當(dāng)誘導(dǎo)阻力等于費(fèi)阻力時(shí)_誘導(dǎo)阻力的大小與什么無(wú)關(guān)

　　大家在一起談?wù)撈?chē)時(shí)當(dāng)誘導(dǎo)阻力等于費(fèi)阻力時(shí)，經(jīng)常會(huì)說(shuō)某些車(chē)型的高速穩(wěn)定性好，某些車(chē)型的高速穩(wěn)定性差。并且很多人都認(rèn)為，汽車(chē)的高速穩(wěn)定性好的原因是汽車(chē)車(chē)身很重。還有一些人認(rèn)為SUV車(chē)型又大又重，所以高速穩(wěn)定性一定很好。那么事實(shí)究竟是什么呢？究竟是什么因素使汽車(chē)高速穩(wěn)定性好呢？今天我們就來(lái)討論一下這個(gè)問(wèn)題。

　　首先來(lái)說(shuō)說(shuō)什么是汽車(chē)的高速穩(wěn)定性。

　　汽車(chē)在高速行駛的時(shí)候方向沉穩(wěn)，整車(chē)震動(dòng)小，行駛，超車(chē)，變道、剎車(chē)的時(shí)候車(chē)身平穩(wěn)，可控能力強(qiáng)，這種現(xiàn)象我們就說(shuō)這臺(tái)車(chē)的高速穩(wěn)定性好。反之，如果一臺(tái)車(chē)達(dá)到一定速度后，車(chē)身和方向盤(pán)抖動(dòng)，噪音開(kāi)始增大，車(chē)輛比較難控制，方向盤(pán)發(fā)輕，輪胎抓地能力變差，汽車(chē)對(duì)于外界的擾動(dòng)反應(yīng)過(guò)于敏感，我們就說(shuō)這臺(tái)車(chē)高速發(fā)飄，穩(wěn)定性不好。

　　一般涉及到這個(gè)問(wèn)題，大家都會(huì)拿歐美系車(chē)和日韓系車(chē)作對(duì)比。大家公認(rèn)的是當(dāng)誘導(dǎo)阻力等于費(fèi)阻力時(shí)：歐美系車(chē)在高速的時(shí)候更穩(wěn)重，即使是一款小型車(chē)跑到190公里／小時(shí)以上仍然能給人穩(wěn)定的感覺(jué)當(dāng)誘導(dǎo)阻力等于費(fèi)阻力時(shí)；而日韓系車(chē)即使是中型車(chē)，在車(chē)速超過(guò)180公里／小時(shí)以后會(huì)覺(jué)得明顯發(fā)飄，給人底氣不足的印象。

　　很多車(chē)友將這一差別的根源歸結(jié)為車(chē)重當(dāng)誘導(dǎo)阻力等于費(fèi)阻力時(shí)：在多數(shù)人看來(lái)，歐美系車(chē)一般用料更足，鋼板更厚實(shí)，車(chē)本身很重，所以在高速行駛的時(shí)候壓得住，風(fēng)“吹不動(dòng)”車(chē)輛，從而車(chē)輛的高速穩(wěn)定性會(huì)表現(xiàn)更好；而日系車(chē)則相反，鋼板薄，車(chē)身輕，被風(fēng)一吹就跑了，高速穩(wěn)定性自然就不好。那么事實(shí)是這樣嗎？

我們來(lái)對(duì)比一些常見(jiàn)車(chē)型的車(chē)重：

日系車(chē)型

整備質(zhì)量

歐系車(chē)型

整備質(zhì)量

本田CR-V

1556公斤

大眾途觀

1520公斤

本田雅閣

1512公斤

帕薩特領(lǐng)馭

1495公斤

豐田雅士力

1105公斤

標(biāo)致206

1070公斤

豐田卡羅拉

1285公斤

大眾高爾夫：

1260公斤

　　大家可以看到，同級(jí)別的日系車(chē)和歐美系車(chē)相比，重量不但不低，相反還會(huì)高一些，這又如何解釋呢？事實(shí)上，“發(fā)飄”與車(chē)身重量并沒(méi)有直接聯(lián)系。說(shuō)一個(gè)很極端的例子，一臺(tái)大貨車(chē)和一臺(tái)小轎車(chē)哪個(gè)高速穩(wěn)定性更好？即使大貨車(chē)的車(chē)重是小轎車(chē)的十幾倍，我們?nèi)匀粫?huì)說(shuō)小轎車(chē)的高速穩(wěn)定性更好。那么影響汽車(chē)高速穩(wěn)定性的究竟是什么呢？其實(shí)最主要的原因有兩個(gè)，一是汽車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)，二是車(chē)輪的陀螺效應(yīng)。

