极限竞速地平线4的车辆调校原理总结
极限竞速地平线4的车辆调校原理总结
第一章发动机
1.自然抽吸和加压
自然吸气是通过大气压力迫使空气进入燃烧室的一种形式。当气缸的活塞向下移动时,它吸入空气,这样燃料就可以在气缸中燃烧。常见的涡轮增压是利用内燃机运转产生的废气来驱动空气压缩机的技术。从结构上看,涡轮增压和自吸的区别在于增加了一个空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量,使涡轮增压发动机在相同的气缸容积下,可以吸入更多的空气进入气缸,支持更多的燃油燃烧,从而提高动力。原理和机械增压差不多,只是通过发动机曲轴直接驱动空气压缩机。
随着转速的增加,自然吸气发动机的功率和扭矩会以相对稳定的趋势增加。机械增压也类似,因为只要曲轴在动,空气压缩机就会给发动机提供压缩空气。但在低速时,废气无法提供足够的能量驱动空气压缩机,所以涡轮增压发动机在低速时表现不佳,需要保持一定的转速才能提供强大的扭矩和动力。特别是在越野和加速减速频繁的拉力赛中,要特别注意换挡,保证发动机转速。与涡轮增压相比,机械增压在高转速下会成为发动机的负担,因为机械结构难以适应极高的转速。
2.零件修改
更重要的是凸轮轴和涡轮。凸轮轴可以提高极限转速,使发动机在高转速下提供更大的动力,换挡更平稳。涡轮只是增加马力,马力不够就改装。
除非发动机马力太差,否则改装基本都是共享。
第二章离合器和变速箱
1.抓住
离合器影响换档速度。对于换挡频繁、加减速恒定的拉力赛和越野赛,加快换挡会提高加减速性能。
2.变速箱
通过调节变速齿轮的传动比,变速箱可以将发动机曲轴输出的动力以不同的扭矩和转速组合输出到驱动轮。一般只需要调整最终传动比,使车辆的加速性能和速度达到所需的平衡即可。如果各档传动比不均匀,需要单独调整。最终的效果应该是,在加速时,每一档的发动机转速下降幅度基本相同,从而达到最佳的扭矩输出和最平顺的加速。对于拉力赛来说,如果最高车速不高,可以降挡,尽量减少升档和降档带来的时间损失。
传动系统的改装也一起用~
第三章车身
1.滚柱罩
增加车身强度有助于越野和随时拉力赛,可以提高车辆落地时的稳定性。但是增加车重,公路车就不装了。
2.体重减轻
重量减轻后,操控性可以大大提高。车身轻量化后,惯性会减小,加速和刹车的速度会加快。对于弯道,向心力F = MV 2/R,即速度V的平方等于Fr/m,即弯道半径越大,极限速度越大;向心力越大,极限速度越大;质量越小,极限速度越大。水平路面情况下向心力的来源是摩擦力。众所周知,摩擦力F与摩擦系数K和正压力p成正比,当摩擦系数一定时,压力越大,摩擦力越大。也就是f=kP。车辆的下压力主要来源于两个方面,即车辆受到的重力mg和空气动力带来的下压力A。此时f=k(mg+A)。代入公式,则v 2 = kgr+ka/m .不考虑高速时的气压a时,质量对曲线的极限速度没有影响。但在真实情况下,质量越轻,曲线表现越好。
总有人说车重不影响转向性能。这里有个传言。
3.空气动力学套件
主要的空气动力学套件是前唇和尾翼,它们可以在高速下提供额外的下压力,以增加摩擦力,从而提高过弯性能和稳定性。以机翼为例,其升力一般与速度的平方成正比。同样,在低速时,空气动力包基本不会起作用,只有在转速提高,空气流量增加后才开始起作用。因此,对于低速弯道,以及越野和拉力比赛,空气动力学套件会增加赛车的重量,影响性能。对于高速公路弯道,可以大大改善。增加前唇下的压力会增加前轮的摩擦力,提高转向的横向驱动力。尾翼可以增加后轮向下的压力,可以增加轮胎与地面之间的传递效率,防止车辆高速转弯时过度急转弯。(转向过度和后轮打滑叫甩尾;转向不足,前轮打滑称为推头),但过度增加下压力会增加车辆行驶时轮胎的旋转摩擦力和阻力,降低车辆的极限速度,增加油耗和轮胎磨损。
