有点长，不好意思。欢迎拍砖，别太狠就行，嘿嘿


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这段时间下雪的地方挺多，于是冰雪路面上的驾驶成了各位TX一个比较热门的话题，尤其是在雪地上刹车的话题。有说ASR灯频闪的，有说ABS咯噔噔响不觉得有作用的，有说刹车漂移（甩尾）的，也有说这时候要是有ESP就好了的。在此，本人斗胆解释 一下这些现象后面的原因，顺便提出一个倡议，倡议使用规范的术语。

汽车和大多数轮式驱动的车辆一样，车轮和地面之间的摩擦力是汽车能够起步、加速、巡航、转向、上下坡、减速和停车的唯一的力量之源。没有这个摩擦力不论你的发动机功率多大、扭矩多大、转速多快，汽车是不会移动半步的，除非你用的是航空或者航天发动机，是以气动力为驱动力的。因此可以说一辆汽车的运动性能的好坏，很大程度上是受这辆车的车轮与地面的摩擦力约束的。所以，汽车厂商和轮胎厂商都在想方设法地提高车轮与地面之间的摩擦力，只有这个力大了，发动机的高性能才能得以充分体现。以下所称汽车均为普通以汽油机或柴油机为动力，通过橡胶轮胎车轮驱动的民用车辆。

首先就这个摩擦力做一个解释。笼统地说，车轮与地面的摩擦力分为滑动摩擦和滚动摩擦。这里所说的对提高车辆性能有好处的摩擦力仅指滑动摩擦力，而滚动摩擦力只是纯粹的阻力，只求降得越低越好（以下所称摩擦力均为滑动摩擦力）。滑动摩擦力又分为静摩擦力和动摩擦力。所谓静摩擦力是指一对摩擦副之间没有相对滑动时的摩擦力，而动摩擦力是指一对摩擦副之间发生相对滑动时的摩擦力。具体到汽车上来说就是车轮与地面没有发生打滑情况时，提供的是静摩擦力；而发生打滑时，提供的动摩擦力。初中物理就学过，同一对摩擦副在同等条件下，最大静摩擦力大于动摩擦力。所以汽车在设计和使用中都要想尽办法利用最大静摩擦力，避免出现动摩擦的状态，但是从最大静摩擦状态进入动摩擦的状态往往是一步之遥，转瞬之间的事。从摩擦力曲线来看，最大静摩擦力是一个峰值，过了这一点，摩擦力转变为动摩擦力，同时力的大小也小于最大静摩擦力，并维持水平。正是因为最大静摩擦力的状态很不稳定，于是就出现了ASR、ABS、EBD、ESP等电子设备来帮助汽车在大部分情况下都处在最大静摩擦力的状态下。

车轮和地面之间的摩擦力在不同场合等同于不同的其它力。当用于汽车正常起步、加速和行走的时候，它等同于汽车的牵引力或者驱动力。当汽车在正常制动的时候，它等同于汽车的制动力。注意，上述等同是指在汽车的正常状态下。当汽车出现驱动轮打滑或制动抱死的状态时这个等同就不成立了。这时驱动轮与地面之间是动摩擦状态。根据摩擦力的特性，摩擦副在进入动摩擦状态后，它们之间的摩擦力将维持在一个比最大静摩擦力小的水平状态，与外力大小无关。

所以当驱动轮打滑时，不论发动机输出多大的动力，也不论传动系统传递到驱动轮多大的牵引力或驱动力，车轮和地面能提供给汽车的驱动力只有它们之间的动摩擦力那么大，多出来的驱动力只是用来使驱动轮打滑空转得更快而已。因此，工程师们设计出了ASR系统，通过ASR系统避免驱动轮出现打滑，使驱动轮能提供的驱动力一直处于小于等于车轮最大静摩擦力的状态。因此，电影中汽车启步时驱动轮打滑，轮胎和地面摩擦发出刺耳的声音并浓烟滚滚等，只是为了增加驾驶者和观者的刺激感而已，对汽车的加速性能没有好处。所以有ASR系统的车辆在起步急加速时，看似没有轮胎的摩擦声，没有浓烟，好象不如打滑的情况起步快，实际上是比打滑起步要快。

同理，当制动时车轮抱死时，不论驾驶员用多大的力量踩制动踏板，也不论制动钳和制动盘或者制动蹄和制动鼓之间的摩擦力多大，车轮和地面能提供给汽车的制动力只有它们之间的动摩擦力那么大，而这个动摩擦力比它们的最大静摩擦力要小。因此，才出现了ABS系统，使车辆在制动时，不出现车轮抱死状态，使车轮和地面之间保持在最大静摩擦力的状态，从而使车辆获得最大的制动力，最大限度地缩短制动距离。所以电影中汽车紧急刹车，车辆在车轮抱死发出巨大且刺耳的刹车声中停下，也只是为了增加观众的刺激感而已，并不代表汽车的制动距离因此而缩短了多少。

