跳至主要內容
GITGUD ACADEMY
過彎與車輛控制

模擬賽車中的重量轉移:如何用它讓車子轉向

我們的循跡煞車教學裡有一句話,常被大家拿來引用:你實際上有兩個方向盤,一個在你手上,一個在你的右腳下。這是思考煞車的好方法,但它也只是全貌的三分之一。

油門是第三個方向盤。而在那些你幾乎不太需要煞車的彎道裡,收掉的油門是三者中你唯一真正在用的。這一頁談的是這三者對車子平衡做了什麼,以及決定這一切能否產生轉向的那部分:你在什麼時機使用它們,相對於你雙手的動作。

開始之前,先說明一下用詞。車子裡並沒有什麼東西真的在滑來滑去。移動的是四個輪胎接地面各自承受的垂直負載,所以從這裡開始,我們稱之為負載轉移。

真正在移動的是什麼

三種輸入,三個方向。

  • 減速會把負載移到前軸。這個情況在煞車技巧中有深入說明,這裡我不打算重教一遍。
  • 加速會把負載往後移到驅動軸上,並讓前軸卸載。這是車手想得最少的一項,但它的作用一樣大。
  • 過彎會把負載往外移,從內側輪胎移到外側輪胎。
收油時仍然直指前方的 GT3 賽車俯視圖,一個綠色的模擬賽車重量轉移箭頭指向前方。
減速會把負載往前送:教練的箭頭標出收油時的方向,此時車子仍然直指前方。

第三項值得仔細說明,因為簡化的說法把因果關係弄反了。轉向並不會把負載往側面推。轉向在輪胎上建立滑移角(slip angle),輪胎產生側向力,車子產生側向加速度,而那個加速度作用在高於路面的重心上,才把負載往外移。它與側向加速度、質量和重心高度成正比,與輪距成反比,而且它會落後於你的雙手,因為車身側傾和輪胎反應都需要時間建立。

有兩個值得知道的結果,因為它們推翻了一些常見的假設:

  • 側向負載轉移不是可以拿來利用的東西。輪胎抓地力增加的速度比你施加的負載慢,所以外側輪胎得到的,比內側輪胎失去的少。整個車軸算下來是淨損失。你要做的是管理它,而不是收割它。
  • 更硬的防傾桿和彈簧並不會減少它。總側向負載轉移由質量、側向加速度、重心高度和輪距決定,彈簧硬度不會改變其中任何一項。它們改變的是前後的分配比例,這正是為什麼更硬的前防傾桿會讓車轉向不足。要軟化哪一端、軟化多少、按什麼順序,取決於車子本身:調校問題排解工具會根據一台房車和一台方程式賽車的真實車庫資料把它算出來。

為什麼它會改變車子願意轉向的程度

轉向其實不是關於哪一端比較重,而是關於兩個車軸之間的側向力平衡。負載轉移改變了每個車軸能做到的事,因此移動了這個平衡:前軸能力相對於後軸越多,偏擺(yaw)就越多;反之則越少。

這件事有一個上限,而這正是最被誤解的部分。把更多負載放到前面,並不會自動帶來更多轉向。如果前輪已經飽和,多出來的負載就兌現不了:我有一位學生把大量重量轉移到前面,車子卻還是不肯轉,因為他在轉動方向盤之前,就已經向前輪要了它們能給的全部。那個案例值得一讀,因為它展示了理論失效時是什麼樣子。

這裡的關鍵字是「飽和」,而它有精確的意義:處於抓地力極限的輪胎實際上在做什麼,就是這一頁中每一次負載變化底下的物理原理。

滑移角才是把負載變化轉換成轉向的東西

這是最重要的一節,它回答了一個很多車手感受過、卻說不出來的問題:為什麼收油有時候能讓車子漂亮地轉過去,有時候卻完全沒用?機制在下面;而刻意運用它、掌握收油時機讓車子在入彎時轉向,則是如何在模擬賽車中誘發轉向過度的主題。

老實說的版本是這樣:當你在直線行駛時收油,負載轉移是縱向的。它讓車子往前點頭、加重前軸,這部分確實會發生,而且是真實、有用的。它本身不會產生的是偏擺,因為偏擺來自作用在離車子重心一段距離處的側向力,而在直線上,基本上沒有可以重新分配的側向力。

教練的側視圖示,畫出模擬賽車的重量轉移從車尾劃弧到車頭,並寫著重量轉移不會引發轉向。
在直線上,負載依然會移到車頭,但沒有側向力可以作用,所以換不到任何偏擺。

現在在輪胎已經承受側向工作時做同樣的收油。負載轉移完全一樣:它沒有被改變方向,本身也沒有任何改變。改變的是,現在有一個前後側向力的平衡可以讓它作用。多出來的前軸能力被花在轉向上,因為轉向正是前輪已經在做的事。