第四章轮胎和悬架
1.疲劳
胎压越高,刚性越大,轮毂与地面的连接越紧密。如果胎压高,转向和加速会反应很快。但最大摩擦力会降低,轮胎容易打滑。降低胎压会增加轮胎与地面的接触面积,使轮胎变软,使响应性变差,但会增加摩擦力。一般拉力车的胎压比公路车低。同样,增加轮毂直径使轮胎胎侧变薄,效果类似于增加胎压。
2.轮胎定位
轮距,即前/后侧两个轮胎之间距离的宽度。轴距是前后轴之间的距离。较宽的轮距可以提高滚动时的稳定性,比如急转弯,但当轮距增大时,轴距同比例减小,俯仰时车辆的稳定性会变差,即前倾后仰,重心前后移动。一般来说,轴距是不能改变的。轴距长的车辆线性稳定性更好,轴距短的车辆在过弯时更灵活,稳定性更好。
主销后倾角是转向轴的角度。就像自行车的前轮,转弯时转轴与地面成一定角度。当主销后倾角为0°时,转向轴垂直于地面。如果将轮胎简化为圆形平面,那么轮胎平面与地平面的交线,也就是滚动摩擦方向的直线,与转向轴的转动方向完全一致。转向轴转动多少度,轮胎滚动方向改变多少度。此时,车辆垂直方向上的压力不影响轮胎的转向。假设极限情况,当倾角为90度,即转向轴与地面平行时,可以想象此时无论转向轴如何转动,轮胎平面与地平面的交线都是水平向前的,不会发生转向,转向轴的高度会变低。因此,倾斜角越大,转向灵敏度越低。
当汽车直线行驶时,如果方向盘受到外力的轻微偏转(例如图中箭头所示的向右偏转),汽车的行驶方向就会向右偏移。此时,由于汽车本身的离心力,在车轮与路面的接触点B处,路面将这个横向反作用力Fy作用在车轮上。反作用力Fy形成绕主销轴线作用在车轮上的力矩FyL,其方向正好与车轮偏转方向相反。在这个扭矩的作用下,车轮会回到原来的中间位置,从而保证汽车稳定地直线行驶,所以这个扭矩叫做稳定扭矩。有助于车辆在颠簸路面上的稳定性。
前束角是指当我们看正上方的车辆时,轮胎与车辆中心轴之间的夹角。
如果设置了前束,则转向灵敏;用太大的角度设定前束容易转向过度;如果设置为前束,转向会很慢;如果前束设置过高,车辆将转向不足。
阿克曼角的设计是为了防止车辆转弯时打滑。在设计转向机构时,内轮的转角(相对于弯曲中心)略大于外轮,使两轮的角度一大一小,形成一个夹角,从而形成阿克曼角。这样的设计可以使方向盘在车辆快速转弯时保持滚动方向与实际位移方向一致,保持更稳定的抓地力。所以外图轮胎前束角稳定,直线行驶不稳定。对于车辆的后轮,大多数轮距设置为内八。因为车辆转弯时,车身的重量会压在车辆外侧的轮胎上。如果此时设置外八设置,车轮会指向车辆外侧,将车尾向外拉,容易漂移甩尾,增加不稳定性。
轮胎倾角是从汽车前方观察时,车轮与地面垂直线之间形成的角度。
当汽车转弯时,车身会向外侧倾斜,这时我们的车轮也会向外侧倾斜。假设我们车辆的四个车轮的外倾角为0,那么在弯道中,只有我们轮胎的外侧会因为倾斜而接触地面,从而减少与地面的接触面积,降低抓地力。然后,当外倾角设置为负值时,车辆外侧挣扎的车轮将在弯道中与我们的地面获得最大面积的接触,从而获得更好的弯道抓地力。
调整倾斜角度时,可以依靠轮胎温度来判断。当连续转向时外胎内外胎温度基本相同时,说明该轮胎与地面接触最完全,接触面积最大,抓地性能最好。
3.弹簧和阻尼
赛道调校相当于提高了赛车的整体几何平衡,从抓地力和载重上整体提高了赛车的操控性。车轮姿态调整相当于提高了抓地力轨迹上的操控性。悬架调整将改善四个轮胎的负载转移处理。
负荷转移就是重心和重量转移,就像物理惯性一样。汽车刹车时会因为自重而前倾,大部分载荷都施加在前轮上,这就是载荷转移。加速时,负荷集中在后轮上;转弯时是前外侧和后外侧(前外侧车轮比后外侧承受的载荷大)。因为路面不平和悬挂,有负载转移,使得四个车轮的抓地力不断变化。f1采用低重心的轻质车身和中置发动机,使重量分布更加合理,以最大限度地减少负载转移。悬挂的作用是使负荷传递不那么剧烈,不那么灵敏。
