台灣真的不需要4驅嗎？？？ - 汽車

關於四驅雨天抓地的討論，最近在臉書剛好看到相關的說明
轉過來這邊給大家參考
內文也說明2WD或4WD在麋鹿測試不會有差異的原因

https://www.youtube.com/watch?v=VrKWVvMcKBo&feature=youtu.be
skoda superb四驅二驅的溼地表現



作者Jeffrey Wang
[前言] 本文的緣起：
https://www.facebook.com/groups/770290829743673/permalink/2662991483806922/

Jeffrey Wang：『黃正擁 大大，媒體大多將 AWD 神化/美化了；
小弟現在正忙，會另行抽空、
另外開版來個「長篇大論、廢話連篇」解釋給您聽 ...』

所以，今天小弟就來兌現承諾了 ... :)

首先，
當車輛在行駛時，輪胎與地面之間可能會產生三種力：
「滾動摩擦力、滑動摩擦力、靜摩擦力」。
其中，
「滾動摩擦力」只與「油耗、噪音」有關，不是今天的主題；
「滑動摩擦力」主要發生於「打滑」之後，也略過不談；
所以今天的主角就是「靜摩擦力」。

[本文]：

對於 AWD (Full-time 4WD)，很多人都有一種迷思、誤以為：
「後輪得到引擎驅動力之後，後輪的抓地力會變好」(其實不對)；
這種迷思的起源，
一來，是被「不明究理、別有用心(幫車廠宣傳)」的不長進媒體所誤導；
二來，是將輪胎的兩種物理特性
「抓地力 (traction)」與「偏滑角 (slip angle)」混為一談、搞擰了。
所以，
小弟的下文將會分成
「抓地力 (traction)」與「偏滑角 (slip angle)」兩部分、各別詳述。

【抓地力 (traction)】：

何謂「抓地力 極限」？物理學上的意義
就是：
「輪胎與地面之間的『最大』靜摩擦力」
= 該輪胎的負重 × 當時的地面與胎面之間的靜摩擦係數

何謂「輪胎打滑」？物理學上的意義
就是：
「施加於該車輪上的『引擎驅動力 + 煞車力 + 過彎離心力』
三者的『合力』(向量總和)
超過了上述的『抓地力 極限』(= 輪胎與地面之間的最大靜摩擦力)」。
也就是說，
當施加於某一車輪上的「合力」(引擎驅動力 & 煞車力 & 過彎離心力的向量總和)
超過了當時該輪胎與地面之間的「最大靜摩擦力」之時，
「輪胎打滑」就會發生。

所以，
對某一車輪「增加驅動力」，會導致/加重 該輪胎的打滑傾向；
對某一車輪「減少驅動力」，會消除/減輕 該輪胎的打滑傾向。

再舉個例：
當某輛 前驅車在公路上以「定速巡航、直線」行駛，此時施加於
後輪上的「合力」(引擎驅動力 & 煞車力 & 過彎離心力的向量總和) 趨近於零，
所以此時它的後輪的抓地力 (traction) 是處於最佳狀態。

那麼，在 TCS 系統尚未普及之前的時代，
大家公認的「AWD 車款的行駛安全性確實是遠勝於 2WD 車款」，
又是怎麼回事？

其實原因是這樣：
以 2WD 的前驅車而言，每個前輪會分配到大約 50% 的引擎驅動力；
反觀 AWD 車的每個車輪，只會分配到大約 25% 的引擎驅動力；
所以，
AWD 的驅動輪 發生打滑的機率
比 2WD 的驅動輪 來得低 。

但是，因為目前 TCS 在新車市場中已經非常普及(尤其是進口車)，
所以情況已有所改變；
如下：
前驅車 (例如 Vitara 的 2WD 版) 如果有配備 TCS/ESP 的話，
一旦偵測到某一前輪開始打滑的話，電腦就會立刻自動降低引擎輸出、
以便減少該車輪上的引擎驅動力；如此一來，行駛「安全性」就保住了，
但車速卻會因此而降低，所以「駕駛樂趣」就因此減損了。
另一方面，
反觀 Vitara All-Grip 的 Auto Mode 在相同的狀況(某一前輪打滑)下，
如果它能在 TCS 作動之前、就搶先一步將部分引擎動力傳至後輪、
而消除了前輪打滑現象的話，那麼電腦就無須再降低引擎輸出了，
所以車速就不會因此而降低，所以「駕駛樂趣」就保住了。

由上可知，
如果單單只就「柏油路面上的行駛安全性」來看的話，
有配備 TCS/ESP 的 2WD 版 Vitara 其實並不遜於 Vitara All-Grip；
但若是加上「駕駛樂趣」考量的話，
2WD 版 Vitara 當然就遠遠遜於 Vitara All-Grip 了。 :)

至於江湖上流傳已久的「後輪得到引擎驅動力之後，後輪的抓地力會變好」，
這個說法以物理學的觀點來看，根本是個「似是而非」的錯誤論述；
因為，
就以 Vitara All-Grip 的 Auto Mode 為例，實際上其實是這樣：
當電腦偵測到前輪因路面積水而打滑時，
立刻自動將一部分的驅動力由前輪轉移至後輪；
然後前輪因為「引擎驅動力減少了」，所以打滑現象就因此消除了。

