日系車與德系車的汽車懸掛及底盤技術主要差別在哪裡?

本人不懂汽車技術,平時開過的車不多,但感覺日系和德系的轎車,完全就是兩種口味。

以前認為是日系的電子助力轉向讓我覺得這車很輕,開著不費力,緊湊型車高速過了100就覺得飄;而德系車,同樣是電子助力轉向,就相對會比較沉穩,紮實。一段時間後,又被網上的「車重論」帶入誤區,認為肯定是日系車皮薄,重量輕,才飄,而德系則皮厚沉實,但後來發現車重相差不多的德日兩車,也是這種體驗。

最後來了知乎,看見有人說是底盤懸掛技術的差別,還有調教的差別,就產生了這個疑問了,到底差別在哪裡?是怎麼讓人有以上感覺的?

聲明:本人非日系黑,德系黑,或日吹德吹,只想請各路大俠指教、解疑。

在此先謝為過!!


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作者:梁士達

鏈接:汽車「飄」不「飄」跟哪些因素有關? - 梁士達的回答

來源:知乎

有些點說的太簡單,還有些評論中提到漏掉的點,再稍微更新一下。

好像普遍有種說法,就是「車越重就越穩」。首先這絕對是錯的,但形成這樣的觀點也情有可原。

漢語中「厚重」、「穩重」這些詞,讓人潛意識中就覺得越重越穩。生活中重的東西要花很大力氣才能推動、搬動。坐在比較重的豪華車裡感覺很穩,因為感覺不到路面的顛簸。以上事實好像都在說「車重就穩,車輕就飄」,因此不明真相的群眾就產生了錯誤的印象。

先說什麼是「飄」。有時在跑高速時讓人覺得車飄,這往往是因為達到某一速度車身和方向盤突然開始抖動,雜訊突然變大;有時因為路面不平,人在車裡非常顛;有時因為突然一陣側風,感覺吹得車不能走直線。以上前兩點其實都是人的主觀感受,由震動、雜訊等問題讓人產生一種不安全的心理,但實際上並不意味著車「不穩」,第三點則確實與汽車的行駛穩定性有關。

排除人的主觀感受後,飄應該指的是車子不受控制,轉彎時向外飄,剎車時剎不住,以及容易被風吹跑偏。而具體到點,則是以下幾點(汽車動力學涉及面太廣,難免有遺漏,歡迎補充討論):

1. 輪胎性能

2. 懸掛設計

3. 空氣動力學性能

4. 重心高度 (剛才忘了,@Taylor James 提醒)

5. 剎車性能

1. 輪胎是車唯一與地面接觸的部件,一切的運動都要經過輪胎傳遞,所以輪胎和各種性能都有那麼點關係,當然也包括「飄」。汽車是由地面給輪胎的摩擦反力驅動的,而這一力的極限由輪胎性能決定。學過基礎物理的知道,摩擦力=摩擦係數*正壓力。這裡的摩擦係數由路面和輪胎性能共同決定,正壓力就是每個輪胎上的載荷。決定輪胎性能的主要因素是胎面寬度和橡膠配方,同時胎壓、輪胎寬厚比、帘布編織方法、花紋也有一定影響。胎面越寬橡膠越軟,輪胎抓地力就越好。對於大家來說,就是買越貴越寬的輪胎就行了。

2. 懸掛設計是對汽車穩定性影響最大的因素,主要是指轉向幾何的設計和輪胎跳動的控制。由於轉彎時內外側輪的轉彎半徑不同,所以汽車的轉向系統中有一個「轉向梯形Ackermann steering geometry」,通過這個梯形,可以讓外側輪轉過更多一點的角度,使內外車輪的轉向中心接近重合(如下圖)。但目前的轉向機都無法保證在所有角度下內外輪轉向中心都重合,並且轉向時車身會在側向加速度下側傾,側傾會導致轉向梯形發生變化,所以現實中幾乎無法設計出完美的轉向結構,只能盡量優化減小前輪的側滑。

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轉向側傾時,輪胎外傾角也會發生變化。輪胎外傾角會產生一個額外的力(如下圖),這個力會使車的轉向特性發生改變。一般內外側輪的外傾角變化是不相等的,因此會使轉向更加傾向於轉向過度或轉向不足,並且如果外傾角變化過大抓地力可能嚴重下降。車的轉向特性發生突變或者產生較大的轉向不足、轉向過度,則會讓人覺得「飄」。一般來說,乘用車受制於成本,底盤設計上很難做到出彩,只能算夠用。如果想買相對出彩的車,就搜「小鋼炮」這個關鍵詞吧。

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3. 空氣動力學設計在賽車領域是治「飄」的最重要的方法,但乘用車領域僅用它減小阻力。通過外形的空氣動力學設計產生的下壓力Downforce,能極大的提高輪胎上的正壓力,因此摩擦力的極限被大大提高。但產生下壓力的同時總是會附帶產生阻力,所以乘用車幾乎不會向這方面設計,就不細說了。要說穩,勞斯萊斯也沒有最入門的賽車穩。F1的6g側向加速度是什麼概念呢,就是在同一個彎道你開著普通乘用車已經打滑出去,而F1可以用你2~3倍的速度穩穩開過去。

側風穩定性方面,有人會覺得車越重越吹不動,這有一定的道理,但這只是次要方面。我們在分析問題時經常會做一些簡化,比如簡化出「質心」,可以看做所有的重量都集中在這個點上,在這裡我們簡化出一個「風壓中心Aerodynamic center」 ,風壓中心由汽車外形和風向共同決定,可以看做所有由「風產生的力」都施加在這個點上。好了我們現在有了兩個點,假設這兩個點不重合,那麼風力相對重心就產生了一個力矩。如果是迎面吹來的風,風壓中心在重心的前面或者後面,那麼車就會前仰或者後仰,如下圖。

