赛车瞬态观调校札记(5)-分配(制动、变速、LSD、防倾杆)

=分配=
-制动比/最大制动力-
在轮胎工作状态、制动稳定性、入弯姿态需求允许的情况下,提高最大制动力,
在轮胎综合附着能力允许的情况下,提高最大制动力通常有利于缩短减速距离,
但赛车实际圈速还取决于制动阶段纵向力与横向力的分配。
在不造成后轮提前抱死的情况下,将制动比例调整至接近制动过程中前后轴动态载荷比例,
可以获得更高制动力利用率,所以在不抱死前轮的前提之下也并非越前越制动效率就越高。
实际赛车通常偏向前轴,以略牺牲制动效率提高稳定性,并避免在非理想工况下后轴过早接近附着极限。
考虑引擎制动影响,后驱车需要注意发动机制动对后轴纵向负荷的影响,必要时可配合调整制动比例,
但不要指望发动机制动提供主要减速度,引擎制动会影响制动阶段后轴纵向负荷与车辆姿态,
尤其在低速入弯、后驱车辆和低抓地环境下具有一定调节作用。
刹车入弯时,如果前轮承担过多制动力导致前轴横向抓地力余量下降,
出现车头响应不足,可适当向后调整制动比例。
刹车入弯时,如果后轮承担过多制动力导致后轴横向抓地力余量下降,
出现车尾非预期旋转,可适当向前调整制动比例。
-变速箱-
疏齿比与密齿比
变速箱齿比的选择,并不是单纯追求最大加速,而是在不同赛道环境下,
使发动机尽可能保持在有效工作区域,同时兼顾换挡次数、动力连续性以及车辆动态稳定性。
疏齿比通常指相邻挡位之间转速落差较大的齿比组合,密齿比则指相邻挡位之间转速落差较小的齿比组合。
疏齿比能够扩大单个挡位的速度覆盖范围,使车辆在较宽速度区间内减少频繁换挡需求,
通常适用于发动机扭矩范围较宽、需要兼顾高速区域或者希望降低换挡频率的情况。
密齿比能够减少升挡后的发动机转速下降,使发动机更容易保持在有效输出区域,
因此在高转速发动机、功率输出范围较窄或需要连续加速的赛车中较为常见。
不过,密齿比并不一定适用于所有赛车。齿比选择最终仍需要根据发动机特性、赛道长度、弯道速度分布、最高速度需求以及轮胎抓地能力综合决定。
最终传动比
最终传动比决定的是整个变速箱系统的整体倍率,而不是单独改变某一个挡位。
提高最终传动比:
所有挡位整体变短;车轮端扭矩增加;加速响应提高;发动机更容易进入高转区域;换挡频率增加;最高速度降低。
降低最终传动比:
所有挡位整体变长;加速响应下降;发动机转速提升速度降低;高速延伸能力增加。
最终传动比与单齿比的区别
调整单个挡位,主要改变该挡位的动力特性以及换挡后的转速关系;
调整最终传动比,则会整体改变所有挡位的速度范围。
因此赛车调校中,通常需要先确定挡位之间的分布,再通过最终传动比进行整体修正,使车辆适应不同赛道需求。
手动+H档与半自动序列式
半自动序列式变速箱与传统手动+H档变速箱的主要区别,不仅在于换挡速度和换挡方式,
更在于驾驶过程中动力输出、车辆状态管理以及驾驶者操作资源分配方式的不同。
对于半自动序列式变速箱,由于换挡过程通常由执行机构完成,换挡速度更快,动力中断时间更短,
并且通常可以通过ECU对发动机输出进行控制,降低换挡过程中的动力冲击,使车辆在加速过程中保持更连续的动力输出。
现代赛车序列式变速箱通常取消离合踏板(部分拉力赛车等特殊车辆除外),驾驶者不需要通过离合操作完成正常换挡,因此在制动和加速控制上拥有更大的自由度。
