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1、第一篇 方向盘打多大会翻车 “汽车力学”虽然理论的东西较多，但也有很多结论可以直接用来指导安全驾车。一直想从汽车力学中淘一点实用的东西，为如何安全开车提供一点依据。这是第一篇，是关于翻车与方向盘转角的定量关系的。 汽车力学有一节是专门讨论汽车侧翻的。侧翻阈值指汽车转向时使内侧车轮刚刚离地时，侧向加速度对重力加速度g的倍数。它越大越不易翻车。不考虑路面本身的 倾斜，侧翻阈值的计算很简单：侧翻阈值=轮距/汽车重心高度的两倍。对旗云车来说，轮距取前后平均值为1.422m，重心高度查不到，只好根据一些轿车的 统计资料取平均值0.55m。这样旗云车的侧翻阈值等于1.3g。顺便说一下，有些车友总是对旗云底
2、盘离地高度耿耿于怀，认为太低了。其实有一弊必有一 利，低底盘不易翻车，安全性更好。 根据侧翻阈值可以算出不同车速下方向盘转角多大将要翻车（这里“要翻车”指内侧车轮刚刚离地）。计算时利用了下列公式： 转向半径=车速平方/侧向加速度 （这里转向半径是转向中心到前轴中点的距离） 前轮转向角=轴距/转向半径，轴距为2.468m。这个公式没有考虑轮胎侧偏角，是近似的。 方向盘转角=前轮转向角*转向传动比。设转向传动比为常量，取为18。 方向盘转角对应的弧长=方向盘转角*方向盘半径。方向盘半径是方向盘内外园半径的平均值，取0.175m。 以上公式均以国际单位制为准。 近似结果为： 车速(km/h)-要翻车
3、时方向盘转角(度)-方向盘转过的弧长(cm) 40-261- 80 60-116- 35 80-65-20 100-41-12.5 120-29-8.9 140-21-6.4 160-16.3-5 180-12.9-3.9 200-10.5-3.2 这里有一个问题：旗云车的侧翻阈值约为1.3g，但干燥水泥路面附着系数一般仅为0.8，可能远在要翻车之前就侧滑了。但这不是绝对的，许多事故资料都显 示，转向过大时汽车在没有明显侧滑的情况下翻车。如国内某大学在宽阔场地做穿杆试验时因车速过高就造成翻车死伤事故。解释是附着系数为0.8仅是正常情 况。如果转向过大，外侧轮胎负荷急剧增大，轮胎与地面接触面也急
4、剧增大，这时附着系数已经远远超过0.8了。 正常情况下开车时方向盘转角远远低于上表中的数值。但当高速行驶而前面突然出现异常情况时，驾驶员往往会盲目打很大角度造成事故。如果事先对方向盘打多大会翻车有一数量概念，情况就要好得多。安全地打方向盘至少应低于上表数值一半，雨天还应更低。第二篇 积水层下死神的召唤 2003 年6月的一天早晨，我的一位亲戚和司机乘一辆雅阁在成南高速路由成都向遂宁疾驰。当行驶到距成都62公里路段时，路右边是一块山崖，山崖前方是护栏。直线 路况看来不错，只是路面因下雨有一层浅浅的积水。司机没有在意，继续以140km/h速度冲过去。驶过积水层时，车身突然失控，一头向路边护栏撞去。
5、驾驶 员大惊，猛踩刹车，总算没有撞到护栏，但轿车却剧烈旋转起来，绕垂直轴猛烈掉头转过180度后，撞向山崖。巨大的撞击力使轿车凌空翻身反弹到路上。轿车严 重损坏，所幸我亲戚和司机都系了安全带，且气囊弹出，幸运地死里逃生。 这是一起由“滑水现象”造成的典型车祸。在积水路面上行驶时，胎面的沟槽来不及把水排掉，在轮胎与路面之间形成一层楔形水膜。车速较大时，这层水膜的动压力足以把车轮浮起来，使汽车失去了控制方向的附着力，造成严重车祸。这就是汽车的滑水现象。 说起“滑水”，一般人可能会把它与用石片“打水漂”或滑水运动联系起来。但这会给人一印象：积水较深时才会滑水，几毫米深的浅水哪会出事呢。正是这一错误 认
