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【扫盲】TCS牵引力控制系统  

2008-03-16 00:28:56|  分类: 精彩F1 |  标签: |举报 |字号 订阅

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牵引力控制系统(Traction Control)自2001年批准使用到今已过去了6个年头,然而,为了倡导提升比赛的精彩程度,国际汽联再一次决定取消牵引力控制系统的使用。2008赛季的比赛也许真如国际汽联预期的那样精彩,也许平静多年的暗流又将涌动。

为了让大家理解本文的内涵,我们有必要来回顾一些有关牵引力控制系统的历史时刻。

80年代末到90年代初,迈凯轮车队和搭载雷诺V10引擎的威廉姆斯车队统治了88年到93年的比赛,背后除了强大的引擎外重点就在于以牵引力控制系统为主的电子控制系统的支持。当年初出茅庐的迈克尔-舒马赫曾评价塞纳驾驶的赛车是“强大电子系统辅助的高性能赛车”。尽管当时的电子控制系统无论从效能还是计算精确介入度都无法与当今的系统相提并论,但在90年代已经是相当前卫的系统了。正因迈凯轮和威廉姆斯的垄断,国际汽联决定于1994年取消所有电子控制系统。赛季的前三场比赛冠军皆由当时驾驶贝纳通赛车的舒马赫夺得,人们不禁对贝纳通赛车产生了研究兴趣,因为当时威廉姆斯使用的雷诺V10引擎在马力上要比贝纳通的福特 V8引擎高出不少,而在当时,引擎马力很大程度地决定着车队的表现,就在人们赞叹贝纳通赛车设计完美时,国际汽联却发现了贝纳通赛车具有“额外的优势”,赛车电子控制系统依然存在,而且具有国际汽联无法找到的程序设定。这一切都为贝纳通赛车蒙上了一层阴影。当年摩纳哥站后人们发现舒马赫在牵引力介入较多的弯角速度居然比达蒙-希尔快上15公里/小时,而在前两站比赛中,塞纳就曾表示:“舒马赫赛车在弯道的速度不可思议”。结合这些可以来断定,贝纳通赛车存在牵引力控制系统,但是最终国际汽联却无法找到证据,此事也就不了了之。多年后,这一定论才得以证明,贝纳通车队当时的电子工程师泰德-柴新斯基开发了严密的软件,在国际汽联规定的系统页后存在第二页,而开启这些程序的时机就在发车前,比赛结束后会自动关闭,因此国际汽联无法找到证据。随后的多年中贝纳通-雷诺一直是这方面的领导者,这一优势延续到了后来的雷诺车队。

从以上的案例我们可以看出,在没有牵引力控制系统的年代中,要想绝对禁止车队使用这些辅助系统是很难办到的,因为车队唯一的目标就是获得好成绩,他们会在规则的灰色地带钻空子以使自己的利益最大化。也正因为禁而不止,国际汽联才在2001年重新引入牵引力控制系统,但为什么经过多年后,国际汽联又要禁止这一不起眼的系统呢,主要原因就是 F1赛车的发展速度超过了国际汽联的预期,而且两级差距越拉越大,国际汽联希望能在电子控制系统这一大车队较小车队优势明显的地带动刀,但他们能否做到真正的公平,我想答案是否定的。因为赛车技术的发展是我们永远无法想象的,而且只要利益论存在,牵引力控制系统就永远无法真正被禁止。

 

那么什么是牵引力控制系统呢,它对赛车的影响究竟有多大,车手又是如何评价的,我们也一同来看看。

相信大家一定对ABS,EBD,ASR,ESP这些常见的驾驶辅助系统不陌生,他们的共同作用就是提升驾驶的安全性的同时增加驾驶人员犯错的容错空间。而TC-牵引力控制系统也亦如此。

首先根据理论,我们来看下什么是牵引力控制系统(Traction Control System,简称TCS)它的作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。汽车在行驶时,加速需要驱动力,转弯需要侧向力。这两个力都来源于轮胎对地面的摩擦力,但轮胎对地面的摩擦力有一个最大值。在摩擦系数很小的光滑路面上,汽车的驱动力和侧向力都很小。如果为了获得较大的驱动力,一个劲儿地踏紧油门踏板,使驱动力超过了轮胎和地面之间的最大摩擦力即附着力,这样不但不能获得所期望的驱动力,反而影响了汽车的行驶稳定性。

