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如何测试一辆车的稳定性?

如无特殊说明,本文所述均为赛车改装及赛道驾驶

请勿驾驶非法改装车上路行驶,请勿危险驾驶

操纵稳定性,这是车友最关心的话题了,也可以是最有乐趣的话题了。

在这个电车普及的时代里,动力成本大幅降低,动力所能带给我们的乐趣却在减少。至少目前还没出现能让用户自由调节前后动力分配和自由调节操控特性的电车。

大家不排斥电车,只是不想把生命浪费在无聊的车子上。

以国内常见的小型赛道来看,对于内燃机车来说,操控对于成绩的影响在很多时候是大于动力的。以日常街道驾驶和应急操作来说,操纵稳定性的重要性更是远大于动力性,甚至是刹车性能的。

如果你的车子刚刚矫正过大梁、做过大幅度的车身切割、焊接过防滚架、更换过悬挂部件、重新调整过避振及车轮角度等施工的话,也应该进行操稳测试。

试过了极限才能知道自己车子的状态是否正常,才知道车子在不同强度的驾驶中会表现出什么样的特性,也才能知道过弯的极限如何。

在安全的场地有准备的主动去接近极限,总比在首赛上再去盲目尝试更科学一些。即使是日常用车,也建议大家提前了解这些特性。如果你的第一次极限控车极限躲避发生在了公共道路上的话,非常危险。

和转向系统一样,操稳部分也区分了中心区和非中心区。其中的非中心区的一些概念可能更贴近于车友们常说的 " 操控 "、" 过弯 "。

这部分的测试具有一定的危险性,不建议个人玩家独自进行。建议在专业测试场或能确保安全的场地测试,并做好炸胎、撞击、起火等救援准备。

无论车速快慢,都严禁在公共道路及场所进行任何操稳试车!也严禁在不平整、不干净的路面进行任何操稳试车!

中心区(近似直线行驶状态)稳定性

和转向系统一样,在操稳中,中心区也是在描述直线和近似直线的稳态行驶。

方向稳定性

1 行驶偏移

行驶偏移可以理解为常有人说的 " 跑偏 "。

以多种车速行驶,将方向盘稳定在中间位置并保持。观察车子是否存在轨迹偏移的情况,如果有的话,这种偏移轨迹是保持恒定角度的直线还是角度变化的曲线。再试试加速、减速,观察这种偏移是否和加速、减速有关。

在试车时,建议将自己的视觉焦点放在远距离的目标上。在稳定身体、头部、眼部不动的情况下,这样可以更及时更准确的发现车头指向的偏移。

2 横摆稳定性

以常用车速开始(至少 >80kph),先将方向盘置于中间位置匀车速行驶,再以合适的频率多次小幅转动方向盘并小幅加速。试试在车速增加到多少时横摆出现了明显的增加。此时的车速即为横摆失稳临界车速。

横摆失稳临界车速和地面、轮胎压力、轮胎摩擦面温度等因素的关系较大,在赛道驾驶中不宜直接以以往的经验作为依据。比较合理的方式时每次练习前都试试当时的实际情况。

3 纵向缝隙路面稳定性

纵向缝隙是指和车子行驶方向近似平行或夹角 <90 ° 的缝隙。

以多种车速、多种角度行驶在这种路面上,试试能在路面上保持基本稳定的最大车速,试试车子行驶轨迹的偏移量,试试方向盘反馈力的变化。

4 纵向沟壑稳定性

在工程师眼中,路面上被重载车压出的较大的不平整算是另外一种恶劣路面,其特点是比纵向缝隙更宽大、更高深。这种沟壑的坡面可以对轮胎产生较大的横向力。

以多种车速、多种角度行驶在这种路面上,让轮胎分别处于沟壑的底部、顶部及坡面上,试试能在路面上保持基本稳定的最大车速,试试车子行驶轨迹的偏移量,试试方向盘反馈力的变化。

5 侧倾转向

侧倾转向这个词看起来像是在说过弯,其实也是在描述车子在恶劣路面上的表现。

松开方向盘,以多种车速、多种角度压过坑洼、破损、扭曲、井盖、减速带、路肩,使左右轮压在不同状态的路面上。看看在压过这些路面障碍时,车子行驶方向的抗干扰能力如何。其中包括了横摆和方向盘自动转动两方面。