　　先說(shuō)說(shuō)汽車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)汽車(chē)高速穩(wěn)定性的影響。

　　汽車(chē)在高速行駛時(shí)，受到的主要阻力就是空氣阻力。當(dāng)車(chē)輛在80km/h的速度行駛，就要有60%的動(dòng)力輸出用來(lái)克服風(fēng)阻，而且隨著車(chē)速的增加，這個(gè)比例還會(huì)直線(xiàn)上升，當(dāng)車(chē)輛速度超過(guò)200km／h，就要有超過(guò)85%的動(dòng)力輸出是用于克服空氣阻力，空氣阻力大致可以分為兩種，分別是摩擦阻力和壓力助力。其中的壓力阻力又可以分為形狀阻力、干擾阻力、誘導(dǎo)阻力和內(nèi)循環(huán)阻力。而誘導(dǎo)阻力就是使汽車(chē)上升的力。

　　汽車(chē)行駛時(shí)會(huì)將空氣分為兩部分，一部分向上從車(chē)頂走過(guò)，一部分從車(chē)底走過(guò)。由于從車(chē)頂走過(guò)的空氣流速大于從車(chē)底走過(guò)的空氣流速，根據(jù)流體力學(xué)的原理，流速越大壓力越小，所以汽車(chē)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的升力。這個(gè)升力會(huì)使汽車(chē)附著力下降，操控性變差，如果這個(gè)升力大到一定程度，汽車(chē)就會(huì)“發(fā)飄”。要想讓這個(gè)升力變小，辦法就是增大車(chē)低空氣的流速同時(shí)減小車(chē)頂部分的流速。常見(jiàn)的做法是在汽車(chē)底部安裝護(hù)板，讓汽車(chē)的底部變得非常平坦；同時(shí)在車(chē)尾部設(shè)計(jì)空氣擴(kuò)散器，讓空氣更快的流過(guò)車(chē)底。另外就是在汽車(chē)上部安裝擾流板，這樣就會(huì)讓空氣在流經(jīng)汽車(chē)車(chē)身時(shí)對(duì)汽車(chē)施加一個(gè)向下的壓力，這個(gè)壓力越大車(chē)輛行駛越“穩(wěn)”，車(chē)輛高速穩(wěn)定性越好。但是過(guò)大的下壓力會(huì)造成汽車(chē)輪胎負(fù)荷過(guò)大，摩擦阻力增加，進(jìn)而增加油耗。

　　空氣動(dòng)力學(xué)是解決汽車(chē)“發(fā)飄”最有效直接的方法，一些跑車(chē)，還有F1賽車(chē)，這些車(chē)型的高速穩(wěn)定性都非常好，它們的車(chē)身設(shè)計(jì)也都比較奇怪，有一些空氣流通的孔洞和擾流板，主要的目的就是利用空氣的壓力，增加汽車(chē)高速行駛時(shí)的附著力，把汽車(chē)?yán)蔚摹鞍础痹诘孛嫔稀?/p>

　　影響汽車(chē)高速穩(wěn)定性的另一個(gè)重要因素就是車(chē)輪的陀螺效應(yīng)。很多人對(duì)這個(gè)概念很陌生，事實(shí)上，很多民用車(chē)的高速穩(wěn)定性主要就是由它決定的。