而汽车在转弯时,如果节气阀开度过大,将使驱动轮打滑。那么这时汽车的转向性会出现什么变化呢?前轮驱动汽车的前轮如果打滑,汽车将出现转向不足的现象,即汽车偏离了转向圆弧,跑到转向圆弧之外去了。后轮驱动汽车的后轮如果打滑,汽车将出现过度转向现象,即汽车偏离了转向圆弧,跑到转向圆弧之内去了,严重时汽车会产生旋转。所以在冰雪路面上,为了防止汽车驱动轮打滑,必须小心翼翼地控制油门。

牵引力控制系统的作用是,在汽车加速时自动地控制驱动力,以便使轮胎的滑动量处于合理的范围之内,从而保持汽车行驶的稳定性。这和防抱死制动系统的作用大同小异,防抱死制动系统的作用是防止轮胎抱死,提高汽车制动时的行驶稳定性。牵引力控制系统的控制装置是一台计算机。利用计算机检测4个车轮的速度和转向盘转向角,当汽车加速时,如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大,计算机立即判断驱动力过大,发出指令信号减少发动机的供油量,降低驱动力,从而减小驱动轮轮胎的滑转率。计算机通过转向盘转角传感器掌握司机的转向意图,然后利用左右车轮速度传感器检测左右车轮速度差;从而判断汽车转向程度是否和司机的转向意图一样。如果检测出汽车转向不足(或过度转向),计算机立即判断驱动轮的驱动力过大,发出指令降低驱动力,以便实现驾驶者的转向意图

而当汽车停止时,4个车轮的速度都是零。在汽车起步时,也即从零车速加速时,牵引力控制系统检测驱动轮的滑转率,如果检测到较大的滑转率时,发出指令降低发动机的功率,减小轮胎的滑转率,在汽车起步时,完全不让轮胎打滑是不行的,但轮胎的滑转率过大,将加速轮胎的磨损,降低轮胎和地面的摩擦力,对起步加速没有一点好处。

当轮胎的滑转率适中时,汽车能获得最大的驱动力。转弯时如果使轮胎产生较大的滑转,将使汽车的加速能力变好。该系统可以利用转向盘转角传感器检测汽车的行驶状态,判断汽车是直线行驶还是转弯,并适当地改变各轮胎的滑转率。

车手们对牵引力控制系统的看法也是褒贬不一。

正方(科瓦莱宁、海菲尔德、舒马赫等)

总结下来大致可以归结为以下几点:

车手们都认为驾驶没有牵引力控制系统的赛车非常有趣,但是需要注意油门的控制以及轮胎,尤其是后轮。而且目前配合V8引擎使得车手不能通过档位来控制赛车,因此难度上要大于V10时代的赛车,尤其在慢速弯角需要特别小心。

反方(马萨、德拉罗萨等)

总结下来大致可以归结为以下几点:

车手们都认为目前大部分年轻车手都没有驾驶过无牵引力控制系统的F1赛车,而赛车的油门就会像按钮一样,需要循序渐进,他们认为,从安全方面来考虑的话,没有牵引力控制对于目前的赛车来说只会增加打滑和事故的发生,在雨天尤其会引发事故,他们认为取消控制系统是一种倒退。

那么赛车需要做出一些什么技术改进呢?大致上来说,取消牵引力控制系统后,赛车在需要用1档和2档通过弯角会非常难于控制,很容易出现打滑,这时候后轮的驱动力会出现不规则,因此可以断定,明年车队会在赛车上使用更多的附加翼片来增大赛车在这些区域的下压力,车手们需要做的是线路上留出一定的容错区域,而且要慢进快出。

从引擎方面来说的话,扭力将会特别重要,由于引擎的冻结,因此改变现有引擎扭力就成为了车队技术人员的工作,在方向盘上通常会有关于引擎参数的调节按钮,因此车手们在比赛中需要把更多的注意力放在如何正确设定转速和刹车比上。

原文地址:http://sports.qq.com/a/20071231/000206.htm

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