车轮行驶时的受力分析

（图为老款智界S7）

时隔半年，智界S7迎来再上市。这款由华为和奇瑞一起打造的首款产品，是被同级别的小米SU7给刺激到了？总之，新车在强调交付速度的同时，在感知系统的软硬件方面迎来进一步提升。随之而来的，除了智能驾驶部分的升级，新款智界S7还着重聊到了软件对底盘操控的提升。作为传统汽车三大件中，唯一一个地位稳定过渡到新能源时代的部分。难道说，底盘也已经进入由软件定义的时代了？

软件控制硬件，只是看起来很美好？

如果我们把感知硬件当做眼睛，算法和算力当作大脑。那么，即便在视觉无死角，大脑算无遗策的基础上。想要实现最终的落地执行，还得看手、脚是否有能力做到。对应在一台车的底盘上，它需要面对的问题，是来自前后、左右、上下，六个方向的受力。而落实算法的执行零部件，实际能够解决多少问题呢？答案是，只能协助应对底盘受到的，来自上、下两个方向的力。

所谓能够发挥主观能动性的执行单元，现如今实际上指的就是可变阻尼减振器以及空气悬架。刨除掉算法为我们绘制的美好蓝图，回归到最本质的部分。减振器与弹簧，本身不就是起到车辆的支撑，以及纵向的拉伸与缓冲吗？但凡减振器和弹簧能够对前后左右方向有足够的限制能力，那麦弗逊式悬架也就不会被那么多人诟病了。应对垂直方向受力有余，面对平面受力不足，这本是聊麦弗逊式前悬架时的结论。换到后悬架，然后摇身一变，换装可变阻尼和空气弹簧，就可以改变根本职能了？

再延展一下，即便是两大执行硬件，可以协助控制上下两个方向的受力。那也只能说是协助，而不是万能的。以新款智界S7在宣传时聊到的雪地刹车场景来说，其对垂直方向受力的优化，远不是最关键的部分。诚然，抬高前桥、拉住后桥，都属于可变阻尼减振器的职能范畴。而且保持车辆在刹车时姿态稳定，可以减轻前轮刹车的负担，同时扩大后轮的摩擦力，使后轮刹车力度发挥得更充分。

但这套理论是基于常规路面条件来说。无论对车身姿态的限制，还是后面所谓的四活塞高性能卡钳、打孔刹车盘等等，都得落脚在一个不起眼的关键词上，这便是“摩擦力”。而雪地环境下，是不容易获取摩擦力的，这点完全不以车辆底盘的产品力而转移。能够决定雪地摩擦力的核心，就是轮胎。这与讨论雪地条件下，到底是四驱有用还是雪地胎有用的辩论是一致的。只是这个在燃油车时代就被讨论多次的话题，在电动车时代又以另一种形式被挖了出来。而它们的结果仍然不以软件算法的加入而改变，因为最终执行的落脚点主要是轮胎。脱离这个部分去谈成绩，参考意义并不大。

智界S7最该感谢的，还是双叉臂+五连杆？

好了，上下方向的受力聊得差不多了，接下来应该聊平面，也就是前后左右四个方向的受力。那么，软件算法对于平面受力完全没有帮助吗？当然不是，但限制能力确实有限。根据新款智界S7的介绍，其拥有调配前后电机扭矩输出的能力。即，在感知硬件和算法判定后，车辆可以通过限制或释放不同电机的扭矩输出情况，来保持在弯道中的车身稳定性。

华为电机的能力，以及其凭借算法，在MCU与电机之间打通的交互路径来看。无论是感知速度还是执行能力，都能够支撑新款智界S7在弯道中的平稳表现。但其前提条件依然是较为平整的铺装路面，以及非极限操控情况下。

首先，新款智界S7的四驱，是由前后两台电机实现的。在没有差速器功能的情况下，只能做到前后轴的扭矩调配，而无法精确到同轴两个车轮的控制。而且即便有差速器效果，单台电机也没法实现一边回收，一边输出的效果。也就是说扭矩分配的差额，依旧是有限的。再高阶一点的选择，便是采用四轮独立电机，如此便能做到理论上的自由调配扭矩。至于天花板级别的操作，就是加上后轮转向系统。以此迎合车辆的转向动作，从而减轻悬架的受力。

