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转弯角:从物理到车辆控制

智慧芽 | 2023-08-29 |

  在日常驾驶中,各种转弯都是必须面对的,比如直角转弯、弯道转弯、曲线转弯等等。然而,我们并不是一定能够掌握好转弯的技巧,有时候会出现方向控制不当、超车过急、侧翻等问题,给驾驶带来很大危害。因此,掌握好转弯的物理机理,对于提高驾驶员的驾驶技巧和开发车辆控制系统有着重要意义。

  一、物理学

  1. 转弯的力学

  在车辆行驶过程中,转弯受到的力有两种,一种是向心力,一种是惯性力。向心力就是转弯时车辆因惯性向外被拉的力,惯性力就是车辆沿直线运动而惯性继续而引起的车辆抗拒转弯的力。向心力和惯性力交替起作用,决定了车辆较小转弯时所需的起始速度、载荷和方向盘转角。

  向心力的大小与车速、转弯半径有关。相同的车速,弯道半径越小,向心力越大。维持这个向心力的是轮胎与路面的高摩擦系数。惯性力的大小与车速和物体质量有关。相同的车速,质量越大,惯性力越大。

  2. 风力的影响

  风力也是影响行车稳定性的重要因素之一。尤其是在高速行驶时,风力对转弯的影响更为明显。当车辆以一定的角度转弯时,风力将会影响车辆行驶方向,导致控制困难或者偏离轨道。同时,常规的雨刮器、车前风挡等零部件也都会对风力造成阻力,从而影响驾驶稳定性。

  二、车辆控制系统

  1. ESP系统

  ESP是汽车稳定电子控制系统,其主要作用是在陡峭路段、急转弯或者低摩擦路面等情况下避免车辆侧翻或者滑动。ESP可以扫描车轮的传感器来检测转向、刹车以及加速等操作,通过控制车辆所受到的不同力来保持车辆的稳定性。目前,不少豪华车型都已经配备了ESP系统。

  2. 电动助力转向系统

  电动助力转向系统是传统转向系统的一种升级版,主要用于提高转向舒适度和安全性。该系统通过为方向盘应用电力助力,大大降低了需要施加的力度,确保了方向盘可以更加轻松便捷地控制车辆的转向。电动助力转向系统的适用范围非常广泛,从小型家用车到大型SUV都可以使用。

  三、驾驶技巧

  1. 寻找线路

  找到适当的位置进入曲线转弯,可以为驾驶提供很好的视角和稳定性。驾驶员需要预测转弯前方的路况,减缓车速,掌握好车辆的动态特性。

  2. 制动前移

  在进入弯道转弯前,驾驶员可以把车速减慢,提前通过制动换档手动调整车速。同时将重心调整到前轮,以达到在曲线转向过程中更好的控制车辆的稳定性。

  3. 主动转向

  在弯道转弯时,驾驶员可以适当的主动改变方向,以达到更好的有效转向结果。但需要注意的是,好的行车技巧一定是基于安全的前提下进行的,不能为了提升驾驶体验而追求速度和选择冒险的行为。

  总结:转弯角不仅仅是驾驶员在日常驾驶中常见的挑战,也是衡量汽车转弯性能和驾驶员驾驶技术的一个重要指标。通过对转弯角的物理机制和车辆控制系统进行分析,驾驶员可以更好地应对不同路况,并开发合适的驾驶技巧,保持安全和稳定。

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