流言终结者——前驱vs后驱，哪个加速更猛？

BMWCHE/2016-01-12/ 分类：技术解析/阅读：

以奥迪A4 B7 1.8T 手动，先忽略发动机和手动挡，就借用这台车的动力学参数，说简单点，就是借用这个平台，比如轴距、重心高度、前后轴重比，轮胎参数等，通过计算来引出结论。 ...

前驱还是后驱，哪个动力好，哪个加速快？以奥迪A4 B7 1.8T 手动，先忽略发动机和手动挡，就借用这台车的动力学参数，说简单点，就是借用这个平台，比如轴距、重心高度、前后轴重比，轮胎参数等，通过计算来引出结论。这也是德国人经常用的方法，用真实案例来讲学，而不是从一堆方程入手。

这是一台前驱车，重心偏高且略微靠前，前后轴重比约为60%:40%，如果发动机逐渐提高数据扭矩的话，车子加速感就会越来越强。于是我们计算出下面一个曲线图，表示发动机数据扭矩和车子加速度的理论对应关系。为了形象一些，我们采用g作为加速度单位，1g就是一个重力加速度。

这个图很粗浅，甚至是不对的，不要以为买台280Nm的车就可以获得1个g的弹射起步，那么千万级的超跑们都会笑的。加速度不可能无限制提高的，它受到轮胎抓地力、路面情况的影响，终归会碰到天花板，今天我们主要来研究这个天花板在哪里。

体验过加速的车主都知道，车子加速时，整个车身会有后仰的趋势，说形象一些就是车头抬起，屁股坐下，重量会发生后移。

的确，如下图，绝大多数车的重心（O点）都高于车轮中心（C点），通过车轮中心作用的驱动力F，会对车身中心造成一个顺时针的力矩，使车头上仰，前轴变轻。

我们可以通过公式推导计算出不同加速力道所造成的前轴轴重减少，而前轴越轻，车轮就越容易打滑。诺诺省去繁杂过程，直接看下图的红色虚线，这就是在不同的动力输出下的加速度物理上限，即“天花板”！也就是说，高于这根红色虚线的加速度都是实现不了的，会以车轮打滑告终。所以这台车的最大加速度，其实只有0.46g。

关于上述前驱车的计算模拟过程，我们得到几个结论：

1）重心越靠前，前驱车可以达到的极限加速度就越大

2）重心越低，加速过程中，发生的轴重转移就越少，加速感越稳定

3）在暴力起步过程中，128Nm的扭矩就可以让前轮打滑响胎，其余的动力暂时无用武之地（明白为啥1.4的Polo也可以响胎起步了么？）但是你跟人拼起步时，必须保证发动机输出扭矩瞬间达到128Nm，在怠速下，即使是满油门，多数发动机是达不到这个扭矩的，必须预先给一定的转速，再突然丢掉离合器，就可以保证从一开始就获得响胎起步的效果。当然，记得关闭ESP或ASR系统，否则它们检测到打滑，会限制动力。

4）增加一名70kg重的副驾驶后，极限加速度几乎不减少！这个跟大家平时想的不一样吧？下图的数据说话！（但是一旦换入2挡，多坐的这一个人就会有点点拖后腿了，具体为什么，再找机会深入探讨吧。）

有粉丝可能会疑惑，130Nm不到就可以响胎，那我买500Nm的车子不是浪费吗？不浪费，高速下，当空气阻力消耗掉车子大部分动力时，大排量和小排量的差距就体现出来了。不得不说，即使是你地板油，在车速不高的时候，500Nm的牛车和300Nm的家用车，真还拉不开差距，因为此时瓶颈不是发动机动力，而是附着系数。

OK，接下来说后驱。我们假设这台A4是后轮驱动的呢，加速是否可以改善不少？当然！因为加速时后轮会得到更多的重量，加速度越大，后轮越不容易打滑。于是，我们又得到了一根蓝色曲线作为后驱模式的极限加速度。大家可以看出，后驱的极限加速度会比前驱大0.1g。

注意到C点了么？假如这台车4个轮子都可以驱动，那么不管重量在加速过程中如何移动，只要动力在前后轮上可以相应分配，就可以发挥出最大的加速度，X5M的弹射起步，可以猛到司机都想吐，就是这个原因。图上为啥是0.85g呢？这是因为我假设轮胎和路面的摩擦系数是0.85（普通水泥道路），想高于0.85g，4个轮子就要同时打滑了。当然，如果你使用抓地力好的轮胎，在新铺设的柏油路上测试，四驱加速的理论成绩可以提高到1g左右，而仅仅需要280Nm（相当于3.0的普通自然吸气发动机）。但这个理想值往往是达不到的，由于前后扭矩分配系统的算法和响应速度，以及各种误差和现实的原因，导致我们一直无法触及理想，只能尽量逼近。

说到这里多P话两句，车子的最大加速度会不会突破摩擦系数的限制呢？汽车工程师告诉您，可以突破！只要肯花钱。

常见的有两种方法：

1）空气动力学设计。汽车行驶时会遇到气流产生阻力，消耗一部分动力。工程师们认为，爷有的是动力，就怕没地方用。于是他们通过设计车身的造型和附件，让这些阻力改变方向，把车身使劲往地上压。这样一来，在车重不变的情况下，车轮和地面接触得更紧密。

还是那套轮胎，还是那条路，F1赛车通过这样的设计，可以获得超过2倍车身自重的下压力！如果附着系数=1的话，理论的加速极限就可以达到3个g了！（F1是不是四驱，实际上达不到的哈）

但是使用空气下压力会遇到几个小弊端，比如，你必须达到较高的车速，下压力才会起作用；还有，前车的气流会干扰你的下压力，比如你跟车太近，车头相对风速过低，车头下压力不足，容易造成转向不听话（专业叫法是“转向不足”）。。。

算了，一说就停不下来。诺粉帮忙转发时，记得通过回复投个票，真有很多人对这个话题感兴趣的话，诺诺就单独开贴给大家聊F1的空气动力学吧！

2）轮胎技术的改善。这是纯粹通过改变附着系数的方法来实现突破。大家听过“热熔胎”没？这种轮胎通过驾驶预热，提高胎面温度（类似局部熔化，形成胶层），来“黏住”地面，提供高于静摩擦的抓地力，就好比一个“固体胶棒”，开到哪抹到哪，自身损耗巨大。此外，准备时间较长，冷态和雨天性能表现很差，所以热熔胎并非八面玲珑之辈。这一点也有很多知识和案例可以聊。

完成了上面的讲解，我们看到后驱车由于重心后移，比前驱车更利于加速。

在现实中，后驱车的设计者们为了更好的利用后轮的加速，把重心进一步后移。以宝马为例，发动机安装点进一步后移，前轮进一步靠前，蓄电池放在后备箱里面，都是为了增加后轴的重量，让极限加速度更高。后驱车加速时的实际表现，其实更好。

一些跑车，为了继续提高加速极限，但是又不希望轻易搭载昂贵的四驱系统，那么就继续往驱动轮上堆重量。比如后驱版本的Boxster，后轴重量达65%，极限加速度比轴重50:50的宝马明显高，柏油路面可以超过0.72g。总之，后驱车越舍得踩油门，加速越好。

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