知乎热榜 ( ) • 2024-04-28 09:26
康贱猫的回答

谢邀,作为一个常年混在赛道里的车(yuan)手(zhong),要是想聊过弯谁更快,那肯定是兴奋得不行。本来事情很简单,不服咱们碰一碰,看看谁快就行了,但是有个最大的问题是,汽车和摩托车是不支持同场竞技的,毕竟肉包铁和铁包肉之间差了一个五花肉的距离,闹不好是要出事情的,因此我就只能退而求其次,从知乎的角度,来一波理论分析。

这次分析所结合的摩托车和汽车车型,分别选择Moto GP赛车和刚刚与摩托一同“刷分”二十四道拐的路特斯轿跑。

先说摩托车方面,Moto GP赛车:

Moto GP

虽然排量上限为1000cc,“区区”250匹马力,但是耐不住重量仅157公斤,算上驾驶者的话,推重比也能高于1:1,放开了跑的话,百公里加速2.6秒左右,极速能轻松突破350kph,看上图帅气的姿势就能知道,这些车绝对不好惹。

除了加速快极速猛以外,摩托的过弯也丝毫不逊色。从图中就可以看到,车手们会朝向弯心倾斜,俗称压弯,以此来实现降低重心并且抵抗离心力的目的。但是这里其实是个误区,哪怕看上去车手整个人都已经躺在地上了,实际上计算倾角的时候还是要以人和车的整体重心与接地点的连线与地面的夹角来计算,比方说下图里,它的倾角就是48度,实际的数据要比肉眼看上去的小一些。

进行一些简单的力学分析就知道,为了保证摩托车不摔倒,重力和向心力的向量之和一定会指向轮胎与地面的接触面。而这也就意味着,倾角越大,向心力越大。侧向加速度如果是1g的话,倾角就一定是45度。

所以问题也可以顺势简化为,汽车和摩托车谁的过弯g值更大?

如果看不懂g值的概念,可以参考我之前的文章:zhuanlan.zhihu.com/p/24简单来说,G值就是衡量车辆过弯极限的标准,值越高说明过弯越快。

如果倾角能到50度,大概侧向g值就能达到tan(50)=1.19g

是不是有更大的倾角我不得而知,毕竟我也不能拿个尺子对着照片量,但是我有摩托车过弯的遥测数据啊(笑),来直接上图。纵轴是纵向g,横轴是横向g,图中的曲线代表车辆在整个赛道过程中的g值变化趋势。

可以看到,这个赛道左弯居多,应该是个逆时针赛道,而且左右的弯型不太一样,右弯的半径更小,起到衔接的作用,所以才会出现只有横向加速度没有纵向加速度的那一串点。当然以上这些只是为了证明我能看懂这张图,下面才是重点:

这张图里可以看出,横向加速度的峰值在1.5g,稳态值大约是在1.2—1.3g左右。这也就意味着,摩托车在过弯时的物理极限就已经确定了。

这时候有些常跑赛道日的人就要说了,这也不高啊,我的家用车换套光头胎去赛道都能干到1.2g左右,摩托车也不过如此!这么说你可就too young too simple了,摩托车还有一个大杀器呢——宽度。

来吧,康贱猫老传统:上建模!

让我们假定一个弯的内侧半径是40米,赛道宽度10米,所以外侧半径就是50米。所以如果贴着赛道内侧拐弯半径40米的话,贴着外侧拐这个弯的半径就是50米。但是如果采用外-内-外的标准赛道走线,结果会变成多少呢?很反直觉的,答案不是60米,也不是70米,其实达到了74米,相较于内-内-内走线,转弯半径放大了接近一倍。

这时候又有人要说了,那明明摩托能走的线,汽车也能走,凭什么你说这是摩托车的优势呢?这不,摩托车宽度就要上场了。假定汽车通过一个弯道的极限宽度是40米,不能再大了的那种,然后汽车的宽度是2米,相当于在摩托车手的眼里,他面对的是一条宽2米,半径40米的弯道,又可以外-内-外了有木有?套娃就问你刺激不刺激?

