雪地行駛能加大油門嗎？爬坡前驅(qū)還是后驅(qū)好？絕大多數(shù)人只知道雪地起步最好掛2檔、后驅(qū)車爬坡能力更強(qiáng)一些，但并不知道為什么，小編也不例外，今天有空就研究了一下，在此也一起分享給各位寶子，雖然都是初中物理知識(shí)，但親自算過(guò)，心中才會(huì)更有底。

不論是雪地起步還是爬坡問題，其本質(zhì)都是摩擦力的問題，在摩擦系數(shù)已定的情況下，摩擦力只跟正壓力有關(guān)，就跟拔河一樣，拔河本質(zhì)上只跟體重有關(guān)，因此，只需要分析汽車車輪處的正壓力即可，我們把車輪拿掉，直接分析車輪安裝處的受力即可。

本著由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則，我們先分析汽車靜止?fàn)顟B(tài)下的受力，然后分析起步及爬坡狀態(tài)下的受力。

1 水平靜止?fàn)顟B(tài)

汽車靜止，車輪沒有扭矩輸出，此時(shí)受力最簡(jiǎn)單，然后分析前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)、爬坡等狀態(tài)下受力。

參數(shù)說(shuō)明：

G：汽車重力

Ff：前輪安裝位置車軸的支撐力

Fr：后輪安裝位置車軸的支撐力

Lf：汽車重心到前輪的距離

Lr：汽車重心到后輪的距離

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

Fr + Ff = G ①

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

G × Lf = Fr × (Lr + Lf) ②

由 ② 式可得：

Fr = (G × Lf) / (Lr + Lf) ③

由①③可得：

Ff = (G × Lr) / (Lr + Lf) ④

2 水平行駛 前輪驅(qū)動(dòng)

此時(shí)需要考慮車輪扭矩對(duì)車軸以及車身的影響。

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

Fr + Ff = G ①

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

T + G × Lf = Fr × (Lr + Lf) ②

由 ② 式可得：

Fr = [(G × Lf) + T] / (Lr + Lf) ③

由①③可得：

Ff = [(G × Lr) - T] / (Lr + Lf) ④

由④-③得：

(Ff-Fr) = [G ×(Lr - Lf) - 2T] / (Lr + Lf) ⑤

結(jié)論：

水平行駛，前輪驅(qū)動(dòng)：

1. 前輪扭矩減小，前輪正壓力增加；
2. 重心靠近前輪，前輪正壓力增加；
3. 車身重量增加，前輪增壓力增加。

3 水平行駛 后輪驅(qū)動(dòng)

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

Fr + Ff = G ①

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

T + Ff × (Lr + Lf)= G × Lr ②

由 ② 式可得：

Ff = [(G × Lr) - T] / (Lr + Lf) ③

由①③可得：

Fr = [(G × Lf) + T] / (Lr + Lf) ④

由④-③得：

(Fr - Ff) = [G ×( Lf - Lr) + 2T] / [(Lr + Lf) ⑤

結(jié)論：

水平行駛，后輪驅(qū)動(dòng)：

1. 后輪扭矩增加，后輪正壓力增加；
2. 重心靠近后輪，后輪正壓力增加；
3. 車身重量增加，前輪增壓力增加。

4 爬坡行駛 前輪驅(qū)動(dòng)

爬坡狀態(tài)的受力本質(zhì)上和水平行駛的受力類似，只不過(guò)力臂需要乘以 cosα。

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

Fr + Ff = G ①

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

T + G × Lf × cosα = Fr × (Lr + Lf) × cosα ②

由 ② 式可得：

Fr = [(G × Lf × cosα) + T] / [(Lr + Lf) × cosα] ③

由①③可得：

Ff = [(G × Lr × cosα) - T] / [(Lr + Lf) × cosα] ④

由④-③得：

(Ff-Fr) = [G ×( Lr - Lf ) × cosα - 2T] / [(Lr + Lf) × cosα] ⑤

結(jié)論：

水平行駛，前輪驅(qū)動(dòng)：

1. 前輪扭矩減小，前輪正壓力增加；
2. 重心靠近前輪，前輪正壓力增加；
3. 車身重量增加，前輪增壓力增加；
4. 坡度越大，前輪車軸位置支撐力越小。

5 水平行駛 后輪驅(qū)動(dòng)