也就是說，實際上的因果關係其實是這樣：

部分引擎驅動力由前輪轉移至後輪 → 後輪得到引擎驅動力
→ 前輪的引擎驅動力減少了 → 前輪的打滑現象消除了。

以下另舉一例說明：

假設某台 前驅車的車重 1000 kg，前後配重是 60:40，
輪胎與地面之間的靜摩擦係數 = 1；那麼它的
每個前輪的「胎面與地面之間的最大靜摩擦力」= 300 kgw，
所以它的最大驅動力總和只能到 300 x 2 = 600 kgw 為止；
一旦超過 600 kgw 之後，兩個前輪就會開始打滑。
再來，
假設某台 AWD 車的車重 1000 kg，前後配重是 50:50，
輪胎與地面之間的靜摩擦係數 = 1；那麼它的
每個前輪/後輪的「胎面與地面之間的最大靜摩擦力」= 250 kgw，
所以它的最大驅動力總和能夠到 250 x 4 = 1000 kgw 為止；
一旦超過 1000 kgw 之後，四個車輪就會開始打滑。
如上，
因為 1000 kgw > 600 kgw，
所以 AWD 車款不但在「駕駛樂趣」方面勝過 2WD 車款，
而且在「TCS 系統尚未普及的時代」中、
AWD 車款的行駛安全性上也是優於 2WD 車款。

但是，從上述的例子，我們可以看到另外一個問題：

當 驅動力總和超過 600 kgw 之後，那台前驅車的兩個前輪就會開始打滑，
但此時它的兩個後輪卻不會打滑 (除非駕駛人亂踩剎車)；
再來，
當 驅動力總和超過 1000 kgw 之後，那台前驅車仍然只有兩個前輪打滑、
而兩個後輪卻不會打滑 (除非駕駛人亂踩剎車)；
但反觀那台 AWD 車，它的四個車輪卻都會開始打滑了！

上述的現象，就是以往車壇中常說的：
AWD 車的操駕極限比較高；但如果超過極限、失控之後，卻比較難救 ...
【偏滑角 (slip angle)】：

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%81%8F%E6%BB%91%E8%A7%92

當車輛在「過彎」之時，關於每個輪胎的
「偏滑角 (slip angle)」或「偏滑角產生率」的數值大小，
主要影響因素包括了：該輪胎的負重、施加於該輪胎的引擎驅動力、
煞車力、過彎離心力、胎壁軟硬度 ...等。

而當汽車在過彎之時：
後驅車的後輪得到的引擎驅動力如果越大
→ 後輪輪胎的「偏滑角產生率」就越大
→ over-steer (轉向過度) 的程度就越大
( 但職業賽車手可以利用此特性、
做出漂亮的 power-out 出彎，
讓「後驅車的油門」獲得「第二隻方向盤」稱號 )；
反之，
前驅車的前輪得到的引擎驅動力如果越大
→ 前輪輪胎的「偏滑角產生率」就越大
→ under-steer (轉向不足) 的程度就越大
( 但職業賽車手可以利用此特性，
在彎道的後半段 大腳油門、 加速「出彎」)。
至於
AWD 車的轉向特性，相對於 後驅/前驅車而言，
AWD 雖然比較接近「中性」(穩定)，
但也缺乏了上述的後驅/前驅車的那兩種「出彎技巧」操作空間。

另外，例如，2WD 前驅版的 Vitara 在過彎時，
因為 100% 的引擎驅動力都在前輪，
所以「轉向不足」的程度就比較大；
反觀
處於 Snow 模式的 Vitara All-Grip 在過彎時，
大約有 40% 的引擎驅動力被傳至後輪
→ 前輪的引擎驅動力剩下大約 60%
→「轉向不足」的程度就變小了 ...

但是，但是，
上述的「轉向過度」「轉向不足」，在物理意義上
與前文的「輪胎因失去 抓地力(traction) 而打滑」
完全是兩回事喔！可別搞混了！
【總結】：

回到 黃正擁大大所說的「麋鹿測試」...

https://zh.wikipedia.org/…/%E9%BA%8B%E9%B9%BF%E6%B5%8B%E8%A…
如上，
「麋鹿測試」的測試過程：
「... 在駕車進入測試路段時，測試員
應在『不踩剎車和油門』的情況下迅速變線至逆行道以躲避障礙 ...」
所以，
既然是「全程不踩煞車、不踩油門 (所以引擎驅動力 幾可忽略)」，
那麼 AWD 在「麋鹿測試」中 還有啥特別優勢可言？不言可喻！

總之，
影響「麋鹿測試」成績的主要因素就是：重心高度、
輪胎、懸吊設計、彈簧/避震調校、前後配重、
ESP 的介入程度/性能 ... 等等；
而與「驅動方式 (2WD/AWD)」沒啥特別大關係 ...
【後註】：

本文至此，所討論的只是關於
在 on-road (柏油路)場合的 AWD (Full-time 4WD)，而並未包括
在 off-road (越野)場合的 Part-time 4WD 喔！
一來是因為，
Part-time 4WD 在 off-road (越野)場合
的強悍無庸置疑、遠勝於 AWD；
二來是因為，
Part-time 4WD (亦即 Lock 模式) 是另一個完全不同的領域！
另外可參考：
https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=277&t=5266334

--