G值到底是什么?一文读懂汽车和赛车中的G值概念
G值到底是什么?一文读懂汽车和赛车中的G值概念
我们经常强调极星4达到了1.49G的侧向加速度,在赛车领域,也经常能听见诸如弯中承受多少G的话语。那么,这个G究竟代表了什么?又代表了怎样的大小呢?今天,就来详细说说G值这点事。
要先明确一下G这个值本身的含义。
G本身是一个加速度的量,单位是重量和质量的比值;这个值的大小与地球的引力有关。一个放在地面上的静止物体,我们可以认为它受到一个G;在初中物理中,就说过这个物理量,严格意义上说,其实应当用g来表示。
那么一个g到底有多大呢?大约等于9.8m/s^2;意思就是静止以这个加速度做加速运动的话,一秒以后末速度就是9.8米每秒。乍看之下对这个数字完全没有概念,下面给出几个实际例子方便理解。
以一个g从0加速到100,只要100/3.6/9.8=2.83秒。换句话说,如果一款车号称百公里加速只要2.83秒的话,那平均加速度就是1g左右。
又或者,大家玩过跳楼机的话,那种自由下落的加速度就刚好是一个g。
再看看距离。如果以1个g的加速度从静止均匀加速到100km/h,到100km/h的时候距离是38.4米左右。通常家用车全力制动的刹车距离在40米左右,从这个角度,也能变相感觉一下 1g的加速度有多可怕。
最后是实际的感受,承受2个g就好比你的体重翻了一倍,一个不是很科学的说法就是背着一个自己的感受。
有了这种直观的感受,我们再来看看赛车界所谓几个g又代表了什么。
首先是纵向的,分为加速G值和刹车G值。刚才也提到了,1g的加速度其实已经很可怕了。但是 在赛车界,远不止于此。大力刹车动辄2-3个g的加速度宛如家常便饭。在大直道末端的重刹,就会伴随着巨大的G值。
然后是侧向受力,通俗的叫做“离心力”,严谨点就是向心力,造成侧向力的关键就是转向。由于一切物体都有惯性,如果不给赛车一个侧向的力,车子就会一直笔直开下去。相信大家都有甩过东西的体验,甩得越快,拉住东西的力就要越大,不然东西就会飞出去。根据向心加速度公式:an==v2/R=w2.R=v.w
也就是说速度(V值)越快、转弯越急(转弯半径越小),需要的侧向加速度就越大。车能承受的这个侧向g值决定了车的弯道性能;如若侧向G值不够大,车就会发生冲出赛道的尴尬。
为了便于理解,下图是纽北赛道一个左手弯中的赛车,黄色为其受到的横向G值。驾驶员的感受就是向左转的时候人会向右边倒去
对于车辆而言,在弯道中会受侧向力而发生侧倾,车辆沿滚动中心发生侧向偏转。此时重量分布、驱动形式、悬架结构和参数、弹簧刚度、减震软硬共同影响着赛车在弯道内的表现,决定了在特定弯道赛车能够达到的极限速度。超过极限速度便可能转向过度或者转向不足,就是俗称的“甩尾”或“推头”。
在熟悉了这个g的概念之后,对车辆性能的量化又有了一种新的途径。加速性能可以直接看加速g值,刹车性能就直接看减速g值。弯道性能就看侧向g值。这个值越大,也就说明这台车的性能越强。