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

Fr + Ff = G ①

根據(jù)力的平衡可列出如下關(guān)系式：

T + Ff × (Lr + Lf) × cosα = G × Lr × cosα ②

由 ② 式可得：

Ff = [(G × Lr) × cosα - T] / [(Lr + Lf) × cosα] ③

由①③可得：

Fr = [(G × Lf) × cosα + T] / [(Lr + Lf) × cosα] ④

由④-③得：

(Fr-Ff) = [G ×( Lf - Lr) × cosα + 2T] / [(Lr + Lf) × cosα] ⑤

結(jié)論：

水平行駛，后輪驅(qū)動(dòng)：

1. 后輪扭矩增加，后輪正壓力增加；
2. 重心靠近后輪，后輪正壓力增加；
3. 車身重量增加，前輪增壓力增加；
4. 坡度越大，后輪車軸位置支撐力越大（注意，此處車軸位置支撐力是豎直向上的力，不是坡面受到的正壓力）。

6 實(shí)際案例

以漢蘭達(dá)前驅(qū)爬坡為例，分析車軸位置的受力情況。

漢蘭達(dá)前驅(qū)車輛參數(shù)：

• 車重：2100kg
• 重心到前輪距離1.28m，到后輪距離1.57m
• 正常起步車輪實(shí)際需要的扭矩 T：840Nm
• 坡度：23°

根據(jù)章節(jié)4里面的公式進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果過(guò)程及結(jié)果如下：

Fr = [(G × Lf × cosα) + T] / [(Lr + Lf) × cosα] = [2100×9.8×1.28×cos23°+840] / [(1.28+1.57)×cos23°] = 9563 N

Ff = [(G × Lr × cosα) - T] / [(Lr + Lf) × cosα] = [2100×9.8×1.57×cos23°-840] / [(1.28+1.57)×cos23°] = 11017 N

雖然扭矩會(huì)減輕前輪支撐力，但由于重心靠近前輪，綜合計(jì)算之后，前輪豎向支撐力Ff為11017N，仍然大于后輪豎向支撐力Fr 9563N。

車輪對(duì)地面的正壓力N = Ff × cosα= 11017 × cos23° = 10141 N

車輪摩擦力 f = μ × N = 0.8 × 10141 = 8112.9 N

汽車重力沿坡面方向的分力 F = G × sinα = 2100×9.8×sin30°=8041.2 N

此時(shí)摩擦力 f 剛好大于重力坡面的分力 F，車輪剛好不打滑，因此前驅(qū)漢蘭達(dá)最大只能爬23°的坡。

為了直觀地感受扭矩及重心對(duì)車輪受力的影響，特意計(jì)算了3種狀態(tài)下車輪的受力，具體見下面3個(gè)表格。

前驅(qū)漢蘭達(dá)車輪受力分析計(jì)算表

將起步時(shí)扭矩下調(diào)到200Nm時(shí)前輪受力計(jì)算表

重心到前后輪距離調(diào)整到50:50時(shí)前輪受力計(jì)算表

7 總結(jié)

1）不論是前驅(qū)還是后驅(qū)，只要車輪有扭矩輸出，都會(huì)導(dǎo)致前輪支撐力降低、后輪支撐力增加，因此相同配置的車輛，后輪驅(qū)動(dòng)更不容易打滑，也就是我們常說(shuō)的后驅(qū)車更有勁。

2）前驅(qū)車起步時(shí)，增加車輪扭矩反而會(huì)降低前輪支撐力，因此前驅(qū)車雪地起步時(shí)，最好掛2檔，并輕點(diǎn)油門，降低扭矩輸出，增加車輪支撐力，進(jìn)而提高摩擦力，避免車輪打滑。

3）后驅(qū)車起步時(shí)，增加車輪扭矩會(huì)增加后輪支撐力，因此后驅(qū)車起步時(shí)，可以掛1檔，并增加油門，車頭會(huì)輕微往上抬，車身重量大部分都?jí)旱购筝?，增加了后輪的抓地力，達(dá)到快速起步的目的，這就是為什么性能車、賽車等都采用后驅(qū)的原因。

4）車身重量增加有利于提高車輪抓地力，因此雪地行駛時(shí)可以通過(guò)增加車身重量的方式實(shí)現(xiàn)車輪防打滑，雪地或泥地脫困最簡(jiǎn)單的方式就是多拉幾個(gè)人。

5）輪距減小有利于增加車輪驅(qū)動(dòng)力，這就是雪地行駛時(shí)為什么很多豪華車容易打滑而面包車卻不容易打滑的原因。

5）重心偏向驅(qū)動(dòng)輪有利于增加驅(qū)動(dòng)輪支撐力，但這個(gè)度需要把握好，重心偏移太多雖然有利于增加車輪抓地力，但可能會(huì)影響車輛操控。