重量分配

重量分配（Weight Distribution）是指汽车的重量透过各个车轮施加于地面的情况。重量分配会影响汽车加速及减速的效果，以及对转弯的操控。这效应由汽车运动导致的重量转移造成，当中会影响轮胎抓地力的水平。重量分配亦包括汽车静态时的重量分配。汽车的重量会使轮胎压平，因此增加轮胎与地面的接触面，这有助于汽车的加速和减速。不同种类的汽车有不同的重量分配设置，例如，直线加速赛的赛车会于后轴的前方处放置特定的的平衡物来对抗加速时产生的俯仰扭矩，令后车轮的牵引力最大化。

重量分配一般是指汽车前轮组及后轮组的重量比例，并使用百分比的方法表示。汽车的静态重量分配可通过将秤放在轮胎下来量度。汽车的重量在不同的弯道上有不同的改变，因此可通过重量分配来描述这变化。这变化可称为“重量转移”或“负荷转移”。

## 重量转移及负荷转移

负荷转移（Load transfer）一般用来描述汽车加速时，负荷施加于各轮上的状况。汽车行业（三或四轮以上）也会使用“重量转移”来描述这个概念，因此某程度上，两词是通用的。“负荷转移”也是摩托车行业上经常使用的词汇。

重量转移（Weight transfer）则用来描述，因车上的悬挂或负荷移动产生的重心转移。这效应对摩托车的影响较大，对三或四轮以上的汽车影响则较小。

两者主要的分别在于，负荷转移是由于施加于汽车的力不均衡所致；重量转移则是源于汽车的重心移动。（由于地球上的汽车皆受接近的重力影响，因此这里“重心”及“质心”皆通用。）为了方便起见，以下皆会用重量转移来描述两种转移。

## 重量及质量

（由于这里指的质量是用来表达地球下的汽车质量，因此与重量一样，可以用公斤、磅或公吨等单位表达）对于一辆拥有50:50重量配置的2000磅汽车而言，前轮组的重量为1000磅，后轮组的重量也为1000磅。静态重量分配是指车上负载物的重量总和，包括引擎、座位、车架、乘客、以及轮胎本身的重量。

## 重量分配与重量转移

重量分配和重量转移的分别在于，重量分配同时表达汽车静态及动态时的重量分配；重量转移只表达汽车加速或减速时负载转移的过程，因为在汽车处于静止或等速时，重量转移不会发生，这需要加速或减速时产生的外力产生。重量转移的程度越大，一端损失的抓地力就越多，整体的抓地力就越失衡。为了维持整体的抓地力平衡，需要限制重量转移的幅度。

## 重量分配与质心的关系

假如汽车的大部重量位于前轴上（例如前置引擎的汽车），汽车的质心会向前轴倾。当大部重量位于后轴上，汽车的质心会向后轴倾。质心也会受横向的重量转移影响，令质心会有轻微的左倾或右倾的现象。这些都视乎汽车本身的重量分配及车上驾驶者及乘客的位置。通过于现有的质心的前方或后方增加重量，从而改变质心的位置。对比前置引擎的汽车，后置引擎的汽车在刹车时各轮承受的负载更平均。通过调整汽车前后的刹车比例，可增加一端轮胎的抓地力，也可以减少一端轮胎锁死的情况。

重量分配也受到汽车所在的地方影响，例如停在斜坡的汽车会有不同的静态重量分配。引擎的位置是重量分配中一个重要因素，因为引擎是汽车中最重的部件，所以随着汽车的发展，已经开发出各种引擎配置的汽车，其中最受广泛应用的是前置引擎的汽车。有说法指只要为汽车的后端增加重量，便可以提升后轮胎的抓地力或汽车的过弯能力。但事实上，这只会对汽车直线加速及减速的能力有帮助，却对汽车的过弯能力没有帮助。注意的是，这里指的是汽车的过弯能力（Cornering），即横向加速（Lateral Acceleration），而非操控性（Handling），两者意思各有不同。因为过弯能力要取决于汽车的偏航力矩（Yaw Moments）。

## 前置引擎

将引擎放在车前部分的好处是能提升载客空间。当汽车加速时，也可以为它提供较佳的重量分配。前置引擎 - 后轮驱动的汽车亦得益于它前置引擎的配置，使它比前置引擎 - 前轮驱动的车有更好的重量分配，因此较少发生转向不足或转向过度。但当遇上湿滑的路面时，前置引擎的车会较难控制，因为它们的后轮的没有引擎的重量来维持其牵引力。前置引擎汽车亦比中置引擎的汽车有较高的转动惯量，即汽车转向时会较为稳定（倾向有对抗转向的特性）。

前置引擎的缺点是，前轮驱动的配置对转向有额外的要求。由于前轮同时承担驱动和转向两种功能，负担较重，所以当这类汽车的前轮加速越快，能用在过弯的抓地力就越少，这可能会导致转向不足；而如果在弯中放开油门，可能会导致较轻的车尾转向过度，因为重量的前移会使后轮的抓地力降低。