因此，ABS的初衷是为了使车辆在各种路面条件下都获得当时条件下的最大制动力，尽可能地缩短汽车的制动距离。ABS最早是出现在飞机上。因为再早以前，缩短飞机降落后的滑跑距离的迫切性比缩短汽车的制动距离的迫切性要高得多，而且当时ABS成本也相当高。随着技术的进步，ABS的成本开始降低，汽车也开始普及，ABS逐渐开始在汽车上普及开来。人们在研究ABS系统时，发现ABS带来的另一个好处，那就是避免车辆在制动时出现甩尾并在制动过程中保持对车辆前进方向的控制能力。人们在研究中发现，当车辆后轮抱死、前轮不抱死时，车辆会出现甩尾现象，这是一种极度不稳定的状态。而当车辆前轮抱死、后轮不抱死时，车辆不会甩尾，而是沿着抱死前的前进方向继续前进，不再受转向轮的控制（前轮是转向轮时）。所以，当车辆应用了ABS之后，这些不利现象均得以消除和控制。但是，现在汽车厂商在宣传ABS时，多以车辆制动时能继续控制前进方向为宣传点。这主要是ABS的这个功能方便进行宣传，一两幅图片就说明问题了，不象缩短制动距离那样，还要用数据说明才直观。

最早在车辆上应用的ABS系统只是单路ABS系统，当车辆的4个车轮所处的地面条件一致时，车辆能获得最大的制动力，因为4个车轮都到达最大静摩擦力，这时单路ABS是没有问题的。但是这种理想状况出现的机率是较小的。大部分情况下，4个车轮分处的路面状况是有差别的，极端情况下，差别还很大，比如半冰雪半柏油路面。这时，为了保证不出现任何一个车轮抱死的情况，车辆所能获得的最大制动力是4个车辆中最小的静摩擦力。所以为了使车辆在任何条件下都可获得当时条件最大的制动力，最理想的情况是ABS分别对4个车轮进行防抱死控制。这在早期的技术条件下实现起来有相当的难度。当然，现在随着计算机技术的发展，这样的控制已经不是什么问题了。而且现在在ABS的基础上出现了EBD系统，就是对4个车轮的制动力进行分配调整，保证车辆能获得最大制动力。

同样ESP也是建立上ABS基础上，融合了发动机控制技术，开发出来的，对车辆行驶状态随时调整的系统，保证车辆在大部分情况处于一种稳定状态，最大程度地避免车辆的失控。

综上所述，可以看出，汽车的加速、制动、爬坡、越野等性能都取决于车轮与地面这间的摩擦力。这也是汽车设计师们想方设法增大这个摩擦力的原因。为了区别于物理学上常常作为阻力出现的摩擦力，汽车工程专家给了这个力另一个很形象的名称：附着力。字面上理解就是使车轮能附着在地面上的力，也就是车轮与地面之间的最大静摩擦力。当车轮出现滑动，就称为车轮失去附着力了。在冰雪路面上时，则称车辆附着力很小。

[ 本帖最后由 fourdrive 于 08-01-17 22:55 编辑 ]

接1楼
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增大附着力的方法有很多，比如鸭尾、扰流板等是在车辆高速的时候，通过空气动力形成向下的压力，从而增加车辆的附着力。使用宽胎，增大轮胎与地面的接触面积，也增加了附着力。但是增加附着力是有代价的，就是附着力的增加也导致了滚动摩擦力的增加，滚动阻力的增加会导致油耗和轮胎磨损的增加。因此，这中间就有一个平衡的状态，既附着力和油耗之间的平衡。可以想象，一辆奥拓在其它配置都不变的情况下，换上225的宽胎跑起来有多吃力。也可以想象，ANAN如果换上奥拓车轮那样窄的轮胎是多么地不谐调，虽然油耗会有所降低，但ANAN的加速和制动性能都必将大打折扣。因此，市场上所销售的汽车所配的轮胎尺寸应该是经过汽车厂商综合设计之后的结果（除非有不良厂商为了降成本或刻意追求低油耗故意使用窄胎），也就是说保证车辆在大多数情况下的附着力的同时，又平衡了车辆的油耗而得出的结果。这也是我不主张轻易更换宽胎的原因。
我想当我们对汽车附着力有了深入了解的时候，就能更好在驾驶中操控我们的ANAN。虽然没有ESP，但要知道所有这些ASR、ABS、EBD、ESP都不是万能的，它们只能在一定程度上减少事故的发生，它们都是被动安全系统。真正主动的安全系统只有一个，那就是驾驶员。所以也不要抱怨ASR、ABS在冰雪路面上好象都没多大作用，那是因为你的操作太猛、车速太快（虽然相对干燥路面的速度可能已经很低了），而车辆在这样的路面上的附着力很低所致，与这些系统无关。如果没有这些系统，情况可能会更糟。
在此，我还想提出一个倡议，倡议各们TX在平时的交谈中都使用规范的术语。就象上面说的附着力，我相信，现在很多汽车媒体，甚至一些专业的媒体都不太提这个术语了。取而代之是“抓地力”，好象很生猛，很有力量感，很形象。其实这是一个极为不规范的用语，是一些媒体记者，尤其是港台地区的人，为了吸引眼球而使用的一个词，没有任何理论依据。这个用语用在履带式车辆或者是越野车轮在松软路面上的情况下还是有道理的，因为这种情况下，摩擦力不再是唯一的驱动车辆的力了，还增加了路面泥土的剪切应力。但是用在普通的城市道路车辆上就没有任何道理了，因为这是硬路面，车轮是“抓”不到地面里去的，只能是附着在地面上。轮胎上的花纹也不是为了“抓”地的，那主要是为了保证车辆在积水路面上行驶时，能及时地将地面与轮胎之间的水排出要设计的，还有降低胎噪的目的。这也是为什么F1在干跑道上用的干地胎胎冠是光面没有花纹的，而下雨了，赶紧要换上带花纹的湿地胎的原因。因为轮胎的花纹并不能增大附着力，相反减少了摩擦面积，也就减少了附着力。所以附着力才是规范的专业术语。
我觉得现在的汽车媒体都处于一个急功近利的状态，一些专业术语用得都不规范。下一次我将就另一个专业名词的使用提出我的看法。希望我们大家都共同努力，使用规范的专业词语。