所以悬挂性能越软,载荷传递越平衡,行驶时可以非常精确地控制汽车的载荷传递,获得最大的四轮抓地力。但相对来说,太软的悬挂也会使汽车侧倾过大,失去控制的灵敏性和跟踪性。悬架性能越硬,汽车的操纵和跟踪就越准确和灵敏,但负载转移变得更加强烈,从而降低了容错率、极限抓地力和对道路的适应性。
弹簧是悬挂的基础,它会随着压缩产生回弹力,压缩长度越长,回弹力越大。所以汽车会把弹簧压到一定程度,弹簧的弹力会逐渐增大,直到和汽车给的压力相等,保持一定的高度,撑起车身。弹簧压得越平,弹力就越大。
阻尼是限制和控制弹簧的部件。它与春天不同。它安装在弹簧旁边,只会给弹簧不断压缩或者反弹的阻力,让弹簧在压缩的时候比较平缓,反弹的时候不那么猛烈,不会让车子跳来跳去。弹簧和阻尼的配合,使得汽车满载时,前后轮胎的重量得到很好的分担。比如汽车加速时,后轮被压缩,负荷慢慢转移到后轮,但前轮不是直接倾斜,而是随着后轮弹簧的缓慢压缩慢慢伸长,帮助汽车向后转移负荷,前轮的抓地力不会很快丧失。具体来说,当减速入弯时,假设后轮回弹阻尼大,刹车时负载转移到前轮,后轮压力降低,弹簧拉长。但由于回弹阻尼的存在,弹簧不能快速拉长,轮胎会离开地面,后轮会失去抓地力,导致甩尾。同样,前悬架压缩阻尼减小时,前悬架会被快速压缩,车头下沉更快,车尾上升更快,也会降低后轮的抓地力,造成甩尾。
防侧倾杆的作用是紧固两侧的悬架。它将抑制悬架在两侧不同方向上的运动。比如转弯时,内悬架拉长,外悬架压缩,防侧倾杆会拉紧车身,防止车身侧倾过大。
防侧倾杆可以调节硬度。防侧倾杆越硬,悬架与车身的连接就越牢固。但急转弯时,内侧车轮可能会离地,内外侧总抓地力会变小。但较软的防侧倾杆会让车身侧倾,轮胎不停地抓地。极限情况是转弯时内外胎完全不传递载荷,仍然保持相同的地面压力。所以前后悬架防侧倾杆可以分别调节前后内外胎的抓地力,达到调节前后两侧总抓地力的效果,从而调节转向过度和转向不足。
综上所述,赛车在急转弯时需要牺牲一些载荷转移来保持灵活性。一方面是轮胎定位的调整,另一方面是防侧倾杆和悬架回弹。这些参数各有分工:
前束角影响转向时的轨迹,持续影响前后轮的姿态;回弹影响初始载荷传递,防侧倾杆影响弯道内外侧抓地力平衡。此外,较硬的弹簧和压缩阻尼也可以使载荷从直线向曲线的传递过程更加灵活;
握把的细节由轮胎和倾斜度组成。轮胎越宽,弯道上举时的循迹性会越低,胎压会让打滑过程丝滑(软)或者干脆(硬);倾角掌管最佳抓地力区域,需要观察车轮与赛道的贴合状态;阿克曼角和主销后倾角会影响车轮转向性能。阿克曼角影响内测轮方向,主销后倾角影响方向盘支撑。
车轮的节距会影响整车的姿态,包括载荷的传递,车轮的方向以及整车的车身运动。
总之,调校必须综合观察各部分的运动,通过各部分的配合让赛车的姿态更加协调,让赛车与赛道和车手配合,最终通过鲜明的运动变化达到完美的动态平衡。
第四章传输系统
1.限滑差速器
转弯时,内外轮胎之间存在速度差。因为重量转移,内胎向下压力小,外胎向下压力大,即外胎抓地力大于内胎,上胎和外胎的阻力也大于内胎。传动轴在输出动力时,如果动力过大,内轮会先打滑失去抓地力,而打滑时其阻力会进一步减小,传动轴会将动力全部输出给打滑的轮胎,这样真正抓地的外胎就会失去动力。综合来看,汽车外胎驱动力的降低,会导致推动转向的力度不足,导致转向不足。所以有必要加一个限滑差速器。在结构上,差速器上增加了几块摩擦片,使左右轴有一定程度的连接。限滑差速器的锁止率越高,内外胎连接越紧密。当达到100%时,表示没有差速器,内外胎转速相同。