同一台車的俯視圖,綠色的模擬賽車重量轉移箭頭現在斜跨賽道,指向車手想去的方向。
先把車頭指過去,完全相同的負載變化就有了可以作用的側向力平衡,於是它變成了轉向。

收油不會創造轉向。它只是重新分配輪胎已經在產生的轉向。

由此可以推出三件事,而它們就是這一頁的實際重點。

它是按比例增減的,不是開關。一次收油換來的偏擺,大致與輪胎上已有的側向力成正比。在很低的側向加速度下打兩三度方向,幾乎換不到什麼;有實質的側向力,就能換到很多。所以有用的指示不是「先轉一點」,而是「在要求平衡變化發揮作用之前,先確定輪胎真的在工作」。

變數是滑移角,而不是轉向角。這兩者分開的情況比你想像的更常見。用步行速度大力轉方向盤,會產生很大的轉向角,卻幾乎沒有偏擺,因為輪胎幾乎沒有承受側向負載。一台車輪朝正前方、卻正在滑動的車,轉向角是零,偏擺卻很大。你在管理的是輪胎在做什麼,而方向盤只是你提出要求的工具。

收油不只是一個負載事件。收油同時也會在驅動軸上產生引擎煞車,消耗掉那個車軸的一部分摩擦力預算。在後驅車上,這會增加轉向;在前驅車上,它落在你正要求它轉向的同一組輪胎上。車庫裡涵蓋了前驅道路車、後驅 GT 車和低慣性的單座方程式,它們的反應並不相同。把下面的內容當成要在你的車上測試的經驗法則,而不是定律。GT 和單座方程式各有自己的一頁:GT3 模擬賽車教學和方程式模擬賽車教學。兩者都建立在不分車種的順序上,在那個順序裡,負載轉移排在十二項駕駛技巧的第七位:在煞車和轉向之後,而不是之前。

時機太早的時候

在前輪仍然飽和時要求側向力,什麼也換不到,還會讓你丟掉這個彎:多打的方向不會讓車子轉,只是增加了輪胎無法滿足的需求。這種失誤有它自己的一頁:在一圈中發現的五個煞車錯誤開頭講的正是它,還附有遙測資料。

一條手繪的煞車壓力曲線,藍色方框標出模擬賽車重量轉移的時機窗口,綠色線段分別標示為早和晚。
獲得轉向加成的時機窗口:早的邊界在門檻煞車壓力處,晚的邊界在循跡煞車的後段。

時機太晚的時候

一般形式是:在輪胎沒有滑移角時用掉的負載變化,換不到任何偏擺。你得到了點頭、得到了前軸負載,然後在你還沒向它要求任何東西之前它就衰退了,於是你抵達時需要轉向,卻已經沒有平衡能產生它,只好在彎道更深處去找。

這裡有一個老實說的矛盾。我們的循跡煞車教學允許你在學一個彎時短暫滑行,這是刻意的:作為鷹架,它拿掉了一個變數,而且有效。它是一個代價已知的學習工具,而不是當你追求轉向時該用的駕駛方式。

慢彎:前輪已經很忙的地方

在慢彎裡,前輪已經把大部分預算花在讓車子減速上,而你鬆開踏板時釋放出來的,就是你能拿來轉向的部分。這個取捨在輪胎抓地力預算那一篇有完整說明,這裡就不再重複。

不過有一點值得知道,因為它違反直覺:摩擦力的範圍是曲線,而不是一條直線的取捨。從踏板最上端那一小段鬆開,只要付出很少的煞車代價,就能釋放出驚人數量的側向抓地力,這也是為什麼放開煞車的最後一段,必須比第一段更溫和。

時速 86 公里的慢彎座艙視角,儀表上的遙測顯示煞車曲線逐漸減少,模擬賽車的重量轉移仍在車頭。
紅色的煞車曲線在最後下降之前,於放開過程中緩緩降低,正是這一點在車子轉向時釋放了側向抓地力。

快彎:收油是你唯一的輸入

這是整頁變得實用的地方,因為這是所有煞車教學都沒涵蓋的情況:需要稍微收油、輕點一下踏板,或什麼都不用做的快彎。

沒有實質的煞車階段時,收掉的油門就是你全部的平衡輸入。這讓操作的順序成為你唯一能控制的東西,而常見的錯誤是把它反過來做。在車頭朝直時先收油、等一下、再轉向,你就把平衡變化浪費掉了;等到輪胎承受負載時,那個瞬態早就過去了。