让我们略微调整一下模型参数,代入新数据:

Boom!汽车用尽路面宽度才能实现的40米转弯半径,在摩托眼里就变成了45.8米,然后我们根据向心力公式a=v²/R可以得到,在向心加速度一致的情况下(车辆极限不变),转向半径从40米变成45.8米,车速可以提升2.7kph。如果按照通过45.8米半径弯道的车速折算到原本40米的基础上,相当于向心加速度增加了0.14g左右

也就是说,摩托过弯天生自带了0.1g左右的G值buff,这个buff会随着弯道半径的缩小而增大。

一句话总结一下,摩托车拥有极佳的推重比,更多变的线路选择,它就像战士,主打一个灵活,敏捷点满,力量中上,拥有极强的物理伤害。

那汽车是否就束手无策了呢?并非如此,汽车更像法师,属于力量点满,智慧也点满,主打的是一个魔法伤害。正所谓两条腿的跑不过四条腿的,但如何有效利用这四条腿,才是汽车的关键。

还记得刚才所说的摩托车必须让重力和向心力的合力通过轮胎与地面接触面的铁律吗?这个很关键,轮胎和地面的接触面一共就巴掌大小,有点像孙悟空逃不出如来的手掌心一般,任凭怎么压弯,一旦突破极限,直接人仰车翻。所以经常看到moto GP选手开着开着就在草上翻滚起来。汽车不同,汽车有四个轮子,只要重心和向心力的矢量投影在四个车轮与地面形成的方形面积以内,就永远不会翻车。因此汽车可以有更多的容错,可以尝试更极限的驾驶方法,乃至更有效地利用四个车轮的附着力。

所以汽车想要过弯更快,底盘调校就至关重要。这一方面,我相信拥有悠久且显赫历史的路特斯,以及其背后享誉业内的“路特斯工程”,算是专攻底盘调校的代表。从20世纪50年代就开始进入赛车运动并参与F1赛事,囊获过多项冠军,也带火过很多黑科技,汽车阵营排出这个代表我认为是很合适的。

神车和车神

一上来就放大好像有点不合适,算了算了,还是选择大家日常能接触到的车型——路特斯纯电超跑轿车EMEYA。

Emeya

虽然是一台轿跑车型,但其动力方面也丝毫不输,虽然车重相较于摩托更大,但是它拥有905匹马力,双电机四驱还带2挡变速,2.78秒破百,最高车速256km/h。

这台车把76年的赛道级底盘调校水准也应用在日常驾驶上,比方说什么50:50的黄金前后轴荷比以及超低重心这些传统汽车性能的吹牛项目就不多说了,主要说点别人没有或者有但是未必能做好的,同时也能成为汽车阵营击败摩托阵营的大杀器

第一是它的后轮转向。虽说现在很多电动车都在做后轮转向,但是绝大部分的目的是为了转向半径更小,低速挪车更灵活,高速变道更稳,但是鲜有为了运动性能去调校后轮转向的。这时候路特斯76年的赛道经验就能派上用场了,以往在赛车领域都用bump steer来控制后轮的束脚,如今有了后轮转向,高速变道时后轮与前轮同向转动,辅以多年积攒的调校经验,变道更稳更快,也更有驾驶乐趣。

第二是它的双腔空气悬挂配CDC连续阻尼可调减震器,实现了车身高度、“弹簧”刚度和阻尼特性的调节。汽车悬挂最关键的参数就是这三个,大部分玩改装车的应该也都接触过,分别是车身高度,弹簧刚度,阻尼大小,好多人为了这三个参数一遍遍得进改装厂,一遍遍得试车找高人,也未必能达到满意的效果。

空气悬挂可以通过气囊里空气的多少来调节车身的高度,就像气球一样,吹多点气就大点。但是调节弹簧刚度就比较有意思了,它是通过控制气流到达的腔室来实现的。就好比一个气球,捏起来是比较软的,这时候把他从中间夹住分成两边各半个气球,此时再捏就发现气球变硬了,一个道理。

