大師再臨——澤瀨薰教授淺談FMR(前中置布局後驅)
沒想到上一篇澤瀨薰教授談四驅的文章反響那麼好,大大出乎我的預料。所以趁熱打鐵,再來一個澤瀨薰教授短篇的文章!
這次的內容將圍繞前中置展開,我看了下,網路上邊還真沒有關於這種布局的專業解讀,還等什麼,趕快看起來!對了,看這篇之前最好先把《受教了!專家一出手便知有沒有——澤瀨薰教授談四驅》這一篇看完,因為這一篇出現過的專業詞/內容我就不做重複註解了。
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前中置後驅這種布局多出現在跑車上,指的是把發動機安裝在汽車前/後軸之間且靠近前軸的一種布局方式,請欣賞我的靈魂畫作!
慣量澤瀨薰教授這次就要講一講前中置後驅(FMR)和普通中置後驅(MR)在運動性上到底有些什麼區別。
澤瀨薰教授發言
首先是入彎的反應,MR要比FMR快太多了。MR在打了方向後的初期反應是這樣的:打方向——前輪朝向發生改變並且橡膠發生變形——立刻發生橫力。FMR的話,我舉個列子可能比較容易明白,比如一邊剎車一邊入彎,彎道外側前方車身下沉,當到達某一個平衡點的時候,輪胎才開始發生變形,你才開始感覺到車頭入彎了,委婉一點表達就是FMR入彎比起MR顯得沉穩,說真話就是FMR入彎比MR慢。MR基本上不會出現車身斜傾,因為輪胎的反應太快了。那麼相對與FR,FMR的優勢又是什麼呢?那就是重量物(通常指發動機等零部件)沒有放在前懸範圍內,所以FMR的慣性力矩更小。因此打方向的時候,Z軸周圍的迴轉運動,也就是橫擺運動會相對輕快,只是FMR在入彎的時候慣性力矩(旋轉慣量)並不會下降多少。
獅達插入解說:慣性力矩(旋轉慣量)是指一個物體圍繞轉動軸是否能夠容易地轉起來的程度。慣性力矩越大越不容易轉起來,越小越容易轉起來。如下圖,A和B兩根軸上分別有1塊和3塊鐵餅,那麼A的慣性力矩肯定更小,因為A只有一塊鐵餅,更容易比B轉起來。
前懸是指前/後車輪中心到車輛最前/後端的距離,請繼續欣賞我的靈魂畫作
這是怎麼一回事呢?入彎的時候,首先只有前輪會發生橫力(CF),然後出現車體滑移角(側偏角),緊接著後輪也發生橫力,車輛進入過彎狀態。也就是說,剛開始打方向的瞬間,車輛的旋轉中心在後軸的中心上,在這周圍有重量物比起沒有重量物,車輛更容易老老實實地開始轉彎。FMR即使前後配重50:50,也會因為發動機距離後軸位置遠 ,前懸掛需要先把前面的慣性力矩穩定住,4個輪胎才能開始轉彎。所以前置發動機和MR相比,需要一個【轉彎準備時間】。從後軸到發動機的距離來看的話,其實不管發動機是在前軸之前還是在前軸之後,都沒有太大的差別,所以它們沒有MR那種入彎的輕快感。
那麼入彎之後的過彎表現又如何呢?雖然跟車型有關係,但是基本上MR的轉向不足傾向更強。隨著方向盤打得越多,前輪橫力的發生卻相對很少,會讓人產生錯覺,懷疑是不是自己方向沒打夠,或者是自己速度太快了。MR從構造上來說,重心靠近後面,所以為了不讓MR產生從轉向不足突然變成轉向過度,車廠會大幅提高後輪的CP(側偏力)。其結果就是,前輪的CP相對變低,對於方向操控的敏感性也隨之變低。FMR的話,不用故意去提高後輪的CP也能保持良好的平衡。隨著打方向的量不斷增加,前輪也能獲得相應的CF(轉向力),讓駕駛員非常容易明白車輛的動態。這個時候車體滑移角的增加也很自然,讓人更想去攻彎。特別是在不斷彎曲的彎道(比如上屋頂停車場那種螺旋形的彎道)上,FMR應該比MR有更好的表現。
如果你能認真把文章看到這裡,就能發現,把FMR和MR歸到一類里是很籠統的。發動機的搭載位置在運動力學上,才是非常重要的因素。還有一個重要的因素就是大家經常掛嘴上的前後重量分配。比如圍繞一個圓圈行駛,前後重量分配50:50的話,只需要前後輪發生同樣的CF就行了,這樣就能高效地使用,提升彎道極限。捷豹F-Type前後重量分配就是50:50,不過搭載V6的和搭載V8的在重量分配上還是有區別。開過就能感覺得出來,V8前面明顯要重一些。打方向的瞬間,V8和V6車輛的反應時間有很大不同。為了消除這個缺點,捷豹可能在搭載V8的F-Type上使用了TVbB(制動扭矩矢量控制:Torque Vectoring by Brake),這只是我的猜測,因為和其它在前懸搭載發動機的車相比,F-Type的這個缺點很小。
最後就是大家關心的,在公路上FMR和MR哪種更有樂趣的問題了。就像我開始時說的,MR隨著CP上升,車體滑移角變動量會減小,也就是在一個小橫擺角的情況下過彎,這裡可能是一個讓駕駛員感到沒什麼樂趣的部分。駕駛員的樂趣在於隨著車體滑移角增加,感覺到車輛極限的部分。但是MR就是往不要增加車體滑移角那個方向設定的,所以很難搞清楚車輛的極限在哪裡。當然,少數人還是可以通過積極製造荷載移動來克服這個問題,對於那些人來說這也是一種樂趣。FR的運動軌跡更加自然,對於大多數人來說這才是放心體驗樂趣的方式,從以上的點來看,FMR也許就是一個答案。真要要兼顧入彎的反應速度和彎中橫向G的發生,應該是前後重量分配略微靠前的MR,雖然這種車現實中沒有(笑)。就我測試過的F-Type來說,特別是V6的車型,比其它前置發動機車的入彎反應要快,打方向初期的輕快感給我留下了好印象,輪胎快到抓地力極限的感覺也很清晰,至少我覺得比LP700有樂趣的,不只是它是FMR的原因,也是因為這台車本身的魅力。
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