把它反過來。先建立方向,讓輪胎真正承受側向力,然後再收油。同樣的輸入、同樣的彎,車子會轉過去,而不是推頭。

車載畫面上的模擬賽車重量轉移標註:轉向加成越早拿到越好,並有一個從方向盤畫出的動量箭頭。
教練親手寫的字:早點拿到轉向加成,下面是一個動量箭頭,還有他用紅字註明循跡煞車仍然不可或缺。

這有兩個限制:

  • 在確實有煞車區的彎道,不要在煞車區之前加轉向。在你開始減速之前的任何轉向,都會讓你失去賽道寬度,以及那段寬度原本能換來的入彎速度。
  • 如果收油之後要輕點煞車,讓兩者依序進行。先完全離開油門,再踩煞車。兩者重疊只會白白加熱輪胎。
同一塊煞車距離牌前兩種模擬賽車重量轉移的接近方式並排比較:被打叉的車偏離路線,打勾的車保持在外側。
左邊在煞車區之前就轉向,悄悄地讓出了入彎速度所依賴的賽道寬度。

要收多少油、多早收,取決於車子和彎道有多快。原則是順序;份量要你自己去找。

這一切的前提是你的輸入可以重複,而這在成為駕駛問題之前,先是座艙設備的問題。如果你的身體在煞車時會移動,在從踏板曲線解讀任何東西之前,值得先檢查你的坐姿幾何。

油門對平衡做了什麼

上面的一切在你加速時都會反過來:負載往後移、前軸卸載,車子變得比較不願意改變方向。這確實很有用:一點小而穩定的油門,可以讓一台轉得比你想要的更多的車安定下來。

但這是我最希望你不要過度簡化的說法,因為天真的版本是真的很危險。油門並不只是讓後輪得到更多抓地力。負載轉移只是一半;另一半是,驅動力會在驅動軸上消耗抓地力。哪一半佔上風,取決於車子:

  • 前驅:油門確實會把你從轉向中拉出來,因為驅動軸正是你想要增加抓地力的那一軸。
  • 後驅:一點小小的維持油門,淨效果是正的,能讓車子安定。超過這個程度就是動力轉向過度,而如果後輪已經超過了它的峰值滑移角,再加油門只會延長滑動,而不是把它救回來。

所以當車尾滑過頭時,修正方式是先用雙手:回正或反打方向,讓後輪滑移角降回來,同時油門保持穩定,而不是加大。把伸手去踩油門當成主要修正手段,正是把一次救車變成打轉的方式。

還有一個大家歸功於負載轉移、其實大多不是的機制:車子在動力下抵抗轉向的方式,很大程度上來自差速器。緊的動力斜坡(power ramp)或高預載(preload),會把驅動輪推向相同的轉速,直接對抗偏擺;開放式差速器的這種作用則少得多。而在高速下的下壓力賽車上,後軸負載主要由空氣動力主導,而不是油門所造成的那一點點質量轉移。

這一切都適用於入彎和轉向階段。一旦你已經投入出彎,油門的工作就不同了,而一次乾淨的給油勝過反覆調節,每一次都是。

為什麼在拉力模擬器裡比較容易感受到

在鬆散路面上花一個晚上是值得的,但理由不是通常說的那個。低抓地力並不會增加負載轉移:轉移量隨側向加速度變化,而低抓地力限制了側向加速度,所以鬆散路面實際上轉移得更少。改變的是可讀性。

在碎石路上,輪胎持續處在極限附近,所以平衡變化會表現為車子姿態的變化,而不是被悄悄吸收掉。反應也更慢、更大:每一度滑移角所建立的側向力沒那麼陡,所以你挑動車子,然後等它反應。這正是它容易解讀的原因:各種效果在時間上分開得夠久,讓你注意得到。

一位車手握著賽車方向盤,在大螢幕上跑碎石拉力賽段,在這裡模擬賽車的重量轉移比較容易解讀。
在鬆散路面上,輪胎持續處在極限附近,所以平衡變化會表現為姿態的變化。

感知能力可以帶走,輸入方式不行:在乾燥的柏油路上,刻意的甩尾(flick)反而比較慢,因為每一度不必要的滑移角,都是花在讓車旋轉、而不是過彎的抓地力。

練習課題:只改變時機

三種時機,一個彎

挑一個幾乎不需要或完全不需要煞車的中速彎,讓收油成為唯一在作用的平衡輸入。其他一切保持完全相同。

  • A:先收油,再轉向。在車頭朝直時收油,停頓一下,然後轉向。
  • B:先轉向,再收油。先建立方向,然後收油。
  • C:刻意太早。在仍然重踩煞車時就打滿方向,去感受飽和的前輪。

在三者之間比較四件事:你需要多少轉向角、車子在彎心時落在哪裡、你有沒有做修正,以及你什麼時候能回到油門。B 應該能用更少的方向跑出同樣的路線。如果沒有,這個彎可能需要比你想的更多煞車,換一個更快的地方試試。