6、识导致层出不穷的滑水车祸。曾有一宝马车在成南高速路上向一滩浅水径直冲过去，导致汽车甩尾剧烈撞击护栏。事后交警询问受伤的驾车人，向积水猛冲的理由 竟是希望用溅起的水花冲刷车身的泥浆。 出现滑水现象的起始车速与路面结构、积水深度、轮胎气压、载 荷、沟槽花纹形式和磨损程度等因素有关。积水越深，轮胎花纹磨损越多、载荷越低、胎面越宽，越容易产生滑水现象。试验资料表明（图1），在混凝土路面上， 水层为5mm深时，6.45-13 4PR斜交新胎在车速80km/h时，附着系数已降为干混凝土路面的1/4以下（这时的附着系数仅相当于冰雪路面），100km/h时附着系数几乎降为 零，这时汽车已完全飘在水面上了。对同
7、样的轮胎，水层为1mm深时，情况只是略好一点：车速80km/h时，附着系数降为干混凝土路面的1/2以下， 100km/h时附着系数仅为干混凝土路面的1/8。这说明，即使是薄如1mm的积水层,在车速较高时也会造成惨重的车祸。 有顶尖主动安全设备的豪车冲过积水层时也未必能化险为夷。因 为滑水时轮胎几乎完全浮在水面上，任何ESP、TCS、ABS、EBD装备都会失去作用。震惊阆中的2.16车祸，事故车是号称世界上最安全的沃尔沃 S80 2.4。根据交警的调查，驾驶员（后来生还）当时以110km/h的速度在弯度不大的超车道上驶过积水层，导致轿车剧烈甩尾、调头，与护栏猛烈相撞后，副 驾驶位上的阆中亿万富豪
8、丧生（图2，死者脸部作了遮盖处理）。车速110km/h对干燥路面看来正常，但对积水层来说，却是足以致命的高速。虽说汽车如果 安有特制的防滑水轮胎，情况要好得多，但实际上有多少车主会安这种胎呢。 因接地面积大，宽胎比窄胎更容易滑水失控。这一点开豪车者尤要注意。 另外，请勿把“下雨”和“积水”混为一谈。下雨不一定积水，有积水也不一定下雨。高速公路下雨时积水路段一般不多，一旦开到这种“魔鬼地段”，哪怕水层很 浅，也应能绕则绕，不能绕则将车速降到70km/h以下，弯道要降到60km/h以下才算安全。如若以更高的速度过水，出不出险情要看运气了。因为4个车 轮下水层有深有浅，附着系数大小也是随机的，一次高
9、速过水侥幸通过不等于这样做永远没事。 滑水现象可说是最不容易引起重视、但却是极为危险的车祸因素。要记住死神正躲在积水层下招手呢！ 关于滑水车祸的另一个帖子见http:/ 方向，随风而窜 “因四五级大风，小车开到时速100公里就开始左右晃，在超大货车的时候特别明显，超一辆，车就猛地晃一下，必须用双手握住方向盘，才能沿着车道行驶，有几回车速过快在弯道被风吹到边上那道去了，赶紧将车速降下来，不敢再快了。” “飞度在超越大型卡车、客车的时候，明显感觉车子不稳，远不如我以前开过的*。当你超车的时候感觉车好像在向大车靠近，整个车辆超过以后会很明显的感觉到一股力量把你往旁边推，很危险！” 上面这两段话，是从