那么真正帮助新款智界S7解决全方位悬架受力问题的根本操作是什么呢？答案其实就在账面上，也就是这套虚拟主销双叉臂前悬架，加上标准五连杆后悬架的底盘。在PPT中，我们也看到了，新款智界S7宣传自身的最小转弯半径达到5.67米的表现。而从前面的分析中，我们也可以了解到，在不能实现单车轮扭矩矢量控制，以及后轮转向的情况下。缩短转弯半径的最大功劳，就得记在前悬架的虚拟主销上。这一由宝马和保时捷发扬光大的技术，不应该被日新月异的软硬件科技，给盖去光芒。

而在后悬架部分，后发的智界S7与小米SU7，都没有延续此前纯电动轿车热衷使用的H臂多连杆结构。虽然理论上标准五连杆的支撑效果，要弱于H臂多连杆。这对于自重较大的纯电动车而言，成为一项弱势。但五连杆的悬架灵活性，以及对舒适性的兼容程度，都是H臂多连杆无法比拟的。至于支撑性，完全可以通过悬架材质弥补。此外，最大的难点，无非是标准五连杆的调校参数相对较为复杂。

事实上，五连杆对于悬架在平面受力中，优化向外抛离，以及向后挤压的力时，上限几乎是所有悬架结构中最高的。且不论面对三连杆、四连杆时的降维打击。作为双叉臂式的后悬架变体，五连杆保障了在各个受力方向上，都有可以调校的余地。特别是面对减速带挤压，悬架需要向后推移呈现“躲避”冲击的姿态，还是高速侧向挤压时，外侧车轮向外的抛离，都能给出理论上的应对方案。而这点是双锚点锁死车轮架的H臂多连杆都无法比拟的优势。

（图为老款智界S7）

后者固然将悬架的调校天赋都点在了垂直方向的受力上，再依托可变阻尼减振器以及空气悬架，呈现出优质效果。但同时也抛弃了在舒适性上与五连杆一较高低的可能性。真正限制五连杆在新能源时代发挥本领的，除了车身重量的增加，就是车企对于悬架调校的功底。但这对于有传统车企奇瑞加持的智界S7而言，困难度自然没有那么高。

写在最后

电气化、高配置、软件算法，几乎构成了新能源时代，中国品牌们挑战传统豪强的产品力三角。软件算法当然为我们的用车增加了无限可能。但作为百年汽车产业，传承到下个时代的唯一硬核部分，现在要说软件定义底盘，或许还太早了一点。

汪乔砍2227关于汽车轮子的摩擦力 -
浦雷冒13311457401 ______ 汽车静止时,若(1)在斜面上静止,则汽车时刻有向斜面运动的趋势,之所以没运动是因为受沿斜面向上的静摩擦力作用的缘故;(2)在水平面上静止,则汽车没有向任何方向运动的趋势,所以不受静摩擦力作用. 汽车不打滑向前运动时,驱动轮(小汽车大多数是前轮是驱动轮)总是有相对于地面向后滑的趋势(可以想象在冰面上很有可能就开始滑了),所以驱动轮受向前的静摩擦力作用;从动轮受向后的静摩擦力作用. 汽车不打滑倒车时受力也都是静摩擦力,不过所受力的方向和前进时刚好相反. 之所以所受力都是静摩擦力,是因为车轮不打滑时与地面接触部分相对于地面是静止的. 滚动摩擦是由于物体发生形变产生的,在车轮问题中有滚动摩擦,但比静摩擦小多了,所以往往忽略了.