把它當成一個隔離練習區塊來跑,使用新手練習課題的同一套評分方式:一個變數、當下就判定是否通過,而且不看圈速。

三者之中你做錯的是哪一個

兩位車手可能提出同樣的抱怨(車子不肯轉),卻需要相反的修正。一位是在前輪飽和時要求側向力;一位是在輪胎開始工作之前就把平衡變化用掉了;還有一位時機正確,只是開的車,驅動軸的行為和寫建議時所針對的那台不同。這裡沒有通用的答案,而隨便挑一個,就是人們浪費掉一整個賽季的方式。

如果你分辨不出自己是哪一種,這就是 GitGud Racing Academy 提供單圈分析的誠實理由:教練會把煞車、轉向、路線和油門放在一起看,而不是孤立地評判一條曲線,然後告訴你,你實際上是三者中的哪一種。

不管最後發現你是三者中的哪一種,修正方法都是同樣三種輸入,只是換個順序。Complete Driving Technique(完整駕駛技巧)這門課程,把煞車、轉向和油門當成一個系統來教,而不是三個各自獨立的習慣。

重量轉移常見問題

模擬賽車中的重量轉移是什麼?

是車子在加速、減速或過彎時,垂直負載在四個輪胎接地面之間的重新分配。車子裡並沒有任何東西真的在移動,這也是為什麼「負載轉移」是更準確的說法。減速會把負載放到前軸,加速會把它往後移到驅動軸,過彎則把它往外移到外側輪胎。快不是要消除它(你做不到),而是要控制它何時發生、發生得多快,因為時機決定了它是幫你轉向,還是跟你作對。

為什麼收油有時候能讓車轉向,有時候卻沒用?

因為收油不會創造轉向,它只是重新分配輪胎已經在產生的轉向。在直線行駛時收油,負載轉移純粹是縱向的:車子點頭、前軸加重,但幾乎沒有可以讓這個變化作用的側向力,所以你只得到很少的偏擺。在輪胎已經承受側向工作時收油,同樣的負載轉移就有一個前後側向力的平衡可以移動。它是按比例增減,而不是一下子開啟:已經存在的側向力越多,收油的價值就越大。

油門如何改變車子的平衡?

它把負載往後移到驅動軸上,並讓前軸卸載,這通常會讓車子比較不願意改變方向。但這只是故事的一半,而缺少的那一半很重要:驅動力也會消耗驅動軸的抓地力。在前輪驅動的車上,油門確實會把你從轉向中拉出來。在後驅車上,一點小而穩定的維持油門能讓車子安定,超過這個程度就變成動力轉向過度;而如果後輪已經超過峰值滑移角,再加油門只會延長滑動,而不是把它救回來。

為什麼收油會造成轉向過度?

兩件事同時發生。負載往前移,減少了後輪的垂直負載,也降低了它們能產生的側向力。同時,收油會在驅動軸上產生引擎煞車,消耗掉那個車軸的一部分摩擦力預算。在後驅車上,兩種效果都落在後軸,所以在彎中猛然收油可能會讓車尾甩出。這也是為什麼它是一種工具,而不只是一種危險:有節制的收油,是讓一台不願轉向的車轉過去的方法之一。

更硬的彈簧或防傾桿會減少重量轉移嗎?

不會,這是模擬賽車調校中最根深蒂固的誤解之一。總側向負載轉移由車子的質量、側向加速度、重心高度和輪距決定,而彈簧硬度不會改變其中任何一項。更硬的防傾桿和彈簧改變的,是這個轉移的前後分配,以及它到來的速度。這正是為什麼更硬的前防傾桿會造成轉向不足:它讓前軸承擔了一個總量沒有改變的更大份額。

前軸負載越多,轉向就一定越多嗎?

不會,而假設會這樣,是這個概念在實際中最常見的失效方式。負載轉移改變的是前軸能夠做到的事;它無法讓一個已經飽和的輪胎做得更多。一位煞車重到前輪已達極限的車手,把大量負載往前移,卻仍然得不到轉向,因為已經沒有剩餘的能力可以兌現多出來的負載。負載必須抵達輪胎仍有餘力的地方,這通常意味著更早、更輕地煞車,而不是更重。

這篇教學文章屬於 GitGud Racing Academy 的免費文章庫。GitGud Racing Academy 是一所線上模擬賽車學院,以每週單圈分析、系統化課程、練習課題和訓練工具為核心。

用正確的方式練好它

閱讀只是第一步。在學院裡,透過系統化、針對車款的課程,以及教練為你做的個人單圈分析,把它練成肌肉記憶。

加入學院 · $29.99/月
在 YouTube 觀看完整影片