侧风稳定性

6 侧风稳定性

又称侧风敏感性,是在描述车子侧方吹来较大的风的时候,保持行驶稳定性的能力。

在可能遇到的大风中,调整好车头角度,让风从侧前到侧后以多种角度吹来(以不同角度多次试车)。

以常用车速开始(至少 >80kph),先松开方向盘,看看车子行驶轨迹的偏移角度大小、偏移角度是稳定的还是变化的,同时也看看车子的横摆和侧倾情况如何。

再调整方向盘以维持直线行驶,试试维持直线行驶所需的方向盘修正量以及车子的行驶方向是否容易预测。

加速稳定性

在加速过程中,车子的载荷会在四个轮子之间移动,于是就有了俯仰、侧倾,也就导致了操控特性的变化。

7 加速俯仰

在测试加速时车子会出现什么样的俯仰时,应测试多种加速度、多种载重时的情况。

在出弯后的直线加速中,俯仰影响的主要是驱动轮的附着力和车子转向的灵敏性。在出弯过程中的加速中,俯仰对于车子转弯特性的影响通常也会较大。

俯仰也许导致转向不足倾向的增加,也许导致转向过度倾向的增加,具体要看操作。详细讲解可以搜索我们的驾驶及赛道系列文章。

8 牵引能力

所谓的牵引能力,是指车子对轮胎的利用效率。或者说,在加速过程中四个轮胎总体的附着力是否被除了轮胎以外的其它部件充分发挥出来并利用到了。" 发挥 " 是在说除动力及传动系统以外的部件," 利用 " 是在说动力及传动系统。

牵引能力和悬挂结构、几何数据、四轮角度、整车载荷分布等诸多因素有关,以后驱车举例来说。

在一定范围内,加速时车头上抬的越多,后轮的最大可用附着力就越大,就允许在出弯过程中更多、更早、更快的踩下油门踏板。但在后胎所承受的载荷极为接近或超出极限时,后胎所能提供的最大可用附着力就会基本维持恒定,不再随垂向载荷的增加而增加了。

如果此时还继续增加后胎载荷的话,一方面是增加了后胎的温度及磨损,另一方面是降低了前胎的最大可用附着力,得不偿失。

9 加速稳定性

加速稳定性是指加速时,车子保持直线轨迹的能力。分别以静止和低车速两种初始状态开始测试。先松开方向盘,再以越阶的方式让车子大幅加速,看看车子能否保持住之前的行驶方向。

对于动力较大的前驱车和轮胎较差的后驱车来说,加速稳定性的测试必不可少。在测试中,可以故意采用过大的动力来加速,让驱动轮出现严重打滑(通常打滑率 >10%),看看在这张最不稳定的情况下,车子是否能保持住之前的行驶方向。

10 打滑、弹跳

驱动轮打滑主要是由于轮胎的最大可用附着力不够用了而引起的,但差速器、TC 等一些部件及功能也在很大程度上决定了全油门加速时轮胎会不会打滑。

试车时应区分静止和低速两种状态,分别每种状态开始,以较大或最大的踏板深度开始加速。看看轮胎是否出现了严重打滑或弹跳。在此需要说明的是,响胎和打滑没有必然联系,也不能作为判断打滑的依据。

对比驱动轮线速度和非驱动轮线速度(实际车速)是个较为合理的方法,也是工程师们常用的方法。对比时要注意轮胎半径的影响:下半径和下前方的有效半径,都是小于理论半径的。最好能将前后轮的下半径调整一致后再测试。

减速稳定性

11 减速稳定性

在减速及刹车过程中,车子也会出现俯仰。

以较高的车速开始,以多种减速度刹车。看看在刚松开油门踏板或刚踩下刹车踏板后的一小段时间内,车子俯仰的变化。看看在减速过程的后期,轮胎是否出现了弹跳。看看车子停止前俯仰变化的突然性、停止后俯仰衰减的速度和幅度。

减速稳定性主要影响到了进弯点前后的转弯特性和循迹刹车过程中的转弯特性。了解并熟悉了车子的特性后,才能在进弯及应急控车时做出合适的转向操作。

非中心区(弯道行驶)稳定性

12 固有转向特性

固有转向特性是车子在赛道上最常见、最基础的特性之一了,也是最容易测试,最容易感受的转向特性了。在多种半径的弯道上行驶,保持住方向盘角度不变,再慢慢加速至极限(或你能接受的极限)。

看看车子行驶轨迹随车速的偏移量、横摆随车速的变化、横摆的延迟大小、横摆的大小是否容易预测、随着侧向 G 值的加大是否容易感受到车子逐渐接近极限的过程、转向不足的增加是否线性。