10、网上摘录的驾车者对轿车发飘现象的描述。发飘是行驶时（一般指直线情况下）在稳住方向盘情况下汽车偏离行驶路线的现象。它与跑偏是不同的，跑偏是在松开方向盘或制动情况下汽车偏离行驶路线。发飘也不是侧滑，它没有那种轮胎与地面间的相对滑动。 汽车偏离行驶路线和轮胎的“侧偏特性”有关。如果你从侧面用力推一辆静止轿车，轮胎与地面的接触面因摩擦力作用不会移动，但轮胎会有侧向弹性变形(图 1)，使车身（包括车轴、轮毂）在侧向方向上移动一点距离。这时如果缓缓开动汽车，你会看到轮胎滚动的路线偏离了汽车纵轴方向。也就是说，在侧向力作用 下，轮胎中心速度方向与其面对的方向不一致，这称为轮胎的“侧偏现象”。打个比方说，就好
11、像一个人始终面向北方，但却向西北方向交替迈步，他的行走路线就 偏离了与其面对的方向。侧偏现象用 “侧偏刚度”来度量。汽车受到的侧向力越大，轮胎的侧偏刚度越小，侧偏现象就越严重。 轮胎的侧偏刚度对汽车操纵稳定性可说是有决定性的影响（以后有空再来专门讨论这一问题，现在只说发飘）。提高轮胎的侧偏刚度有助于减小汽车发飘。侧偏刚度和下列因素有关： 1大尺寸轮胎一般比小尺寸轮胎侧偏刚度高。 2子午线胎比斜交胎侧偏刚度高。钢丝子午线胎又比尼龙子午线胎侧偏刚度高。 3同样直径的轮胎，宽胎比窄胎有利于提高侧偏刚度。因此，使用宽胎的车发飘较小。高速赛车使用特宽轮胎的原因即在于此。 4对同一轮胎，载荷越小，侧偏刚度
12、越小。因此轻车比重车更容易发飘。 5轮胎侧偏刚度还和空气流对汽车的升力作用有关。车速越高，升力越大，轮胎载荷越小，侧偏刚度就越小。因此，汽车高速下比低速更容易发飘。加了尾翼的车能减少升力，有助于减少高速下的发飘。 6轮胎气压越低，侧偏刚度越小，汽车就越容易发飘。但这并不是说胎压越高越好。胎压太高轮胎附着力减少，容易侧滑。因此应严格按汽车说明书保持胎压大小。 汽车发飘的外因主要是横向气流力。超车时两车之间的气流通道变窄，流速增大。根据柏努利原理，这里的气压减小，两车之间就产生了吸力。两车横向间距越小， 吸力就越大。气流的变化使这种吸力不稳定，小车会左右摇晃。图2是小车超越大车时的横摆力矩系数的试
13、验值，图中贝塔是气流相对运动与汽车纵轴的夹角。可以 看出，在超过大车车头的前后一段时间内，小车横摆力矩系数变化剧烈，方向易失稳，所以大风时高速超大车是相当危险的。 汽车从隧道、山谷驶出的瞬间，风速常达到周围风速十倍以上。在山区、海边、河边也很容易受到突如其来的强侧风袭击。急剧变化的气流容易使汽车方向不稳，甚至失控。侧向面积大的车如面包车，大客车等特别容易受侧向风力影响。 为防止汽车发飘诱发车祸，最根本的办法是在大风时控制车速。第四篇 用操纵稳定性理论分析失控车祸 开车，经验固然很重要。不过，影响汽车运动稳定的因素复杂，仅凭自己的经验要总结出有规律的东西很困难。就算在车祸前体会到了一点“经验”，一旦驾鹤西 去，一切都太晚了。更多的情况是驾车者（如果生还的话）经历车祸后还搞不清楚为什么好好的汽车会无故一头向旁边窜去。别人往往会说是急刹车造成的失控。可 是驾驶员很清楚，是先有失控，后有刹车（自然急刹又带来更大的失控）。明明视野开阔，前后左右都没有其他车辆，自己神志清醒，没有超速，没有加速或制动， 汽车各部件完好，看来一切都完美，为什么汽车还会失控？这种莫名其妙的现象成了驾驶员挥之不去的噩梦。 有一种失控不是侧滑、急刹、发飘、胎纹磨损、道路湿滑、积水或机件故障等原因造成的，这就是下面要介绍的 “过多转向”汽车接近临界车速时要发生的失控，对其解释要用到汽车操纵稳定性理论。下面就向各位
