版权声明:本文版权为网易汽车所有,转载请注明出处。

网易汽车3月17日报道 当年某品牌SUV的爬坡门闹得沸沸扬扬,不是动力不够,也不是离地间隙过小,到底为什么就是爬不上去呢?今天我们姑且不去讨论那个某品牌SUV的越野能力问题,而是用一场更为刺激、直白的冰雪爬坡测试来为大家分析一下在爬坡过程中到底什么才是决定车能否最终登上坡顶的决定要素,是驱动形式?是轮胎宽度?还是轮胎的花纹?下面就开始我们冰雪大作战中的最后一篇评测文章-不同驱动形式车型在冰雪道路上的爬坡测试。

此次,我们的目的不是考验车辆的通过性到底如何,也不是看看哪款车在冰雪道路上行驶更加稳定可靠,我们只是想从原理上进行一些通俗易懂的解释说明。当然,做这个测试最理想的状态就是使用相同的一款车在相同附着力的路面上以不同的驱动形式进行测试,不过三种驱动形式的车是找不到的,我们只好借了四台不同驱动形式的车型进行测试,这些车型既有A0级的运动小钢炮,也有200多万的豪华D级车,还有配备全时四驱系统的中大型SUV,更有通过性以及可靠性出色的分时四驱越野利器,我们做的只是测试实验,向大家说明影响车辆爬坡能力的因素有哪些,而不是车辆之间的爬坡能力对比,能否爬上坡都是次要的,希望大家不要用公平与否的角度来审视此次测试。

好了,前面做了这么多铺垫,下面有请主角登场。相信看过我们前几期测试的读者已经对这几款车非常熟悉,它们是:前置前驱的MINI Coupe JCW、前置后驱的奔驰S500、全时四驱的讴歌MDX以及分时四驱的牧马人,接下来我们先对这些车的外在硬件进行一下了解。

● MINI Coupe JCW

前置前驱 公路性能轮胎

从底盘结构上来看,无论是JCW版的MINI Cooper Coupe还是普通高性能版的MINI Coupe整体结构并没直接变化,关键部位材质也没有使用更为轻质的铝材所打造,在前后配重方面也跟普通款的MINI Coupe没有太大区别,曾经某网站对该车进行了前后配重比的测试,这款车的前后轴的配重比大概为65:35,还是前轴所承受的载荷更高(至于为什么提到前后配重比,稍后会有解释)。

轮胎:这台高性能版的MINI的设计初衷是为了提升其公路性能,在轮胎选择上也选取了偏向运动型的性能轮胎,性能胎主要是靠环型无纹的胎块来提高转向性能,三条以上大而宽的圈型凹槽排水保证湿滑路面的排水性,大的斜纹来提先加速及刹车的抓地力。一般公路胎也会基本是这个原则,贯穿的排水通道是必须,只是碎纹多一些。湿滑路面都还好说,但是冰雪路面,这种轮胎容易沾雪,这时候的抓地性能就大大下降。

● 奔驰S500

前置后驱 公路轮胎

在该测试中,我们没有选择配有雪地胎的ATS,而是选择了这一台前置后驱的大家伙。有人说,在冰雪路面上的摩擦力会与轮胎宽度有关系,这台奔驰S级的前后轮宽度分别达到了245和275,在普通的量产车中已经算是非常宽的了,并且车身也是非常的重,在这次测试中能否突破打滑极限呢?我们稍后为您揭晓。

● 讴歌MDX

全时四驱(SH-AWD) 公路轮胎

MDX 的SH-AWD超级四轮驱动力自由控制系统可以算作是讴歌的当家技术了,这款全时四驱系统的结构比较特殊,它并没有中央差速器装置,前后轴的扭矩分配是通 过后桥的2个多片离合器式限滑差速器来实现的,前、后轴间动力可以在90:10-30:70之间无级切换,而两侧后轮间则可以实现扭矩 100:0-0:100的转换,这套系统对于越野能力的帮助并不大,主要是为了提升公路性能。

我们从5系GT、MDX、奔驰R350 4matic、路虎揽胜四款车中选出了MDX作为此次全时四驱的代表车型,这套号称四驱车历史上具有里程碑意义的SH-AWD系统到底实力如何呢?众所周知,人们对于电控全时四驱的认识在于调整前后轴动力输出来增加有效驱动力,而在SH-AWD出现之后,动力分配的范畴从简单的前后轴分配增加到了可以实现左右车轮之间的分配,而且关键点还在于它是主动分配,而不是像限滑差速锁那样被动的将动力进行转移。听到这里是不是很感兴趣?

