Q1:为什么有的车辆在平的冰雪路面可以正常行驶,却在冰雪坡上趴窝了呢?
在水平的冰雪路面上,虽然两驱的车辆也会出现打滑迹象,但在打滑的同时,轮胎与地面会产生一定的摩擦力,这个摩擦力只要克服路面对车的阻力,车就可以顺利向前行进。要知道,即便路面再滑,轮胎与地面的摩擦力也不可能为0,摩擦力突破阻力并不是一件很难的事情(陷入雪坑是另外一回事),因此在水平的冰雪路面上,车辆很少出现因为打滑而无法动弹的情况。
典型的初中物理题就可以解释其中原因
但是换到带有坡度的冰雪路面,情况就大有不同了,车辆要想向前行驶,除了要克服之前说到的路面对车辆的阻力外,重力此时也成为了阻碍车辆向上攀爬的一个要素,两个阻力加在一起,车轮与地面的摩擦力就不一定能轻松克服了,这也是一些两驱车被难倒在雪坡上的原因所在。
Q2:为什么四驱车爬雪坡非常轻松,而两驱车的驱动轮只会在原地空转?
两驱车,顾名思义,在行驶的过程中只有两个轮子会产生动力,而另外两个车轮则为从动轮,不仅不产生动力还会产生滚动阻力,因此两驱车在行驶时除了比四驱车少了两个前进的驱动力外还会增加额外的两个车轮的滚动阻力,如果两个车轮与地面的摩擦力不足以克服整体的阻力和在坡道上的重力分量的话,车辆的驱动轮只能在原地打滑。
四驱车则不存在两驱车的从动轮的滚动阻力,除此之外,多出的两个有动力的车轮会与地面相摩擦产生更多向前的推力,阻力更小、推力更强,这是四驱车比两驱车在冰雪坡道上更具优势的方面。
Q3:为什么前驱车(前置发动机)比后驱车(前置发动机)爬雪坡的能力稍微强一些?
中学物理我们就学过一个公式 F = μFn (F为摩擦力,μ为摩擦系数,Fn为垂直于平面的压力)
这个公式在汽车爬坡中的应用就可以表示如下:轮胎的抓地力=轮胎花纹的摩擦系数*车重
有了这个公式解释起来就更加容易了,如今的乘用车大部分都采用前置发动机,大都存在着头重脚轻的现象,也就是前轴所承受的重量较大,而后轴则较小(前后配重比为50:50的车型除外),因此前驱车在上坡的时候有更多的重量压在前轴,也就是说驱动轴有更多的Fn,因此轮胎与冰雪路面的摩擦力就会更大,这也就意味着车辆会有更多的向前的力去克服阻力。
同样的道理,后驱车的驱动轴所承受的重力更小,因此Fn也会小,与此同时,前轴(非驱动轴)承受更大的重力更大,带来的阻力也会更大,较小的驱动力PK较大的阻力,这也难怪后驱车在爬坡测试中要比前驱车更为吃力。
此次的内蒙行,有一台小车的表现有点出乎我们的意料,在往返长达3000多公里的路途中它从未掉过链子,这就是Smart。Smart虽然也是一台后驱车,但是它的发动机被安置在车身后方,属于后置后驱,我们测试的这个冰坡压根就没有难住它。从上方的示意图中可以看到,由于发动机后置,车身有更多的重量被压在了后方的驱动轮上,这也就式得驱动轮与地面产生了更大的摩擦力,这样就不难解释Smart在冰面上游走自如的原因了。
Q4:为什么后驱车倒车爬上冰坡不靠谱?
从Q3的分析中可以推出,车在坡之后车的重心会向下偏移,本身车重的大部分就压在前轴,在坡道上更甚之,在上方的驱动轴由于Fn较小获得的摩擦力也就很小,加之前轴拥有更大的阻力,后驱车倒着上坡的理论也就不攻自破了。
Q5:爬雪坡的道理在车辆爬普通坡的时候同样通用吗?
事实上,这个道理在任何路面上都是通用的,只不过轮胎在与普通路面或者越野路面上接触时的摩擦力比较强,这种的摩擦力变化趋势体现的不是十分明显,而在像冰雪路面这种摩擦力非常小的情况下,该现象被放大。因此我们在越野时,如果遇到车轮打滑爬不上坡的情况,可以采取与雪地陷车相同的自救措施,如增大轮胎的摩擦系数、增大驱动轴上的载荷等等。
Q6:轮胎宽度增加会增大轮胎与冰雪路面的摩擦力吗?
