要移动车辆,您必须克服的力在很大程度上取决于其下方的地面以及车轮是否能够转动。在坚硬、平坦的表面上,阻力约为车辆重量的 1/10。在草地或砾石等软表面上,阻力会显著增加到车辆重量的 1/3,如果车轮抱死无法转动,阻力会飙升至车辆重量的 2/3。
关键的见解是,车辆的重量只是计算牵引力的起点。轮胎与表面的相互作用——无论是容易滚动、下陷还是被拖动——是决定所需力是三倍甚至六倍的主要因素。
分解车辆阻力
理解这些阻力值为何如此剧烈变化,归结为滚动和滑动之间的区别。每种情况都为车辆呈现了一个根本不同的物理问题。
基准:在硬表面上滚动
在坚硬、平坦的表面上,主要的阻碍力是滚动阻力。这种力估计为车辆重量的 1/10,是由轮胎轻微变形和轮毂轴承摩擦引起的。
这是最有效率的情况,因为车轮的滚动能力将滑动这一困难的任务转化为更容易的旋转运动。
软表面的挑战
当车辆驶入草地、沙地或砾石等软表面时,阻力会跃升至其重量的约1/3。
在这里,轮胎会陷入表面,而表面需要被压实或移开。车辆实际上被迫不断地“向上”行驶,以摆脱其自身重量在地面上造成的微小凹陷。这比在沥青上仅仅使轮胎变形需要更多的能量。
最坏情况:滑动摩擦
如果车辆的车轮无法转动——由于刹车抱死、变速器故障或车轴损坏——情况将完全改变。您不再克服滚动阻力。
您现在正在对抗纯粹的动摩擦(滑动摩擦)。这种力非常大,计算约为车辆总重量的 2/3。您正在拖动一个死重,这在机械上效率低下,并且需要最大的牵引力。

理解实际影响
这些值是很好的经验法则,但应用它们需要认识到现实世界的变量。它们是安全有效规划的基础,尤其是在车辆救援方面。
为什么这些是“经验法则”
1/10、1/3 和 2/3 的数字是极好的估计。然而,轮胎压力、胎面设计以及“软表面”的具体组成(例如,湿沙与干砾石)等因素会改变所需的确切力。
对设备选择的影响
在选择绞盘等设备时,这些乘数至关重要。额定功率仅为车辆整备质量的绞盘在沥青上可能足够,但如果同一辆车陷入深泥中,它很可能会失效。
您必须在车辆重量之外考虑表面阻力,以确定您的设备将面临的实际负载。
坡度的关键因素
必须记住,这些计算是针对水平表面的。如果车辆在斜坡上,您还必须将重力添加到您的计算中。
坡度很容易在表面阻力之上,再增加车辆重量 25-50% 的总所需力。
如何将这些应用于您的情况
使用这些原则来估算您特定任务所需的力。始终以谨慎为重,并使用额定值远高于您最低计算值的设备。
- 如果您要在坚硬、平坦的表面上移动一辆正在滚动的车辆:至少要计划 1/10 车辆重量的所需力。
- 如果您要从泥浆、沙子或草地等软表面救援车辆:您的设备必须能够承受至少 1/3 车辆重量的力。
- 如果您必须移动一辆车轮抱死的车辆:您将面临最苛刻的情况,需要能够牵引至少 2/3 车辆重量的设备。
通过理解这些基本力,您可以从猜测转变为对任何车辆救援或牵引操作做出有根据的决定。
总结表:
| 表面状况 | 阻力(占车辆重量的比例) | 关键挑战 |
|---|---|---|
| 坚硬、平坦的表面 | ~1/10 | 轮胎变形引起的滚动阻力。 |
| 软表面(例如,泥浆、沙子) | ~1/3 | 压实/移开表面;如同上坡行驶。 |
| 车轮抱死(滑动) | ~2/3 | 克服纯动摩擦(滑动摩擦)。 |
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