● 牧马人 Rubicon

分时四驱 越野轮胎

牧马人Rubicon装备了一套名为Rock-Trac的分时四驱系统,带有中央机械式分动箱,低速档传动比为4:1,前、后轴还装备了电控锁止的Tru- loc差速器锁,打开后动力能够平均分配到四个车轮上,车辆前轴的稳定杆也可手动断开,目的是为了增加悬挂的行程从而提升通过性。

这个测试对于整个旅程中表现最为抢眼的牧马人来说简直就是小儿科,这款到目前来看最稳定、最可靠的朋友面对冰坡根本不屑一顾,自己轻松通过的同时还会时不时地帮S级掉个头什么的......

介绍完车辆,我们的实验就正式开始了!

相关阅读:挑战达里诺尔湖 网易冰雪大作战全纪实

测试路况介绍:

我们选择的这一个冰雪路段并不是越野山坡,而是一个在内蒙和东北地区常见的有积雪覆盖的盘山公路,坡度并不陡,在没有冰雪覆盖的时候就是普通的柏油马路,不会存在因动力不足、或者车辆通过性不佳等原因爬不上去,值得注意的是,这条路的积雪大部分被车辆压平,部分地方有结冰,因此这也加大了车辆爬坡的难度。

● MINI Coupe JCW

首先上场的是MINI,我们在爬坡之前将MINI的ESP系统关闭,避免因打滑而造成车辆动力输出中断。我们采用了比较保守的浅油门起步,尽量避免车轮在起步的时候打滑,在刚刚起步后没多远,MINI的车轮就已经出现了打滑迹象,此时无论是缓缓给油还是地板油加速车轮只能保持着空转,车身却停止不前。

在车身停止向前车轮打滑的过程中,MINI并没有出现车尾左右甩的情况,单单只是车轮打滑,最终爬坡宣告失败。

● 奔驰S级

MINI之后,我们派上身材魁梧的S级,在将车挪到拍摄机位之前,S级就已经动弹不得,我们只能将车推到指定地点,同样的关闭ESP系统轻点油门起步。经过几次尝试之后,S级的后轮打滑现象严重,甚至将后车轮下方刨出一个小坑,死死地陷在里面,并且随着油门的加大,车轮的空转愈发强烈,此时车尾会向左右来回摆动,这是前驱的MINI没有过的状态。

曾经有网友说过后驱车在上坡过程中遇到打滑现象时,可以选择倒车上坡脱困,这个办法真的管用吗?我们此次也对这个说法进行了实验论证。

我们将此时动弹不得的S级掉了一个头,在相同附着力的道路上挂上倒挡缓缓给油,车轮还是继续打滑,换个方式给深油门车辆还是纹丝不动,由此可见这个方法并不靠谱,稍后我们会为大家解释一下其中的道理。

● 讴歌MDX

前面的两台两驱车全军覆没之后,接下来就是四驱车的天下了,MDX不费吹灰之力,开启ESP的情况下,车轮没有任何的打滑成功起步,关闭ESP系统后,给油稍大一点起步时前轮会有轻微空转,但在更多的驱动力迅速传导至后轮之后,车辆便稳稳起步,要知道这款MDX所配备的轮胎只是普通的公路轮胎,轮胎花纹与前面的两台车大同小异,因此可以看出四驱系统从中起到的作用是非常明显的。

● 牧马人

最后是牧马人登场,在测试之前我们就已经领略到牧马人的厉害之处,此次的爬坡测试只是想感受一下牧马人的前后50:50的驱动力与MDX的全时四驱到底有什么区别。由于牧马人的越野轮胎抓地力比MDX更强,因此在缓慢起步的时候没有出现轮胎打滑的迹象,而全油门起步时前后车轮的打滑程度也非常相近,动力传递更加直接,点下油门之后车随即就有向前窜的感觉。

好了,看完上面的测试,相信大家也对不同驱动形式车型的冰雪路面的爬坡能力有了个大概了解,下面我们就为大家解开为什么两驱车爬不上去,而四驱车却如履平地的原理。

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。

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......

作者:褚超