在处于极限时,看看转向不足的减弱是否和方向盘的操作保持一致。

柔和加速是为了防止出现动力轮打滑的情况。在逐渐加速的过程中,车子行驶轨迹的半径会逐渐加大,横摆会逐渐加大,转向不足的倾向也会逐渐加大。

在这个过程中,如果车子表现出的是线性的、容易让车手感知的、易于修正(通过方向盘或油门踏板)的,那就是易于驾驶的。

如果横摆延迟过大的话,在弯中车手容易认为车子出现了转向不足,从而开始减速或修正控车。但实际上,此时的车子尚未达到极限,侧向 G 值尚未充分利用。

过早的放弃就意味着弯中最低车速偏低,走线不极致等问题。

横摆程度的变化是否线性、转向不足的增加是否线性,这两个问题也是会影响到车手对于极限的判断的。有些车子初次开起来感觉像开船,悬挂不硬,晃动不小,但在接近极限的过程中,车手能时刻感受到悬挂部件的状态,感受到轮胎的状态。

驾驶这样的车子时,车手能在真正达到极限前就已做好控车准备了。而有些车子,在柔和驾驶时给人很稳定的感觉,激烈一些还是稳定好开,再试试,突然就达到甚至直接突破极限了。

驾驶这样的车子时,千万不要盲目自信,更不要信车。在没试过极限前一定不要猜测极限,更不要猜测接近及达到极限时,车子会表现出什么样的特性。

在极限状态下,试试只用方向盘控车(通常为减小方向盘角度的操作),不调整车速。正常情况下,在你减小方向盘角度的时候车子的转向不足倾向会减小。

试试此时转向不足倾向的减小是线性的,还是在方向盘角度减小到某个点时突然减小的,还是在方向盘的每个角度区间内没有减小的。需要提醒的是,有些车型可能会在你减小了不小的方向盘角度时都还保持着转向不足的状态,甚至转向不足会因方向盘的操作而增加。

对于一些非性能取向的原厂车型及刚刚更换悬挂、避振等部件尚未调试好的车子来说,初次试车时要做好心理准备。找个大些的场地,多留救车空间。提前想好可能发生的情况,熟悉好救车的条件反射,在头脑中做好模拟练习。

13 动力中断时的转向特性

在多种半径的弯道上行驶,先保持方向盘角度不变,逐渐加速至极限。在车子达到且稳定在极限状态之后,再快速松开大部分或全部油门踏板。

试试此时车子转向不足倾向减少的是否过于突然,减少了多少,减少的过程是否线性。随后,再用油门踏板加速至极限状态。

看看转向不足是否又增加到了和之前相同的程度,增加的过程是否线性,是否容易感知预测。

在赛道驾驶中,我们都想以极限状态进弯。

如果进弯速度偏快了,车子就会出现一些转向不足的趋势,导致偏离 APEX 或内侧路肩。于是,当我们感知到了转向不足的趋势过于强烈或发现可能难以贴紧 APEX 时,我们就是在车子接近或已经达到极限状态时松些油门,让车子减速并驶向内侧。

在弯中,我们经常会通过油门来调整车子的行驶方向。所以,松过油门之后再加速的过程中,我们也需要车子的转向特性是清晰且易于预测的。这样我们在弯中的控车才能更精确。

在进行这种弯中小幅调整油门的操作时,我们需要的是车子的动态随油门踏板的变化适度敏感一些,以便让我们能准确的通过油门控制车子的行驶方向。

14 加速时的转向特性

还是以多种半径多次试车,保持方向盘角度不变,逐渐加速。在逐渐加速的过程中,以越阶的方式快速大幅度加深油门踏板。

看看在加速时,转向不足趋势增大的程度,增大的过程是否线性,是否容易预测。再试试用方向盘保持住之前的转弯半径,试试转向不足的趋势和方向盘角度之间的关系是否合理且易于再次用方向盘修正。