这时候过度转向打滑就严重了。限滑差速器分为加速差速器和减速差速器。前者控制踩油门时内外胎的锁紧程度,后者控制发动机松油门制动时内外胎的锁紧程度。减速差原理类似。减速时,内外胎的制动油压即制动阻力相同,而外胎的地面摩擦力较大。假设抱死率为100%,外胎与地面的压力大,不打滑,但其行程大于内胎的实际行程。如果内胎和外胎完全锁死,内胎的旋转行程大于实际行程,所以打滑,失去抓地力。过弯减速时整车的主要转向扭矩来自于内胎的制动摩擦(可以想象只有左胎制动,车辆才会左转),所以抱死率越高,转向不足就越严重。
2.主动轮
首先根据驱动轮的位置分为前轮驱动(FWD)、后轮驱动(RWD) 4WD(四轮驱动(四驱)或AWD(全轮驱动)。
FWD的特点是安装在前方的发动机直接将动力传递给前轮,提高了牵引效率。60% ~ 70%的重量集中在车头,提供了更好的稳定性。但是前轮要承担75%的制动,汽车在急加速过程中重心后移,会造成加速延迟和操控转向不足。因为传动轴中心与车辆重心的距离太近,很难提供足够的转向扭矩。
RWD的特点是转向灵敏,但后轮打滑时很难保持稳定的姿态,因为前轮不提供动力。而且大功率后轮驱动启动时后轮非常容易打滑。起步性能不好,需要增加额外的牵引力控制系统,防止牵引力过大。但由于结构简单,传输效率高,速度更高。
AWD的机动性最好,由于牵引力分布比较均匀,所有的牵引力都可以完全转移到地面。并且转弯时前轮也有驱动力,转向稳定性更好。AWD车型配有中央差速器,可以独立调节前后轮的动力分配。后轮分配的动力越多,就越倾向于RWD,这将增加转向过度。
直观的看轮胎下压力,以大众idr为例。
这是驻车状态下受压的轮胎,绿圈的大小代表向下的压力。
接下来轮胎状态分别是50km/h,110km/h,230km/h。可以清楚的看到,在110km/h时,绿化带开始变得略大,下压力变大,但低速时下压力并没有明显增加,只有高速时才会有很强的下压力。
对了,胎压和胎壁厚度可以用鞋子来理解,就像足球鞋和篮球鞋一样。足球鞋的鞋底比较硬,但是跑步的时候感觉很结实,尤其是在硬塑料操场跑道上,带气垫的篮球鞋弹跳起来很舒服,但是跑步的时候感觉有弹跳,但是没有那么结实。
踩刹车
abs开启时基本不需要做大的改动,训练界面旁边的介绍文字很清楚,因为转弯前的制动动作很简单,只涉及前后轮的负荷分配和由此产生的抓地力变化。键盘手可以降低油压,能线性控制手柄的玩家可以适当提高。如果关闭abs,需要根据个人的手感来看。
所谓转向不足和转向过度,我个人认为需要区分态度问题和失控问题。如果是姿态问题,车还是处于可控状态,因为转向系统会随着车速的变化自动调整前轮的方向。也就是说,即使打死转向,前轮也不会失去抓地力,车子会一直往前开。如果不是失控的话,不会直接失去对尾部的控制,但是会因为太过敏感而转向冲向弯心。如果通过提高速度来扩大转弯半径,它可能会失去侧向抓地力。这时候就一发不可收拾了。
综上所述,训练能调整的更多的是车身的姿态,让最大速度与过弯时的最大转向能力相匹配。最多是通过调整轮胎倾角和悬挂高度来实现控制力。最简单的就是横向G力,真正影响弯心最大速度的。调整它更多的是靠轮胎胎面的修改和车身减重,调整只是起到了锦上添花的作用。
失控与否还有一个重要因素。除非技巧到位,对车的特性有深刻的了解,否则建议开启abs,后驱车开启牵引力控制。和这些真的不一样。
比如财富岛上有一场ATV越野赛。沙滩车的基本重量从700-900kg不等,甚至有600多的。这个重量在越野跑中轻轻触碰障碍物就容易失控。地图晚上还下着雨,地面极其湿滑。这个时候,除非你运气够好没撞到石墙,否则真的很难跑。如果打开稳定控制系统,一切都会不一样,沙滩车甩甩尾巴就能轻松得救。