為什麼我們要設計通過前輪轉向的汽車?
保持所有車輪筆直並通過旋轉汽車一側的車輪而不是旋轉車輪更好地轉向是不是更好?汽車的對面,像坦克履帶一樣嗎?這樣,即使您靜止不動也可以轉彎。汽車為什麼不這樣做?
為什麼我們要設計通過前輪轉向的汽車?
保持所有車輪筆直並通過旋轉汽車一側的車輪而不是旋轉車輪更好地轉向是不是更好?汽車的對面,像坦克履帶一樣嗎?這樣,即使您靜止不動也可以轉彎。汽車為什麼不這樣做?
如果您要在不轉動輪子的情況下向左轉90度,那麼您在轉動時會向側面拖動輪子。 這段視頻中的16秒準確顯示了我在說什麼。
因此,每次您嘗試退出車道或停車位,或轉身進入停車場時,定位或因任何原因轉彎,您將放下橡膠,因為輪胎快速旋轉,而轉彎時幾乎保持靜止。同樣,請看我鏈接的視頻中的車輪打滑。
由於任何原因,您都很難在任何地方使用“四輪差速轉向”。坦克用它來降低它們施加的地面壓力,以免它們沉入泥土中。汽車不會沉入人行道,因此這不是問題。
雖然有可能設計一種後輪驅動汽車,使得前輪基本上作為腳輪運行,並且通過以不同的速度驅動後輪來控制轉向(某些自動引導車在此上運行原理),當速度失去牽引力時,此類車輛的性能就會下降。如果這樣的汽車在左後輪失去牽引力時正在加速,則該汽車將立即開始向左旋轉,並可能在駕駛員對情況作出反應之前向左行駛一段距離。即使汽車的控制系統使用加速計和陀螺儀更快地檢測到這種情況並防止汽車偏離正常路線,它們也不會對牽引力的損失做出反應,直到它已經影響了汽車的旋轉速度。相比之下,即使前輪之一失去牽引力,將前輪保持在駕駛員控制的角度也能使車輛保持直行。
主要原因是因為當汽車製動/減速時,後輪上的負載減少而前輪上的負載增加。如果您的汽車完全是後輪轉向,則在高速制動時會失去轉向。相反,不會發生這種情況,因為發動機的加速度通常遠小於製動減速度。
叉車幾乎完全是後輪轉向,以提高前部托盤的可操縱性,但是它們僅限於低速行駛。 / p>
有四輪轉向汽車: https://en.wikipedia.org/wiki/類別:Vehicles_with_four-wheel_steering
其中許多是計算機控制的並在相反方向上轉向以實現低速機動性,並在相同方向上轉向以實現高速穿越。據我所知,沒有毛毛蟲圍繞中心軸旋轉。
吉普颶風具有四輪轉向功能,可在不移動的情況下樞轉360°。但這是非常複雜且昂貴的。
我猜想,滑行轉向系統通常更重,更笨重且更複雜。實際上,它們唯一有用的地方是當您需要非常嚴格的轉向時。我們有99%的駕駛都沒有進行真正的嚴格轉向,因此為其他1%的用戶設計車輛沒有任何意義。
除了側滑車輪上的輪胎磨損問題(從概念上講,可以通過在車輪和路面上使用不同的材料來解決),OP提出的轉向方法相對於“常規”轉向有一個巨大的缺點,那就是缺乏精度。它必然涉及直線驅動的靜態摩擦與轉彎時的動態(滑動)摩擦之間的跳躍,並且“跳躍”將在不可預測的時間點發生。
這不是什麼大問題在軍事上使用坦克等履帶式車輛,但是在繁忙的高速公路上以70 mph的速度行駛時改變車道時缺乏精確的轉向。
滿足滑移裝載機的需求:
這是一台多功能的機器,包裝了很多動力,多個附件和(與當前主題最為相關)。
它完全符合您的建議。它具有固定輪胎,可以像油箱一樣以不同的角速度轉動以使車輛轉動。無需改變機器位置就可以輕鬆地繞一整圈。這給它帶來了許多好處:
與緊湊型履帶裝載機(使用履帶代替輪胎的類似機器)相比,滑移轉向具有這些優點和缺點:
汽車幾乎不需要這些優勢,因為它們不習慣裝載,卸載或景觀(儘管連接拖車會更容易),並且通常在為他們設計的道路上行駛。
實際上,有用於輪式車輛的配件,可為每個發聲提供微型軌道l,用於泥濘或雪中:
但是,即使如此,基本的轉向功能仍然是通過定向轉向而不是打滑操舵。實際上,甚至還有一些機器設計為以相同的方式進行轉向:
如果甚至某些被跟踪的機器也會轉向汽車必須具有與汽車相同的方式,而不是打滑,對吧?
優點(上述限制器通常會因此而轉向)是形成平滑曲線要容易得多。雖然可以使用計算機系統確定每個輪胎的旋轉速度以產生給定的轉彎半徑,但簡單地轉動車輪要簡單得多。而且,正如@alphazero所指出的,一個問題是打滑大大降低了牽引力,這可能導致高速下無法控制的情況。打滑還會帶來磨損問題(提示,如果可行,請嘗試僅在移動時才轉動汽車方向盤)。
結論:
汽車通常通過轉動車輪而不是打滑來轉向,因為打滑轉向的優點很少在汽車中得到廣泛應用,但是缺點從昂貴到復雜到災難性不等。
一些值得深思的地方。 Airtrax是具有特殊車輪的全向驅動系統,可實現這種機動性。 (我只看到它用於低速應用程序中)