为什么车辆没有侧倾是没法接受的？

一 写在前言

关于车辆，严格来说是车身，讨论其动态响应，一般比较常用三个关键属性来表征它的运动，就是绕过质心的X/Y/Z三个方向的转动，分别指绕X轴的侧倾（Rolling），绕Y轴的俯仰（Pitch），还有绕Z轴的横摆（Yaw）。

对于横摆（yaw），这是一个我们主动需要的一个响应。很简单，转动方向盘。，辆拐弯，yaw就发生了变化，而且我们希望Yaw的响应要足够的灵敏，尤其那些赛车、性能车，都希望有非常灵敏的侧向响应，yaw随方向盘的变化非常的线性。

而对于俯仰（Pitch）和侧倾（Rolling），作为底盘工程师，都怀有非常复杂的态度来看待他们,因为它们都是个矛盾的综合体….今天，我们主要来探讨一下侧倾(Rolling )的存在，而俯仰的的分析方法其实类似。

二、车身侧倾解析

国内的汽车圈里，对于车身侧倾，有两种声音存在。一种认为车身侧倾应该严格抑制，越小越好，最好不要有侧倾。另一种的观点是侧倾抑制并非越小越好，老李就是第二种声音的代表人物 (只代表自己，哈哈)。在讨论侧倾好与不好之前，我们有必要弄清楚，车辆侧倾是如何产生的，老李喜欢用看图说话，还是以图形力学分析来解释比较好。

车辆在弯道中做圆弧运动，会产生一个离心力（初中物理）。这个力与车辆速度v 车辆自身的重量m成正比，与圆弧半径也就是转弯半径R成反比。

我们知道，力是一个矢量。构成力的三要素，大小、方向、作用点。弯道中的车辆离心力大小如上图所示，方向是圆弧半径方向，作用点则是在车辆的质心之上。

基于这样的基本的概念，如果车身没有悬架系统的牵挂，在离心力的作用下他会沿着离心力的方向平动的飞出去。但由于有了悬架系统的牵连，飞出去是不可能了。而且我们也知道对于悬架系统来说，会有一个车身的瞬时转动中心的存在（虚拟的）。

由于瞬时转动中心的位置和离心力所在的质心位置不在同一点。所以在离心力的作用下，车身只能绕着这个顺心偏转。

前后悬架各有一个对于车身的瞬时转动中心，而车身是刚体，只有一个，所以车身只能绕着前后悬架对于车身的瞬时转动中心的连线转动，侧倾由此产生。

在离心力的作用下，对于车辆操控影响最大的一个因素便是内外轮的载荷转移，这一点也非常容易理解，只需要进行简单的力学分解即可得出。

反对侧倾得一个重要的论据是，侧倾会让车辆的质心外移，更加加剧了外侧车轮的受力。如上图。 其实，只要进行分析，你会发现，质心外移引起的重量转移那真是微乎其微，基本可以忽略。相反，因为有了侧倾，弹簧压缩、减震器耗能，都能极大的缓解离心力带来的影响，换句话说，离心力是要做功的，得有地方去释放。

如果真想抑制侧倾，那太简单了。从上面的分析中我们可以看出，如果我们通过悬架的设计，将车身的侧倾轴线过质心，如上图所示。那肯定不会侧倾，因为离心力对于车身来说没有了侧倾得力臂。

但很不幸，侧倾、侧滑甚至侧翻，是一组选择关系，如果你不想侧倾，那你的侧滑、侧翻的趋势必然增加了。曾经，30-40年代，这的确是 《Vehicle design Bible》……尤其在方程式赛车上！但在这一时期却是赛车事故最频发的阶段，为什么？是什么让人放弃了这一真理？只有一个原因！弯道中，虽然车身不会倾斜，但外车轮胎通过悬架会产生巨大的Lifting-force。会很轻易的撬翻车身！！而如果有了侧倾，基于弹簧的储能、减震器的耗能，更重要的是悬架系统的Lifting-force会大大的降低。车辆处于安全状态。

基于以上的分析，侧倾这一个物理特性，即使在现在对操控、动力学要求最苛刻的方程式赛车之上，也没有完全消除它，只是将其控制在一个合理的范围之内。

三 、结论

通过洋洋洒洒的分析，老李再次重申一下自己的观点，车辆没有侧倾是没法接受的。侧倾存在的价值来自两点。

1 驾乘人员的需要，人---车，这一闭环的操作系统中，必须要有回馈，车辆没有侧倾，人员便无法感知车辆在弯道内的情况。另外如果没有侧倾，单纯的侧向加速度会让人无法接受。

2 车辆没有侧倾，则意味着侧向力的释放渠道只能有传递到了轮胎，进而加剧了侧滑、甚至侧翻的可能性，两相比较。侧倾相对来说安全、稳定的多。

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