在测试中,应区分 TC、ESP 等电子系统的开、关及不同档位。

在我们加速出弯时,常规的操作是在逐渐减小方向盘角度的同时逐渐加速。但在这项测试中,就是要试试如果不减小方向盘角度的话,直接突然大幅度加速,车子会出现什么特性。

这种操作常用于和其它车子抢占走线的近身攻防中。

车子可能会在突然加速时突然出现严重转向不足,转弯半径增加许多,进而合理或恶意阻档了外侧对手的出弯走线。提前了解了自己的车子,才能在比赛中把握好合理和恶意的界限。

另外,这项测试也可以试出在带有方向盘角度的情况下,最多能踩多少油门踏板。过度的加速不仅对圈速无益,还有很大风险。

我们要极力避免的是:后驱车在加速的过程中后轮过度打滑,进而导致突然急剧的转向过度。也要尽量避免的是:内侧驱动轮打滑,进而导致轮胎过度磨损及温度过高。

15 弯中制动时的转向特性

依然是多试试几种转弯半径。在极限状态下保持方向盘角度不变,以较重的程度踩下刹车踏板。看看在减速过程中,转向过度倾向增加的程度、增加的是否线性,是否易于预测。

随后再用方向盘保持住之前的转弯半径,看看转向过度的变化情况是否合理,是否易于用方向盘修正,试试此时的横摆是否出现的过于突然。

在测试时,应区分 ESP 等电子系统的开、关及不同档位。如果你的车子的制动力分配可以自由调节的话,也应该试试多种状态下车子的特性。

这种转向特性主要是在和附近的其它车子近身攻防时会用到,在进弯后发现弯中有障碍物时会用到。

比较理想的状态是:随着制动力的逐渐增大,车手逐渐减小方向盘的角度,可以较为容易的就让车子在减速的过程中基本保持住之前计划好的走线上,也可以较为容易的通过方向盘调整车子的行驶轨迹,躲避障碍物。

16 轮胎附着力

在平整及不平整的路面上,以多种转弯半径过弯,在过弯的过程中逐渐加速至极限。试试车子最大侧向 G 值的大小、是否容易感知侧向 G 值的大小、横摆响应是否合理。

试试前、后胎的滑移角、滑移速度、和建立滑移角时的突然性。

一套轮胎所能提供的最大附着力是多大?除了轮胎本身外,这个问题也在很大程度上由车子本身影响甚至是决定着。

合理的悬挂参数和轮胎角度、合理的载荷分布、合理的前后侧倾(程度、响应等多种因素)等诸多因素都影响着轮胎在当前环境下所能提供的最大附着力。

所以,在更换了一套和之前区别较大(花纹、尺寸、磨损等)的轮胎后,也建议试试整车的操稳特性。一方面是为了全面的了解这款轮胎,一方面也是为了确定一下是否需要重新调整悬挂、避振、弹性元件等部件的数据。

17 侧倾控制

侧倾控制主要包括两方面,一方面是车子本身的前、后侧倾,和车子的特性有关;另一方面是车手身体的扭曲,影响着车手的感知输入、操作精度及疲劳感。

还是各种转弯半径都需要测试。在转弯时逐渐加速至极限,分别看看车子前、后部的:开始建立侧倾和开始加速之间的时间延迟、在建立侧倾后的初始阶段内侧倾建立的是否线性、达到极限时的最大侧倾角度、接近极限和达到极限后的一小段时间内侧倾是否稳定。

再整体感受一下车子前、后部和侧倾有关的这些变化是否在时间上保持一致,还是有较大的时差。是否在线性度和最大角度上有不合理的现象。最终的达到稳定的过程是否有不合理的差异。

很多时候,决定车子转弯特性的不只是侧倾的大小,还有侧倾建立的曲线(主要是角度 / 时间)。在我们思考转向问题时,一定要有时间概念、积分概念。

如果车子前部的侧倾变化速度比后部更快,或者在车手刚刚操作后的一小段时间内前部的侧倾角度大于后部(侧倾线性度的差异)的话,很可能在侧倾角度稳定前车子就已经出现一些特性了。

如果仅仅根据后的最大侧倾角度来思考的话,可能难以找到解决方法。

瞬态稳定性/p>

从书本上的定义来说,瞬态稳定性是指从中心区到非中心区过渡时的稳定性。从实际驾驶来说,可以理解为:在刚进行完一个操作后的一小段时间内的稳定性。

试车时,可以以多种状态开始测试,如:带有较大方向盘角度且接近极限、带有较小方向盘较大且车速较高、方向盘正中且加速、方向盘正中且减速等。

以你设定的这种状态开始,进行加速、减速、增大方向盘角度、减小方向盘角度的操作,也可以是车速和方向盘的组合变化操作。

从进行某种你想要的操作时开始,到车子达到稳定状态为止,感受一下车子俯仰、侧倾、转向特性等方面的变化。看看车子是否出现了轮胎滑移角度的异常,是否出现了横摆响应的超调等情况。

如果出现了不合理的状态,再试试分别及组合使用油门、刹车、方向盘去控车的难易程度。

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