例如在左脚制动、右脚控制油门的驾驶方式下,驾驶者可以同时进行制动控制与动力管理:
左脚负责制动力调整;右脚负责油门输入;换挡由执行机构完成。
ECU则根据车辆状态、驾驶输入、换挡需求以及发动机工作状态调整扭矩输出,使发动机更容易维持在适合再次加速的工作区域。
因此,半自动序列式赛车能够降低驾驶者在极限驾驶状态下维持发动机状态的操作负担,使驾驶者更多关注:
制动点;车辆姿态;入弯线路;出弯动力释放。
不过,这并不代表半自动序列式不需要考虑挡位匹配。
正确的齿比仍然决定发动机是否处于有效输出区域,并影响:
加速效率;最高速度;出弯动力;整体圈速表现。
对于传统手动+H档变速箱,由于换挡过程依赖驾驶者完成,并且通常缺少ECU对换挡过程和发动机状态的主动管理,因此驾驶者需要同时考虑:
换挡时间;离合操作;发动机转速变化;动力中断;弯道中的车辆稳定性。
尤其是在弯道过程中,手动+H档存在更多操作协调问题。
驾驶者需要在:
制动;换挡;离合控制;发动机转速维持;动力释放;
之间进行平衡。
例如降挡入弯时,需要通过跟趾动作完成:
制动;离合分离;降挡;补油匹配发动机转速。
跟趾技术可以降低降挡冲击,提高车辆稳定性,但相比半自动序列式,增加了驾驶操作步骤,也增加了操作误差的可能。
特别是在极限制动或低附着情况下,补油动作可能影响制动力稳定性,使刹车压力产生变化。
因此,手动+H档赛车的左脚刹车优势相对不明显,只是在制动强度较低时,制动操作对油门操作的干涉相对较小,
驾驶者仍可以较容易地兼顾制动、换挡以及发动机转速管理。
随着制动强度增加,制动与油门之间的操作资源冲突会更加明显,发动机转速维持也更加依赖驾驶者自身协调;
如果无法及时通过补油维持发动机转速,转速下降可能使下一阶段发动机难以及时回到有效扭矩输出区域,从而影响再次加速时的动力响应。
相比之下,半自动序列式变速箱可通过执行机构与ECU协同完成换挡及发动机状态管理,减少驾驶者在强制动、降挡与再次加速过程中的操作负担。
弯道挡位匹配
赛车变速箱调校的重点,并不是让每一个挡位都拥有最大理论加速度,而是在实际赛道中,让关键弯道出口时发动机处于最有效的输出区域。
尤其是中间挡位:
不是起步和低速极限驱动使用的低挡;也不是高速直线末端使用的最高挡。
这些挡位通常承担大量弯道加速过程,因此需要重点匹配弯道速度。
如果过弯速度对应挡位过高:
发动机可能处于较低转速区域,无法提供足够扭矩,使出弯动力响应迟缓。
如果挡位过低:
虽然能够提高发动机转速并获得更直接的动力响应,但可能产生过大的驱动力变化,使后轮更容易突破附着极限,降低出弯稳定性。
同时,过低挡位还可能导致发动机转速过快进入高转区域:
提前达到换挡点;出弯过程中需要更早升挡;换挡造成动力中断;换挡后的转速下降可能使发动机重新进入低效率区域。
因此,挡位选择不能只考虑出弯瞬间的最大扭矩,而需要综合考虑:
出弯初始驱动力;发动机转速保持;换挡时机;后续加速连续性。
合适的挡位应该是在整个加速过程中保持发动机处于有效输出区域,而不是单纯追求某一个瞬间的最大动力。
低挡位与高速挡位的区别
1挡、2挡由于受到轮胎抓地、驱动力控制以及换挡冲击影响,并不一定需要严格追求发动机最佳输出区域。
特别是后驱赛车,低挡位如果过度追求动力连续性,可能导致:
