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  • 1 # 天和Auto

    汽車輪轂不論加速還是減速都在正轉,減速瞬間反轉會出現大問題

    高速行駛的汽車會製造一些視覺假象,比如行駛中輪轂在“倒轉”。然而假象終歸是假象,車輛行駛與減速時不可能反轉,在解析這一現象之前有必要了解傳動軸與車輪的結構。

    汽車由發動機提供動力,動力需要透過離合器變速箱和傳動軸傳遞至車輪。以前驅車為例可理解為傳動軸的轉速等於車輪轉速,那麼車輪則需要與傳動軸剛性連線才能接收傳動軸的輸出轉矩;所以汽車的輪轂會與軸承透過螺栓剛性固定,且輪胎與輪轂也是剛性連線,兩者在轉動時並不會出現位移。也就是說輪轂正轉輪胎也會正轉,輪轂正轉時輪胎不可能反轉,同時減速時也可能反轉。

    汽車剎車減速是透過剎車片與剎車盤的摩擦力實現,剎車盤與輪轂一樣為剛性固定在軸承上,轉速與車輪輪速一致。而車輛在滑行時會有非常大的慣性作用力,這一力量會推動車輪與剎車盤高速旋轉,並且帶動傳動結構使變速箱齒輪組甚至發動機運轉。那麼想要在這種狀態下讓輪轂實現反轉則需要一個強大力量的瞬間輸出,要大於滑行產生的反向輸出扭矩並且能瞬間克服慣性力。

    很顯然只是做不到的,假設可以做到也會出現車輛失控的情況,傳動結構的齒輪組也有可能被打碎,重點是車內的人也會在慣性力的作用下被甩飛。所以汽車的輪轂不可能在正向行駛時出現反轉,而之所以會看到反轉的場景,原因是大家都被眼睛欺騙了;人的視覺系統有暫留特性,指光線對視網膜產生作用後,該場景(畫面)約能夠保留0.02秒,就是這一瞬間造成了“反轉”。

    數學課

    假設車輛按照100km/h的時速行駛,汽車輪胎的型號為225/55/17,下面可以計算一下輪速了。

    車輛1小時共計行駛10萬米,等於每秒行駛27.77米。

    輪胎的周長約為2.13米。

    一秒中內車輪會旋轉13.04圈,車輪旋轉一圈的時間不足0.08秒。

    下面開始看圖聊天,圖1圖解:黃點可理解為人的第一反應看到的參照點,此時開始計時(0~0.02秒。)

    圖2圖解:在0.02秒之後黃點移動下圖所示的位置,此時車輪沒有沒有旋轉一週。那麼以參照點作為參考的話,第一印象應該是車速比較慢;但車輪是在連續的快速轉動,人的視覺系統也是在不斷的採集資訊。此時黃點運轉位置會第二圈的偏右側開始計算(參照),這會必然會造成車輪反轉的錯覺。

    圖3圖解:黃點是第二圈的參照起始點,藍點是視覺系統採集到的資訊反饋到大腦後,感受到的第三圈資訊。此時的標記位置已經發生了三次變化,而且都是逆時針的出現;那麼大腦形成的印象則必然是輪轂在倒轉,這就是眼睛欺騙了大腦,大腦欺騙了內心。

    總結:人的視覺系統時常會“欺騙”大腦,至於起步加速時輪速也很慢但不會感覺在反轉,原因為這種狀態中潛意識會告訴大腦輪轂的轉向;只有在高轉速又不太懂得其中奧妙的前提下,大腦才會形成錯誤判斷。不過輪轂的視覺效果並不全都是倒轉,只要車輪旋轉一圈的轉速低於0.02秒,則視覺效果與大腦反饋的資訊就會是正轉了,因為參照點在不斷的前移,所以還會感覺到車速非常快。(實際車速也會在接近300km/h)

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