如果我问你跌倒的时候,你是先伸左手还是右手去撑地?你肯定会脱口而出:俩手都得撑住啊,要不就摔脸了!
没错!
咱们本期话题的答案也是类似的,无论前后轮哪个抱去世,都危险。
但你若非要给它俩排个序,那你看这个视频就对了,本日随着我一起搞清楚有关制动的一些基本知识。

刹车时前轮和后轮哪个先抱去世更要命

制动不分前后驱

和咱们在上一篇文章(为啥说“先驱比后驱更稳”?背后的物理事理是什么? )中所谈论的先驱后驱问题不同,制动可不分前后驱。
为什么?很大略,对付驱动来说,先驱后驱的差异在于哪一对轮子有驱动力,而在制动时呢?你没听说过哪个车的前轮或者后轮没刹车片吧!
以是,从制动的角度来看,所有的车都是“四驱”的,并无太大差异。
(当然轴荷是有些许差异的,这个属于次要成分,我们先忽略)。
这时我们更在意的是,前轮或者后轮抱去世的时候,车辆分别会涌现什么情形,以及哪种情形危害更大一些。

后轮先抱去世

后轮抱去世,便是后轮不转了,这里有两层意思:

首先,它和地面之间处于完备的滑动摩擦状态,就即是失落去了抓地力,因此与地面间的摩擦力显著降落,全体车辆的总制动力也降落了,削弱了刹车性能,更关键的是,这时候前轮可没抱去世啊,它是保持着原有制动力的,前轮制动力大,后轮制动力小,这就会造成车尾比车头更快,因此会产生一种类似车尾“推着”车头往前冲的效果;其次,后轮不转,就意味着它和车身上其它任何静止部件没啥差异,因此它还能履行自己作为一个车轮的职责,朝着车轮的指向滚动吗?当然弗成了,它只能随着车身一起动了,车屁股往哪甩,它就随着一起,于是,危险就这样产生了!

凡是把车轮给踩抱去世了,那一定是紧急制动,紧急制动的时候驾驶员十有八九会伴随着一些躲避动作,可能是故意识的,也可能是下意识的,但是车辆一旦产生了转向的趋势,根据我们上期节目的剖析,那车身就一定会产生一个横摆运动,咱们当时起了个更普通的名字,自转,便是绕着自身迁徙改变中央的旋转。
那你看,不论怎么旋转,刚才说了,车尾是推着车头往前冲的,因此势必会加剧车辆原有的横摆运动趋势,造成甩尾!

那你要说我便是打去世不动方向盘,是不是就不会涌现这种情形了?欲望很美好,但实际上是险些是不存在这种可能的!
由于后轮在拖滑的时候,它对来自侧向的扰动的抵御能力大大降落了,侧面轻微有个扰动冲击,或者由于旁边后轮地面上的摩擦力稍有差异,那就会给后轴带来一个旋转的力矩,从而造成车身横摆。

这种状态很像一根木棍,一端被钉子钉住,而另一端可以自由摆动,当你用力去推尾部的时候,力道轻微一偏,就很容让木棍横过来,在咱们这个场景中,前轮由于具有良好的地面附着力,就像那个木板被钉在地上的那一端一样,而后轮由于抱去世拖滑,摩擦力相对前轮更小且循迹性损失,就像那个木棍能够自由摇摆的另一端。

因此后轮抱去世的特点,便是车辆随意马虎发生甩尾,如果这个时候车速还很快,那横过来之后,就很随意马虎发生侧翻,以是妥妥的,后轮抱去世是危险工况!

前轮先抱去世

套用前面的剖析,前轮抱去世失落去抓地力和循迹能力,那么前轮制动力小,车头速率快,后轮制动力大,车尾跑得慢,也就相称于车头拽着车尾往前冲,还是拿那根木棍来类比,木棍的后端被钉住,你往前拽它的前端,那很明显,无论木棍本来往哪偏,终极都会朝向你拽它的那个方向。

详细到我们的刹车问题上,那便是前轮会沿着抱去世前车头的提高方向连续滑行,同时它也拖拽着车尾往前滑行,由于后轮不具有转向的能力,那么也就随着一起走直线往前冲了!