多谢潜艇和R版加分，加精！

不好意思，表达得还不够清楚简练，多包涵！

不好意思，今天才看到后面这些回复。
在硬路面上，轮式车辆的附着力就是轮胎与地面的摩擦力。你所说的与接触面积无关从中学物理的角度解释是正确的。但是要知道中学物理所讲述的内容是回避了很多物理特性的，比如与我们这里讨论的问题相关的就是：在做力学分析的时候，都假设物体是绝对刚性的（弹簧除外），是不产生形变的。所以，滑动摩擦力的大小与面积无关是建立在摩擦副是绝对刚性物体这一前提下的。但是到目前为止，好象还有那个科学家发现或制造出具有绝对刚性的物质。在现实的物理现象中，如果一个物体的刚度没有出现失稳的时候，还是可以把它当成一个刚性物体，应用中学物理的滑动摩擦力公式来计算摩擦力的。那么在现实世界中，轮胎与地面的接触面积是否会对车辆的摩擦力（附着力）产生影响呢？下面就来分析一下：
假设如下前提以简化分析的过程：
1. 汽车的总质量在更换宽、窄胎时不变；
2. 忽略在更换宽、窄胎时对车轮质量的影响（相对这只车轮承载的汽车质量来说，影响很小），也就是说不论装的是宽胎还是窄胎，轮胎对地面的压力是一样的；
3. 宽胎和窄胎的胎压是一样的；
4. 宽胎和窄胎都是用相同的橡胶材料经过相同的制造工艺制造出来的；
5. 忽略轮胎花纹的影响
6. 支承轮胎的路面是硬路面。所谓硬路面是指路面的刚度比轮胎高很多，路面承受车轮传来的压力而产生的形变很小，可以忽略不计。
在这样的情况下，用宽胎和用窄胎时，轮胎对地面的压力是一样。虽然压力大小一样，但是压强却不一样。很显然窄胎要承受更高的压强，因为其与地面接触面积要小。压强越大就意味着单位面积的接触面承受的压力就越大。制造轮胎的橡胶是一种弹性物质，单位面积的压力越大，变形就越厉害，就越容易出现刚度失稳。所谓失稳就是在外力轻微的作用下，极易从原来的稳定状态进入到不稳定状态。因此，车轮容易出现打滑现象。
如果说上面这段文字比较晦涩的话，举个例子就好理解了。比如你有块新橡皮，长方体形状的，不是圆头圆脑的那种。你是不是会发现刚开始用的时候，橡皮的方角很容易就破碎掉了，虽然你已经尽力轻轻地擦了？而随着方角越用越圆，橡皮越来越结实，用很大力去擦都不容易破碎？就是这个道理。
上面说的是车轮在一般的硬路面上，因为摩擦力大，容易使窄胎的橡胶进入失稳状态而打滑。那么在冰雪路面上会不会呢？因为橡胶对冰面的摩擦系数已经很小，而且低温会使橡胶变硬，提高其刚度。但是不要忘了，冰有一个特点，在受到压力的时候，会化成水，而且压强越大，越容易化成水，所以冰很滑。这就是为什么滑冰用的冰刀要做成很薄的形状的原因（速滑刀比艺术刀和球刀都窄）。这时候用窄胎的汽车就象穿上了冰刀一样危险。
所以，轮胎材料本身的刚度决定了汽车用宽胎会获得比窄胎高的摩擦力（附着力）。在目前还没有出现刚度很高，质量很轻，与地面的摩擦系数很大的材料来代替橡胶轮胎的情况下，我们还只能使用橡胶轮胎。
其实，这也是刹车片为什么越大，刹车效果越好的道理。而为什么火车轮子就可以很窄？也是因为这个原因，因为火车轮和铁轨的刚度都非常高，不容易产生形变而进入失稳状态，所以它们可以做得很窄。实际上火车车轮与铁轨并不是整个轮宽都接触到的，你要是研究过火车车轮你会发现，火车轮与铁轨的接触部分只占了车轮宽度的很小一部分。
以上这些不知能否解答你的疑问。
[ 本帖最后由 fourdrive 于 08-01-26 00:15 编辑 ]