从GIF图中可以看出,滑动摩擦力与接触面积无关
从实验测试中我们也能看到,虽然奔驰S级的275的轮胎宽度非常大,但是仍然摆脱不了被困的命运,轮胎打滑依然非常严重。从F = μFn的公式中也可以看出,摩擦力与接触面积没有丝毫的关系,因此轮胎宽度增加并不会增大轮胎与冰雪路面之间的摩擦力,也就不会意味着其拥有更强的脱困能力。
冰雪爬坡小妙招
从上面的分析不难看出,想要能爬上雪坡,需要车辆轮胎与地面有足够的摩擦力才行,如果遇到爬不上去的情况,我们就要从增加摩擦力的角度去解决问题,接下来告诉大家一些非常简单的诀窍,在关键时候可以发挥作用。
在东北、内蒙等冬季降雪较多的地区,冬季雪地胎、防滑链必不可少
在之前的原理解析当中,我们说到摩擦系数这个概念,车辆与地面的摩擦系数是决定摩擦力的一项重要指标,从这个角度来看,我们只能从与地面接触的轮胎上面做文章,雪地胎和防滑链是解决这个问题的最直接办法。
与普通轮胎相比,雪地(冬季)胎通过特殊配方来增大与冰雪路面的摩擦力,它的表面材质更软,胎面有更多的细小纹路。目前很多轮胎厂家都会提供雪地胎,我们可以根据价位,选择与自己车型轮胎型号相同的雪地胎即可。
如果没有雪地胎也没有关系,防滑链可以在关键时刻起到应急作用。防滑链对于车辆在雪地上的行驶稳定性和抓地力确实能够带来一定的提升,应付冰雪路面基本上没有问题,但防滑链远远做不到万无一失,它能够起到的作用只是降低风险,当然脱困能力的显著提升倒是大大降低了陷车的机率。
那么我们应该怎样选择呢?如果你所在的地区长期被冰雪覆盖,且在冬季驾车时间较长的话,最好还是选择一套雪地胎为好,当然它的价格并不便宜, 不过高投入确实能够换来更好的稳定性。相反,如果只是为了应急,价格更低廉的防滑链也算是一个比较合理的选择,不过它真的只能是为了应急,它的稳定性很难满足长期使用,车速低、舒适性差也都是它无法避免的弊端。
更多防滑链的信息,请猛戳--《脱困能力显著提升 防滑链冰雪路面测试》
如果只是应急,下面的方式会有些效果
●不要一味地向前,适当地向后退冲坡是个好办法
这个方法是最简单、也是最有效的一个办法,在坡上车轮打滑车辆无法动弹的时候,我们不妨挂倒挡让车先向后退一点,退到抓地力稍微好一点的地方,让车辆加速利用惯性冲上坡顶。
●避免大脚油门,挂二挡起步
在冰雪路面上,车轮经常会压出车辙,在车轮疯狂打滑的时候更容易为自己刨一个坑,这种情况下车轮前方受到的阻力会更大,更不容易脱困,因此在起步的时候需要掌握好油门,不要大脚油门,尽量减少轮胎空转,有雪地模式的车可以选择雪地模式。
●为驱动轮下方撒一些沙土
在此次的内蒙之行的许多盘山公路上,我们看见路边有许多小沙堆,一开始还以为是作为警示栏使用,后来才发现这些小沙堆是为了那些在冰雪路面上趴窝的车辆准备的,在车辆打滑时,可以在驱动轮下面撒一些沙土以增加轮子与地面之间的摩擦力,这也是为什么在下雪的时候市政部门会向较滑的地面撒煤灰的原因。
●让驱动轮上方获得更大的压力
遇到这种情况时,我们也要利用好自己的物理知识,在驱动轮上方加点力。如果是后驱车,我们可以在后排多坐几个人,如果是前驱车,那还是接着撒沙子吧......
- 第01页:null
- 第2页:影响因素很多 不同驱动车型冰雪爬坡实验(二)
- 第3页:影响因素很多 不同驱动车型冰雪爬坡实验(三)
- 第05页:MINI JCW COUPE车系频道