后轮驱动力过强;轮胎突破附着极限;出弯稳定性下降。
因此低挡位有时会主动扩大齿比间隔,使动力输出更加容易控制。
而中间挡位通常更需要精确匹配,因为它们直接影响大量弯道中的加速效率。
最高挡位则主要考虑:
最高速度;直道长度;发动机持续输出能力。换挡冲击与差速器影响
换挡过程中的动力变化可能影响车辆动态,尤其是在弯道加速过程中。
换挡时可能出现:
驱动力短暂变化;后轴纵向载荷变化;轮胎纵向与横向附着分配变化;车辆姿态改变。
因此赛车通常会避免在高侧向负荷状态下进行换挡。
限滑差速器预载以及锁止设定可以影响换挡过程中后轴左右车轮状态的一致性,提高车辆变化的可预测性,但不能直接消除变速箱本身产生的换挡冲击。
赛车变速箱调校的核心,并不是简单选择密齿比或疏齿比,而是在:
发动机输出特性;赛道速度分布;车辆抓地能力;驾驶操作方式;
之间寻找最佳匹配。
密齿比主要用于保持发动机输出连续性,疏齿比主要用于扩大速度覆盖范围。
最终传动比负责整体调整车辆动力范围,而单个挡位齿比负责优化不同速度区间的动力衔接。
半自动序列式通过执行机构和ECU降低驾驶者动力管理负担,使车辆能够保持更连续的制动和加速控制。
手动H挡则更加依赖驾驶者对离合、换挡、发动机转速以及车辆姿态的协调,因此挡位选择对驾驶表现影响更加明显。
最终优秀的变速箱设定,并不是让某一个挡位拥有最大性能,而是在整条赛道中,让车辆始终处于最有效的动力状态。
-限滑差速器-
-磨片式限滑差速器(1way/1.5way/2way)-
磨片式LSD分1way/1.5way/2way,有预载选项,加速减速范围极大且可调,
非常常见的改装LSD,1way加速存在限滑,1.5way加速限滑、减速折扣效果限滑,2way加速减速限滑。
根据锁止设定,磨片式 LSD 可以产生较强的锁止倾向,左右轮转速差变化范围小于开放式差速器。
限滑反应略有延迟,但高性能可能察觉不到。
-锥齿式限滑差速器-
锥齿预紧离合器式LSD,通常无预载选项,由于结构受力方向影响,锥齿式 LSD 通常加速工况锁止能力高于减速工况,可调范围相对较小。
模拟赛车中无预载但存在加速减速调校选项时很可能内部是该LSD,
该LSD限滑能力与加速减速程度相关,并且根据左右轮扭矩实现类似波动性的左右限滑,而不太接近锁止,
平顺性较磨片式略好,但效果不如磨片式那么锁止,对依靠扭矩差产生锁止的 LSD,
若单侧车轮负载极低甚至离地,限滑能力可能下降。
限滑根据左右轮扭矩差实现,所以加速减速调节并不是直接设定一个固定的限滑量。
限滑反应较快。
-后轴减速限滑率-
减速时左右轮限滑状态,数值越高越可能在左右轮不同工况中使左右轮限滑,数值越低越可能在左右轮不同工况中使左右轮自由旋转。
入弯减速时若触发限滑,会降低左右后轮纵向力差异,使后轴更稳定,降低横摆响应变化速度。
较高的后轴减速限滑配合左脚刹车控制,在部分车辆和工况下可能增强入弯旋转调整能力,
原理主要是通过后轮制动力占用轮胎附着能力,降低后轴横向力抓地力余量;减速锁止提高左右轮状态一致性,使旋转过程更加可预测。
-后轴加速限滑率-
加速时左右轮限滑状态,数值越高越可能在左右轮不同工况中使左右轮限滑,数值越低越可能在左右轮不同工况中使左右轮自由旋转。
出弯加速时若触发限滑,会使左右轮速度趋于一致,提高驱动力分配一致性。