以是我们可以看到前轮抱去世的特点:车辆不会产生甩尾,反而是即便抱去世前车身已经发生了偏转,在车头的拖拽下,车身也会重新回到之前提高的方向上!

哎,这个听起来彷佛挺安全,但是别高兴太早,前轮它是卖力转向的!
当你发生了抱去世,转向的能力也就损失了,因此,坐在前轮抱去世的车辆中,你只能眼睁睁地看着自己的汽车像一个大铁坨子一样撞向前方,啥也做不了!
这还不如侧翻呢,天旋地转、迷迷糊糊的就走了,这个生理压力得多大……

非劣解:四轮同时抱去世

说了这么多,前轮、后轮先抱去世都弗成,那我四轮同时抱去世可以吗?咱们连续看,车轮发生抱去世拖滑,解释车轮对地面附着力的利用率不足,摧残浪费蹂躏了地面的附着力,那前轮先抱去世便是前轮摧残浪费蹂躏,后轮抱去世解释后轮摧残浪费蹂躏,那么如何最大限度的利用四个轮子的地面附着力呢?显然,那只能是四轮同时达到抱去世状态!

但是话说回来,四轮同时发生抱去世不是一个最优解,如果有一种方法能够在制动过程中始终不让车轮发生抱去世最好,那始终都能最大限度的利用地面附着力,但是在无法担保轮子不抱去世的条件下,四轮同时抱去世是对地面附着力利用率最大的一种方案,我们叫做非劣解,普通来说便是矬子里面拔将军嘛,它不是最差,有比它更差的,比如前轮先抱去世、后轮先抱去世!

因此啊,人们就探索了一下,如何来分配前后轮的制动力,才能确保让一辆车的前后轮在全体制动过程中都能同时发生抱去世。
你别说,人家还真研究出来了,整出来这么一条曲线,叫做空想制动力分配曲线,也叫『I-曲线』。
只要你沿着这条曲线的走势来分配你的前后轴制动力,那么你的车不论行驶在什么附着系数的路面上,制动时都能做到前后轮同时发生抱去世!

空想制动力分配曲线

这条曲线的详细推导过程呢,我就不在这里展开了,实在便是对车辆制动过程中前后轴做力矩剖析就可以得到,这部分大家如果感兴趣,可以去看任何一本《汽车理论》教材,有专门针对制动力剖析的内容。

那你有可能会问,这个『I-曲线』为什么不能是一条直线呢?前后制动力按照一个固定比例分配弗成吗?这个问题很好,但在科普文章中,我还是只能给大家做一个定性的阐明,缘故原由如下:车轮和地面的附着力,它是正比于车轮上的垂直载荷的,便是在相同的地面上,哪个车轮上面压的重量大,哪个车轮的附着力就大,附着力在加速的时候便是驱动力,减速的时候便是制动力!
当车辆在制动的过程中,前后轴之间是伴随着载荷转移的,常说的那个刹车点头便是由于载荷转移造成的,因此在制动过程中,随着制动强度加大,载荷越来越多的往前轴转移了,刚说了载荷越大,前轴轮子上可以利用的附着力就越大,因此前轴包袱的制动力比例就越多,而这个比例的增加并非是线性的,因此你会看到『I-曲线』逐渐的向前轴方向偏转了。

有没有最优解

末了,还是要说,四轮同时抱去世只是一个非劣解,它并不屈安!
由于所有的轮子全部抱去世拖滑的时候,整车就相称于一个铁盒子在路面上滑行,想想都恐怖。
那该怎么办呢?有没有一种办法能够尽可能多的利用轮胎附着力,又能让车辆保持转向和循迹能力呢?

有啊,这便是大名鼎鼎的ABS呀,Anti-lock Brake System,它早已成为当代汽车的标配了。
但受限于篇幅,我会不才一期的节目中,给大家从物理事理上聊聊ABS为什么能够最大限度的利用地面附着力来进行制动的缘故原由!