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?
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发布时间：2022-05-14 04:06
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时间：2024-02-23 18:28
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。
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时间：2024-02-23 18:29
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时间：2024-02-23 18:30
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