在后轴附着能力充足时,通常提高稳定性并降低横摆响应变化速度;
当后轴接近附着极限时,过高锁止可能降低后轴综合附着能力,使后轴横向力抓地力余量下降,更容易出现横向滑移。
匀速或满油门转向时通常触发加速限滑率,过弯过程中若触发限滑,会降低左右轮速度差,使后轴更倾向稳定,降低车身横摆速率。
-后轴限滑预载-
预载代表差速器在未明显受到加速或减速扭矩作用时,对左右轮转速差变化的基础抵抗能力。
预载越高,车辆对于微小方向变化、载荷变化、油门变化产生的左右轮速度差越不敏感,后轴状态变化更加平顺。
微减速阶段,相当于提前保持一定锁止倾向,提高后轴稳定性,降低横摆响应变化速度;
微加速阶段,相当于提前限制左右轮速度差,提高后轴驱动稳定性,降低车身旋转趋势。
部分换档过程中若存在明显扭矩冲击,适当增加预载可能提高后轴状态变化的一致性与可预测性,
但具体效果仍取决于车辆、差速器结构与换档时的动力状态。
-防倾杆-
防倾杆本体通常接近线性扭转弹簧特性,但安装方式和悬挂运动学会改变实际轮端抗侧倾特性。
部分拉力赛车会通过防倾杆设计降低大行程下的抗侧倾增长,以保持轮胎接地能力。
防倾杆通过提高车身侧倾约束,改变左右轮之间的垂向载荷分配过程,从而改变轮胎侧向力建立过程。
前硬后软 | 前软后硬 | |
整体特性 | 前轴垂向载荷差建立比后轴快速 后轴独立性强于前轴 前轴耦合强于后轴 | 前轴垂向载荷差建立比后轴缓慢 前轴独立性强于后轴 前轴耦合弱于后轴 |
瞬态初期 | 侧向力时序差扩大 | 侧向力时序差缩小 |
瞬态中期 | 开始前轴侧向力速率快于后轴 接着后轴侧向力速率较慢,车身横摆稳定作用建立较慢 最后根据前硬后软程度可能反转转向特性 | 开始前轴侧向力速率慢于后轴 接着后轴侧向力速率较快,车身横摆稳定作用建立较快 最后根据前软后硬程度可能反转转向特性 |
瞬态末期/稳态 | 前轴载荷差大于后轴,倾向更少车身横摆 | 前轴载荷差小于后轴,倾向更多车身横摆 |
瞬态初期与进入瞬态末期/稳态可能出现不同的转向特性,甚至瞬态中期之中便已经产生了转向特性的反转。
若入弯前存在足够减速距离或弯道具有足够侧向力建立时间,车辆更容易进入瞬态末期/稳态的转向状态,从而体现第三阶段的特性,
但若弯道较急窄、侧向力建立时间不足,则车辆可能长期处于前两个瞬态阶段,导致驾驶感受与稳态特性不一致,甚至出现明显推头趋势。
而整体按比例调软或整体按比例调硬,在理想情况下通常认为稳态转向特性不变,
但实际来看调软的机械抓地力损失相对更少,调硬整体瞬态响应更快。
注意防倾杆通过增加左右轮之间的耦合限制车身侧倾,提高抗侧倾能力,同时降低左右轮独立运动能力。
若为后驱则后轴防倾杆尽量不要过硬,保证一定独立性。
在瞬态初中期,由于防倾杆直接作用于左右轮相对运动,因此相比单纯增加弹簧刚度,通常更直接影响左右轮载荷转移过程,
防倾杆主要作用于左右轮相对运动,因此在方向输入初期对载荷转移影响较明显。
通常跑高速弯、有大量左右快速变向、需要快速切线、整体反应过慢、路面良好等状况下整体按比例调硬。
通常跑急窄弯、雨天等天气、希望渐进感受过弯极限、整体反应过快、路面崎岖等状况下整体按比例调软。


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