汪乔砍2227车轮受力情况为什么是这个样子的?这个汽车是后轮驱动 我觉得前轮受力情况和后轮应该一致理由:前轮受到推力前进 摩擦力应该向轮转动的反方向 -
浦雷冒13311457401 ______[答案] 不一样 后轮驱动 说明前进时后轮受发动机驱动顺时针旋转 此时车轮相对地面有向后运动的趋势因为摩擦力方向和相对运动方向或对对运动趋势的方向相反 所以后轮受到的摩擦力向前 这是车子向前的唯一动力(发动机的力量只是驱动轮子转动 让车...

汪乔砍2227汽车的轮子是如何转动的 他的受力方向是向左还是向右?、 请高手画图分析 -
浦雷冒13311457401 ______[答案] 轮子向行驶方向转动,两驱只转前面两个,四驱为四个轮子同时转. 若,汽车向右行驶,则 ←(摩擦力,水平向左),→(汽车的牵引力,水平向右)↑(支持力,竖直向上)↓(重力,竖直向下) 作用点为同一点,都在汽车上

汪乔砍2227汽车阻力怎样分析 -
浦雷冒13311457401 ______ 汽车的行驶阻力我们知道汽车要运动,就必须有克服各种阻力的驱动力,也就是说,汽车在行驶中所需要的功率和能量是取决于它的行驶阻力. 因此,我们首先要了解的就是阻力.有些人大概会问了,我们只要给汽车装个大功率的发动机就好...

汪乔砍2227分析骑与推自行车时自行车前后轮受力问题 -
浦雷冒13311457401 ______ 汗~~~ 受重力 地面对它的支持力 轮胎与地面的摩擦力 空气阻力 至于方向弄反 我想你问的应该是摩擦力吧 那就简单了: 先确定你的研究对象:即是车轮还是地面 你研究的是车轮所受的摩擦力 就以地面为参照物 就后轮来说 你前行时 地面不动 从自行车左侧看 后轮受链条的传动由前向后逆时针滚动 则它受到的摩擦力向前 前轮是受到地面摩擦力逆时针转动 则他受到的摩擦力向后

汪乔砍2227行驶中的车轮受什么方向上的摩擦力?假设某人将一个轮胎向前推,由于
浦雷冒13311457401 ______ 惯性时 摩擦力向后 这个力作用在圆周上 做用是使轮子滚动.车上的摩擦力向前这个... 挺难想象吧,物理就是这样深刻)其实车在地球上向前走,车要受力才能走,力是相...

汪乔砍2227有关车轮转动的摩擦力的详细解说,在骑着时和推着时,两轮与地摩擦 -
浦雷冒13311457401 ______ 在推车的时候,两轮受力一样,都是受到向后的静摩擦力.你可以假设当车轮与地面绝对光滑时,车轮,是保存不动,随着人前移的,就是说车轮不会转;然而实际中存在摩擦力,使得车轮转动,以车轮和地面的接触部分为研究对象,平移的车...

汪乔砍2227有关受力分析方向
浦雷冒13311457401 ______ 关于自行车车轮所受的摩擦力: 主动轮(后轮):车轮由链条带动转起来的,车轮与地面的接触点的运动趋势是向后,所以所受的摩擦力向前. 被动轮(前轮):车轮是由后轮推动向前运动的,车轮与地面的接触点的运动趋势是向前,所以受到的摩擦力是向后的.也可以把自行车当作一个整体,因为已受到一个向前的力(上面所说的后轮受到的摩擦力),必然有一个向后的力与之平衡,所以前轮所受到的摩擦力是向后的.否则,两个车轮所受到的摩擦力都是向前,那么人不用做功了. 所以记住:摩擦力总是与物体的运动趋势方向(而不是运动方向)相反

汪乔砍2227关于汽车轮子的受力情况
浦雷冒13311457401 ______ 摩擦力是合你运动相反方向的力,这是一种,因为力的作用是相互的,所以你得到的的力是向前的.但相对施的那个力是摩擦力的话,就会沿着摩擦力运动,就像你用绳子拉小车一样~~

汪乔砍2227汽车正常行驶时受力分析 -
浦雷冒13311457401 ______ 风阻:空气阻力 摩擦力:轮胎和地面产生的相对阻力 坡路阻力:上坡路段因重力关系形成的向后的力