道,谁也不会因为无端蹭地而费“鞋”了!

  有了差速器,两侧车轮因行驶距离不一样造成的“蹭地”损耗问题解决了,但是却出现了新问题:拈轻怕重+出工不出力!差速器解决了车轮在受到不同阻力时,转速的自动调节,避免不必要的车轮损耗,即哪一侧的车轮阻力(摩擦力)大,哪个车轮就转得慢甚至干脆不转,相反,哪一侧的阻力(摩擦力)小,哪个车轮就转得快。如果你不信,可以做一个试验:把你的汽车(限两轮驱动的)用千斤顶将一侧顶起来,驱动轮离地,给车挂上1档,你会发现只有一个轮子在转,另一侧根本不转,车子也不会跑起来。难道你买的车是“一轮驱动”?这就是开放式差速器中“调度员”行星齿轮搞的鬼,由于一侧车轮悬空完全没有摩擦力,开放的行星齿轮把动力全部输出给了它,另一侧因为有阻力,则纹丝不动。然而,在某些特定情况下,差速器的自动调节反而给驾驶员造成了麻烦。例如,当汽车的一侧车轮陷在泥潭或坑里,在差速器的作用下,陷在泥里的轮子因为受到的阻力大,从而处于慢转或不转的状态,而在外侧的轮子则因受到阻力小,反而处于高速的空转状态。如果你开车越野时遇到这种场面,那真的是一场噩梦。因此,越野四驱车上一般都使用具有限滑装置的差速器或差速器锁,来限制两侧车轮的自由“差速”。

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  其实,除了上面这种极端场面,即使在平坦路面拐弯时,开放式差速器也会让车轮有难言之隐弯道上高速行驶的汽车由于离心力原因,重心会向外侧倾斜(坐在车里的你也甩到外侧了吧!),使外侧车轮受到巨大压力,摩擦力增大,而内侧车轮压力变小,甚至微微离地,从而造成内侧车轮打滑空转,而外侧车轮因失掉动力“转向不足”,让车子需要更大的半径才能转过弯道,其结果会是汽车被甩出弯道,撞在外侧的护栏上,成为安全行驶的巨大隐患!

  对于没有赛车手般驾驶技巧的普通人来说,谁来解救弯道上那“撒欢”的内侧车轮呢?有没有一种“神器”,能让车子在转弯时,既能降低内侧车轮速度,又能保证外侧车轮具有恒定的动力输出呢?

  这种“神器”已经出现了。在电子技术发达的今天,工程师们研发了电子限滑差速系统,其利用刹车的原理来帮助汽车实现扭力分配和限滑差速的目的。比如长安福特新福克斯装备的TVC系统(Torque Vectoring Control System弯道扭力智能分配系统)[3]就是采用这种原理:当车辆进入弯道时,传感器会以每秒100次的频率检测内侧车轮的转速和扭力,准确侦测到内侧前轮开始打滑的时间,并对车轮施加极细微的制动力,通过阻止车轮滚动,把发动机扭力转移到抓地力更强的外侧前轮,来保持整车的牵引力和转向控制。这样一来,内侧的前轮再也不用担心背上“转弯破坏者”的恶名了。TVC系统可以有效降低车辆的转向不足,提高转弯时的安全性,再配合上良好的悬挂系统和底盘调校,给驾驶者带来了更好、更安全的驾驶体验。

  (TVC视频:player.php/sid/XNDQ4Mzk4MDky/v.swf)TVC这样的电子限滑差速系统,是在汽车电子技术和传感器得到飞速发展的基础上才得以实现的,雷诺老人家肯定想象不到,如今的汽车“大脑”和“感官”如此发达,竟然能够主动控制转向时车轮的扭力和转速,简直是“脑筋“在控制”急转弯“啊!

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  [1]参考《体育经济-纳斯卡之道》[美]罗伯特G哈格斯特龙,P5,达林顿赛道第一、第二弯半径525英尺,第三第四弯半径600英尺;

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