　　那么什么是陀螺效應(yīng)呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，陀螺效應(yīng)就是旋轉(zhuǎn)的物體有保持其旋轉(zhuǎn)方向(旋轉(zhuǎn)軸的方向)的慣性。當(dāng)一個(gè)圓形物體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，它就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)極強(qiáng)的穩(wěn)定性，就像一個(gè)在冰上高速旋轉(zhuǎn)的陀螺輕易不會(huì)停止和傾倒一樣。大家都知道中國(guó)的航天事業(yè)很發(fā)達(dá)，發(fā)射火箭的成功率很高。在火箭中，有一個(gè)很重要的設(shè)備就是陀螺儀，它是火箭導(dǎo)航和控制姿態(tài)最主要的裝置，它的原理就是利用高速旋轉(zhuǎn)物體產(chǎn)生的穩(wěn)定性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　那么汽車(chē)在高速行駛時(shí)哪個(gè)部位能產(chǎn)生陀螺效應(yīng)呢？是車(chē)輪，四個(gè)車(chē)輪。當(dāng)車(chē)輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，四個(gè)車(chē)輪就相當(dāng)于四個(gè)巨大的陀螺，把汽車(chē)的車(chē)身給穩(wěn)定下來(lái)。那么什么情況下陀螺的穩(wěn)定效應(yīng)更強(qiáng)呢？那就是陀螺在直徑更大或更重的時(shí)候。所以，如果汽車(chē)使用更大的輪圈，更大的輪胎，更重的車(chē)輪 ，都會(huì)產(chǎn)生更大的陀螺效應(yīng)，如果同時(shí)再配合較輕的車(chē)身，汽車(chē)的高速穩(wěn)定性就會(huì)更好。

　　大家看F1賽車(chē)，都會(huì)感覺(jué)它們的車(chē)輪與車(chē)身的比例極不相稱(chēng)。車(chē)輪太大了。它們之所以使用這么大的車(chē)輪，最重要的原因就是利用車(chē)輪的陀螺效應(yīng)來(lái)穩(wěn)定車(chē)身。所以，F(xiàn)1賽車(chē)的車(chē)重不到600kg，卻能在時(shí)速超過(guò)300km時(shí)穩(wěn)穩(wěn)抓住地面，是空氣動(dòng)力學(xué)和車(chē)輪陀螺效應(yīng)共同作用的結(jié)果。

　　一些跑車(chē)也使用了很大的車(chē)輪，目的仍然是穩(wěn)定車(chē)身。它們的車(chē)身普遍較輕，再加上巨大的車(chē)輪，可以在時(shí)速超過(guò)200公里/小時(shí)仍然具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性。還有一些大型SUV，比如陸地巡洋艦、普拉多、途樂(lè)等，這些車(chē)的車(chē)身都很重，但無(wú)一例外都配置了巨大的車(chē)輪，所以這些車(chē)的高速穩(wěn)定性也很好。但是與同級(jí)別的轎車(chē)相比還是有差距。

　　反觀一些城市SUV，它們安裝了巨大的車(chē)身，但是車(chē)輪卻不大。這種車(chē)在高速行駛時(shí)，車(chē)身會(huì)遭遇很大的空氣阻力，同時(shí)也會(huì)受側(cè)向風(fēng)和誘導(dǎo)阻力的影響，所以車(chē)身會(huì)很不穩(wěn)定。如果車(chē)輪不能產(chǎn)生比較大的陀螺效應(yīng)來(lái)穩(wěn)定它，那么它的高速穩(wěn)定性就會(huì)很差。還有一些轎車(chē)，配置了非常小的輪圈，這種車(chē)的高速穩(wěn)定性一定不會(huì)好。

　　汽車(chē)的高速穩(wěn)定性是汽車(chē)的重要性能。在一般人的印象中，汽車(chē)越重高速就越穩(wěn)定，其實(shí)并不是這樣。車(chē)重只是會(huì)讓汽車(chē)在顛簸路面上振動(dòng)小一些，同時(shí)抗側(cè)風(fēng)的能力強(qiáng)一些。真正決定汽車(chē)高速穩(wěn)定性的是汽車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)和車(chē)輪的陀螺效應(yīng)。至于說(shuō)SUV的高速穩(wěn)定性與轎車(chē)相比好不好，你還是親自去試一下就知道了。不過(guò)事先我要提個(gè)醒：千萬(wàn)注意安全，不要用開(kāi)轎車(chē)的方式去開(kāi)SUV，否則 非常危險(xiǎn)！