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如果是側面來風,風壓中心有可能在左前左後右前右後各種位置,帶來的影響就是除了前後仰,也會向左或向右轉,這就導致了側風時的不穩定(如下圖)。即使風壓中心與重心重合, @Brandon Lu 的答案中也提到了,依然會有一定的側風不穩定,更何況風壓中心不可能在所有的方向下都與重心重合。可見側風穩定性與很多因素有關,大廠的車經過更細緻的設計,相信性能會更好。

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4. 重心高度的大小影響轉彎與剎車時四個輪胎上載荷的轉移量。過彎時載荷向外側車輪轉移,由於隨著輪胎正壓力的增大,輪胎摩擦係數會減小,因此內外側總的側向力會減小,載荷轉移量越大這種情況就越嚴重。這裡可能有點難理解,我稍詳細的說下。

輪胎摩擦係數隨正壓力的增大減小,如下圖。

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所以,輪胎提供的側向力雖然隨正壓力增大,但並不是線性增大,如下圖。

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所以當發生載荷轉移時,雖然內外側輪胎的總正壓力是不變的,但能提供的總側向力卻由2*PA減小到了P1A1+P2A2=2*BA,如下圖。

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所以,載荷轉移量越大,側向力損失越大。而重心高度越高,載荷轉移量越大,這個應該比較好理解吧,就不上圖了。。

5. 剎車性能和之前幾點關聯較小,一般也不容易出問題。剎車熱衰減和前後剎車力分配是最大的兩個因素。制動器制動時產生大量熱量,如果超出工作溫度也剎車力會明顯減弱,更換更好的碟剎套件就能提高熱衰減的問題,但繼續往後看。

前後制動力分配會影響前後輪誰先抱死,在制動時重量會向前輪轉移,車上載人載貨時前後輪上的正壓力也不同,因此也是很難保證在任何工況下都能理想的制動。通過ABS、EBS的輔助,這個影響會小很多,但是在更換剎車套件時一定要注意前後傳力比比例要和原廠一致,否則死得很快。

最後再說下重量的問題。首先車越重過彎的性能肯定是越差的,在第四點的幾張圖中可以看到,假設車重增加10%,那麼側向力增加一定小於10%,因此最大側向加速度是隨著車重增加而減小的。

重的車讓人感覺穩,這主要體現在路面顛簸時車內相比其他車要平穩或者側風穩定性好,重量大是原因之一。但換個角度看,一般什麼樣的車重什麼樣的車輕?在乘用車領域大體看來,高端車重,低端車輕。高端車在輪胎性能、懸掛設計、空氣動力學性能、剎車性能這些方面,我相信都比低端車強,所以高端車的穩,也不能簡簡單單的歸功於重量。你非要拿帕薩特和桑塔納來比穩,那也是有點耍流氓。

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作者:Brandon Lu

鏈接:汽車「飄」不「飄」跟哪些因素有關? - Brandon Lu 的回答

來源:知乎

@Faith Gordon提到了操舵力的問題,確實,汽車轉向時,要克服轉向輪相對於主銷軸線的滾動阻力矩,輪胎與地面接觸部分的滑動摩擦力矩,轉向輪的自動回正力矩。其中轉向輪與地面間的滑動摩擦阻力矩與車速有關,當車輛靜止原地轉向時最大,當車輛行駛時要比原地轉向小許多倍,且車速越高,其值越小。所以隨著車速上升,操舵力會下降,損失路感,也會有發飄的感覺。

引申閱讀:為什麼有些車轉向精準而有些車轉向模糊?是什麼原因造成的? - Wu Frank 的回答


你覺得飄那是因為車轉向手感的問題


樓上梅卡已經有答案了

我這裡自己補充一下個人例子吧。

我覺得,噪音控制這方面也算一個因素。

我是對噪音無感的,噪音大也無所謂。

同一台車,我自己開,摸著方向盤開高速,指哪打哪,方向也容易控制,覺得很穩當,高速上輕輕扶著方向就能控制好車,但是乘客卻覺得,這車飄,幾乎是所有乘客都這麼說過。


梅卡說的很全面了,高速車漂還是源自於升力增加,導致附著力降低,影響轉向加速和制動減小。

全面的空氣動力設計是要綜合考慮空氣阻力,升力,冷卻空氣流動,自身潔凈。


這個題太大了,我解釋不來。不同環境不同風格,造就的產品也各有差異。


空力套件裡面的前鏟、風刀、尾翼、下部擴散器都能把車子死死摁在路上。前提是你的車最好能輕鬆上200km/h。

F1車重才幾百公斤,靠的就是空氣動力學。飄不飄肯定與車重無關。


最大的影響來自於底盤,懸掛的設計,材料,還有避震器的好壞也是很大因素之一,豪車除了設計好,用的材料和避震器更高端,所以更穩,也更貴。

然而汽車的設計製造是一個系統工程,所以才會分那麼多級別,一個廠商不可能把底盤做的很好,其他方面差,所以一部車穩,也不是只依靠底盤,前面的盆友回答過了,輪胎、隔音、空氣動力等等都是影響因素。

還有,日系廠商的造車理念與德系或者說歐美系不同,廣大老百姓接觸最多的A級B級車,也是反映最明顯的一個級別,如果你去開日系的高端豪華車型,你會發現跟德系的差別不大(不談內飾)。


質量方面差別不大,都好,差別在於調教的側重不一樣。車輛的定位不一樣。


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