## 中置引擎

中置引擎配置的优势在于它拥有较低的转动惯量，即汽车会有较快的转向反应，因此有较高操纵性。加上，由于偏航角动量越小，转动惯量亦会变小，因此它容易导致转向过度。中置引擎多见于高性能的汽车，例如各种跑车和赛车。虽然部分前置引擎 - 后轮驱动的汽车都是50:50的重量分配，但当他们的重量分布于两端时，都有较高的转动惯量。中置引擎的另一个优点是，它的质量更好地平均分布于各个轮胎上，使它的操控性质中性而自然。不过当这类汽车失去控制而发生旋转，由于重心过低，驾驶者会难以救车。

## 后置引擎

后置引擎的配置是一种拥有潜在不稳定性的设计。其沉重的末端使这类汽车产生比前端更高的转动惯量，导致汽车难以转向，且减速时难以控制车身。后置引擎的汽车难以操控的原因是它的末端轮胎承受着更多的重量，所以当它减速或松开油门时，它的操控会倾向不稳定及转向过度，甚至当汽车于直路刹车时发生轮胎抱死，亦会出现转向过度的现象。尤其于刹车时，其转动惯量会令远离旋转轴一端的车轮（一般是前方的转向车轮）产生难以消除的侧滑。对比重量没那么偏后的汽车，后置引擎的汽车更易产生侧滑，而这些侧滑更难为驾驶者所应付。

后置引擎的优点在于，它的驱动轮（位于后端）及转向轮（位于前端）是彼此分开，因此不会像前置引擎 - 前轮驱动的汽车般，因前轮同时承担驱动和转向两种功能，导致负苛太高而失去抓地力。它的前轮因此有更多的抓地力用来转向，后轮在加速时亦因为它的重量获得充足的牵引力。不过当加速过急时，过多的重量后移令汽车的前端过轻，使前轮没法产生足够牵引力，因而导致汽车转弯时转向不足。当汽车上坡时，后置引擎能也为汽车的后轮提供充足的牵引力，利于操控。

## 有关“前后轴50:50重量分配等于最佳操控”的说法

很多人理解的前后50:50配重，是把汽车从中间开始算，前后重量相同，其实不是。前后50:50配重通常指的是，在无风、静止的水平面上，车辆空载，前轴和后轴载荷相等，四个轮子承受的重量也大致相当。由于前后50:50配重代表汽车的重量没有偏向任何一方，所以理论上是一个很理想化的设定，但这说法这往往具有很大争议，原因是：

一. 50:50重量分配不代表汽车会有良好的操控。50:50配重的情况可以有以下两种，一是它的重量主要集中在前后轴之间，与中置引擎的配置相近；二是它的重量各自分布在汽车的前端及后端。同样是50:50的重量分配，前者拥有良好的操控性，后者的操控则好像钟摆一样摇摆不定。这证明对于汽车操控而言，重量（质量）的分配比重量（质量）的平衡重要。

二. 在真正在驾驶过程中，前后载荷几乎很少是50:50。前后50:50的配重有4个前提：无风、静止、水平、空载，这4个前提有任何一个打破，前后配重就会发生变化。假如不计风的因素，汽车恒速的运动也能维持配重的比例。可是现实就是，车辆总是要加速、减速和转弯，这些都会引起不同向性和程度的重量转移。

不同的动力布局和驱动模式都可能影响配重，以前置引擎来说：引擎，变速箱等重量都压在前轮两侧，自然避免不了车头重车尾轻的现象，面对高速攻弯时，车头的惯性比较高，那么就容易出现“推头” 转向不足的问题。而前置前驱的架构无法避免这类现象，一致车商们将前置前驱的配重比例设定为 60：40，无疑让运动表现大大折扣。至于中置后驱这类跑车，最容易实现 50：50 配重比例，只要做到前/后重量分布集中，面对弯道时车辆的惯性摆动小，同时方向盘并不会被“压死”，那么就能实现灵活的驾驶，提升这部车的操控表现。

至于后置后驱的 Porsche 911，由于车辆全部重量集合在车尾，所以车辆重心往后，当然也有好处那就是引擎在后方，同时转动系统也是在后方，让 911 拥有很直接/出色的加速效率。不过，这样的架构缺点在于，重量在后方导致前轮的的紧贴性下降，影响在弯道时的转向表现，所以 911 的配重比例设定在 40：60。一些赛车如F1不采用 50：50 配重比例的原因，是因为赛车必须长时间极限加速和刹车，同时还必须要计算空气中的下压力以及其他效应，而赛车的比例可是经过极精密的数据计算下整合出来的结果，事实证明大约45：55 才是最符合科学的配重比例。