1700048795
汽车是怎样跑起来的 [:1700046557]
1700048796
4.3.3 轮胎的抓地力随路面状况发生变化
1700048797
1700048798
我们说轮胎的抓地力时，一般是以汽车在干燥的路面上行驶为前提的。但汽车并非只在干燥路面上行驶，路面状况改变时抓地力也会发生变化。
1700048799
1700048800
我们已经了解到，“摩擦”、“变形”和“损耗”三股力量综合起来才产生了轮胎的抓地力。其中影响较大的是“摩擦”和“变形”，两者会因路面状况的不同而变化。当给橡胶施加重量时，它会变形处于压瘪状态。这样一来，轮胎与路面更加贴合，摩擦变大，也就不容易打滑。我们穿的鞋，橡胶底比皮制底更防滑。这是因为橡胶有弹力，更容易贴合路面，摩擦也就更大，并且胖人的鞋底与路面更贴合。然而橡胶鞋底也不是完全防滑的。例如，跑步时突然停止，在下过雨的人行道上奔跑，以及寒冬的早晨走在结冰的路上时，即使是橡胶鞋底也会打滑。
1700048801
1700048802
轮胎也是如此。当汽车在下过雨的道路、没有经过铺砌的沙土路或者冰雪路等容易打滑的路上行驶时，如果速度不是远低于在干燥路面上的行驶速度，轮胎就很容易打滑。并且如果不在转向时减速，就无法彻底转向。之所以容易打滑，是因为轮胎抓地力限度变小了。
1700048803
1700048804
汽车是怎样跑起来的 [:1700046558]
1700048805
4.3.4 把抓地力分配给“行驶”和“转向”
1700048806
1700048807
我们从抓地力的角度再来考虑一下汽车为什么能在缓弯时快速转向，而在急弯时必须降低速度。
1700048808
1700048809
之前我讲过，轮胎的抓地力不只是在转向时发挥作用，而是与汽车的“行驶”、“转向”和“停车”都有关。抓地力存在极限，因此需要调整并决定抓地力的分配是用于行驶、转向还是分给减速。
1700048810
1700048811
能够表示抓地力分配方法的是摩擦圆，它表示占据了大部分抓地力的摩擦限度。虽然抓地力包含轮胎的摩擦、变形和损耗三大要素，但仅用表示摩擦限度的摩擦圆，就能显示出抓地力的整体倾向。
1700048812
1700048813
请看图4.5中左侧轮胎的摩擦圆，纵轴的上半部分展示了与汽车的驱动力相关的抓地力，下半部分展示了与汽车的减速力有关的抓地力。横轴表示转向时抵抗离心力的抓地力。
1700048814
1700048815
1700048816
1700048817
1700048818
图4.5 轮胎的摩擦圆※表示轮胎的摩擦极限。路面状况的变化会引起摩擦圆大小的变化。
1700048819
1700048820
当汽车直线行驶时，抓地力用于加速或减速，其大小程度可以直至纵轴与摩擦圆的上下交点。当汽车在即将达到极限向右转向时，可以将力增加到横轴与圆的右交点。但此时横轴上上下方向的速度变成了0，汽车就走不动了。这当然是不现实的，因此在实际行驶中是不能把抓地力全都分配给抵抗离心力的力（侧偏力）的。
1700048821
1700048822
那么，既不在摩擦圆的横轴上也不在纵轴上是什么意思呢？我们假设圆周上45度倾斜处的黑点表示可以将抓地力同时用于行驶和转向的界限，它是指汽车在边转向边行驶时，抓地力分别用于速度和抵抗转向离心力的界限。通过决定靠近上半部分还是靠近左右部分，在行驶速度优先和抵抗转向离心力优先之间进行选择，以调整抓地力的分配。
1700048823
1700048824
高速行驶时，当靠近摩擦圆上半部分倾斜一些的位置时，抓地力优先用于速度，抵抗离心力较大部分的就所剩无几了。因此，此时只能在离心力较小的缓弯处顺利转向。
1700048825
1700048826
当靠近圆的横方向时，抓地力优先用于抵抗离心力，此时汽车即使在离心力很大的急转弯处也能顺利转向。但由于分配给速度的力很小，因此汽车只能缓慢行驶。
1700048827
1700048828
但如果轮胎超出了摩擦圆，就很容易打滑，汽车就可能飞离路面。以上都是汽车在即将达到极限时利用抓地力的情况，而平时汽车都是在远离极限的圆内侧行驶的，因此轮胎打滑造成交通事故的情况少之又少。
1700048829
1700048830
但当路面状况发生变化时，轮胎就会容易打滑。如在下过雨的道路、未经铺砌的沙土路和冬天的冰雪路上行驶时，抓地力的极限就会变小，如图4.5中右侧的摩擦圆。如果此时汽车的行驶速度还与在干燥路面上的行驶速度相同，就会超出摩擦圆所示的抓地力的限度。因此在容易打滑的路面上，无论是加速还是转向都要慎重。
1700048831
1700048832
汽车是怎样跑起来的 [:1700046559]
1700048833
4.3.5 抓地力的作用方法在前轮和后轮上有所不同
1700048834
1700048835
之前讲解抓地力时，我并没有区分前轮和后轮。但实际上，抓地力在前轮和后轮上的作用方法是不同的。
1700048836
1700048837
为了使您容易理解汽车的基础知识，本书是以只将驱动力传递到后轮的后轮驱动车（FR）为例进行讲解的。在后轮驱动的汽车中，发动机的旋转被传递至后轮，驱动力也只在后轮轮胎上发挥作用。与前轮相比，后轮在摩擦圆上下方向上耗费的力更大。例如当汽车以接近抓地力极限的高速行驶时，如果驾驶员突然踩下加速踏板，将更大的驱动力传递至轮胎，后轮承受的力就会超出摩擦圆。在急加速等情况下轮胎的空转就是这种状态。
1700048838
1700048839
当然了，后轮驱动车的前轮也会在摩擦圆的上下方向上耗费一定的力。这是因为前轮虽然只是在旋转，但它会因后轮的驱动力与车身一起向前移动。正是因为向前的驱动力发挥作用，前轮才会在摩擦圆的上下方向上耗费力。
1700048840
1700048841
汽车加速时，后轮耗费了很大的驱动力，此时前轮上还残留着一部分抓地力，但后轮上的抓地力已经基本没有了。虽然速度不是很快，但由于加速时要耗费很大的驱动力，抓地力也就所剩无几了。
1700048842
1700048843
因此，当驾驶员在转向时突然大幅踩下加速踏板，会瞬间增大后轮的驱动力，导致后轮轮胎超出抓地力的极限横向打滑。此时汽车会因后轮的横向打滑像陀螺一样开始旋转，虽然不像无法彻底转向时那样会飞离路面，但最终也会导致汽车偏离道路。
1700048844