CDC主要是控制减震器阻尼,通过改变减震器内阀门的开度限制液体的流动,达到调节阻尼的效果,不像传统的阻尼器中,阻尼特性是不可改变的。

有了这三种调节技术,汽车也就能更好地利用四个车轮的抓地力,从而让驾驶者挑战极限转向时更有信心。

第三是EMEYA还配备了48V主动防倾杆,又称主动横向稳定杆 (Active Roll Control - ARC)。横向稳定杆的功用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾,尽量使车身保持平衡,改善车辆平顺性。摩托过弯靠倾斜,汽车过弯靠的是不倾斜,因此防倾杆的重要性不言而喻。防倾杆通过连接两侧悬挂,将侧向力进行合理分配,以此让四个车轮受力更平均,增加抓地力。不同的赛道,使用的防倾杆组合也不同,通过引入电子主动防倾杆,车辆的适应性进一步提升,不仅走街更舒适,赛道也能更灵活

好了,智慧点满就先暂时介绍这些,还有那些个什么电控系统啊之类的就不多做介绍了,我再说各种炸裂的主动技能——空气动力学

都知道压力越大摩擦力越大,但是如果车重变大了,转向时的向心力也要更大,所以得不偿失。因此赛车都在注重轻量化。那么有没有既不增加车重,又可以增加压力的东西呢?没错,就是空气,有点像借东风的意思,但就是这么神奇。

比方说汽车重力是1g,过弯极限也姑且算1g吧,如果这时候空气给车提供了一个相等于车重的下压力,那么过弯时的侧向g值就能接近2g,更关键的是,这个空气所能提供的下压力并不止一倍车重。以上文提到的路特斯98T赛车为例,作为当年的F1赛车,它的下压力可以达到2.5倍车重,所以四舍五入的话,相当于过弯的g值可以直接干到3.5g,经过多年发展,如今的F1甚至可以干到5倍车重的下压力,提供5.5g的过弯g值。

这不,魔法伤害它就来了!任凭你怎么抠那0.1还是0.2的,我直接一波5g加成,上网就是快!(bushi)

之所以用路特斯EMEYA,因为在这台纯电超跑轿车上,也运用了多项赛车的空气动力学技术。

悬浮式双层尾翼: 在不同的驾驶模式和车速下智能调节,可以提供215KG的净下压力提高高速行驶的稳定性。相较于单层尾翼,这种双层结构的风阻更小,同时下压力更大,可以更有效地利用空气。主副唯一通过一组复杂的多连杆组件联动,精度更高的同时强度也更大,甚至在急刹车时可以作为降落伞一样竖起来,帮助更快减速。

主动伸缩气坝:打开时,提供最大76KG的下压力,关闭时,至多提升12km的续航。这个设计灵感应该是源自当年那台98T赛车,当时非常流行使用地面效应,通过降低底盘高度,把车吸在地上。但是由于性能过于逆天,导致车速过快,容易产生危险所以在F1里被禁了。

主动后扩散器:受现代F1的DRS功能启发,EMEYA可以根据车速智能调节开闭后扩散器,使气流快速通过底盘,减少尾部乱流,提高行驶稳定性。低速时则隐藏在车内,提升外观整体美感和车辆通过性。

主动进气格栅:打开时,帮助传动系统和电池降温散热;关闭时,降低风阻,提升至多23km续航

聊完了黑科技,让我们回到正题,究竟汽车和摩托哪个过弯更强呢?

大赛道汽车会更强,小赛道摩托会更强。

前两天我现场参与了EMEYA和摩托在贵州晴隆二十四道拐的线下battle,其结果证明,哪怕是在摩托最擅长的低速弯路段,EMEYA凭借优异的性能依旧能击败专业的赛用摩托。足以可见EMEYA这款车的底盘功力有多深厚。

除此之外,EMEYA还同时刷新了浙赛的四门轿车圈速榜,凭借其优异的空气动力学设计,在浙赛这种多弯的赛道里尽情驰骋。路特斯果然不愧是赛道老玩家,要么不出手,出手就是狠活。