2013年11月，王女士驾驶新买的宝马X3从南充返回成都，车在高速路上突然熄火，王女士吓得半死，对宝马的质量恨得咬牙切齿。她找人将车拖到4S店，并召来几名壮汉将店门堵住，用喇叭喊话造势，要求无条件退车。经双方多次谈判，王女士勉强答应先给车做个检测。维修人员一钻进车里就惊呆了，原来……原来是车没油了。
大写的尴尬……
另一则新闻。一陈女士买了辆豪车，开五年后趴窝了，拖到4s店，修理工发现机油几乎耗光，便问她多长时间换一次机油，陈女士一句话差点把人雷死：“什么？我这么高级的车还要换机油？”
牛大了，word姐……
有没有宝妈闹过类似的笑话？购车时，您是否被各种名词绕得头晕脑胀？小朋友问起汽车问题时您是否经常哑口无言？男人们喝着小酒聊着汽车时您是否干着急插不上嘴？车子有毛病了您是否总要厚着脸皮去请教隔壁老王？
如果是，这篇文章您就读对了。听爸我争取用文科生也听得懂的语言深入浅出地普及一下汽车基本知识，希望您读完后能秒杀50%的只会翻来覆去说“动力澎湃，推背感十足”的各类伪车迷。
事先声明一下，汽车知识博大精深，远非一篇短文所能尽述，我只能选取几个常见的话题尽我之所能，以期抛砖引玉，炸出真正的大咖。本人水平有限，错漏之处在所难免，若把您绕糊涂了，还请见谅。
车型外观
相信很多人都是“外貌协会”会员，所以咱们谈车先从外形入手。根据外形，常见的乘用车大致可分为如下几类：轿车（又叫三厢车，Sedan）、掀背车（又叫两厢车，Hatchback）、双门车（Coupe）、旅行车（Station Wagon）、运动型多用途汽车（SUV），皮卡（Pickup）、商务车（美国叫Minivan或MPV）和房车（RV）。近些年又出现了一些新名词，比如跨界车（crossover）和城市越野车（CUV）等。这些车型一目了然，详情恕不赘述。
汽车为什么会发飘
既然说到汽车外形，就有必要简单说一下汽车发飘这个话题。很多朋友可能亲历过或听人说起过汽车高速发飘这种事。车为什么会飘？当下不是有句时髦话嘛，站在风口，猪都能飞起来。汽车跑得太快，能飘自然也不稀奇。
解释车发飘之前，我先说说飞机为什么能飞。机翼上表面是一条曲线，而下表面则几乎平直。气流在机翼前缘分成两股，分别沿上表面和下表面流到机翼后缘。这两股气流，流到后缘所用的时间是一样的，但是绕经上表面的那股气流走过的路径略长，所以，上表面的气流速度要高一些。

我们流体力学里有个很重要的理论叫伯努力定律（Bernoulli's Principle），此定律大致是说，流体的速度越高，则静压越低。
举个例子，拿两张纸，让其相距2厘米，用嘴往两纸间吹气，您会发现，这两张纸并不会被吹得分开，相反，它们会贴得更近。这是因为纸间的气流速度增加而压力下降了，两侧的高压就把这两张纸压到一起。
同理，机翼上表面的气流速度更高，那上表面就是低压区，而下表面是高压区，这一压力差所形成的合力，是一个向上的升力，正是靠这一升力的托举，飞机才能飞起来。
机翼绕流和受力
我们再看一下小汽车的外形，跟机翼的形状是不是很像？所以汽车高速行驶时，也会产生一个向上的升力，当这个升力大到一定程度时，车的附着力（附着力=重力-升力）就会不足，这时我们会感觉到汽车有点飘飘然，一旦有风吹草动，极容易发生事故。
汽车绕流流动显示实验
为了增加附着力，有的车会在车尾设置一个扰流板（spoiler），又叫尾翼。尾翼其实是一个倒着放的机翼，较平直的那面朝上，有较大弧度的那面朝下，这样升力就变成了下压力。
F1赛车的扰流板，辅以其他方式，其产生的下压力甚至超过车的自重，夸张一点说就是，即使赛车贴在天花板上跑，也不会掉下来。
Spoiler

动力布局
常见的汽车，动力布局一般称为前置前驱（FF：front engine front drive）或前置后驱（FR: front engine rear drive）。前置是指发动机放在汽车前部。有些车，比如经典的老款大众甲壳虫，其发动机放在车尾，前面是行李厢。
超级跑车多采用发动机中置和后置的方式，简单地说，其发动机都在驾驶员背后，这些车不在本文的讨论范围之列。
发动机前置的汽车，若前轮是动力轮，则称为前置前驱。若后轮是动力轮，则称为前置后驱。
问题来了，前驱和后驱到底有何不同？
前驱和后驱
讲个小故事。奥迪的Quattro四驱系统名扬天下，但早期的国产奥迪100和奥迪200，却都是前驱车。
2003年宝马在沈阳华晨投产后，有记者问华晨，说中国市场终于迎来了两大豪车的直接厮杀，宝马方面如何看待和奥迪的竞争。华晨的高管轻蔑地说：我们觉得豪华车至少得是后驱吧。
这话虽显刻薄，但或多或少道明了一个事实：后驱车比前驱车更高级。喂，那位开五菱宏光的师傅，别激动，没说您那车。奥迪没辙，赶紧把四驱引进国内（有竞争就是好啊），宝马后来也堕落到去造前驱车了，那是后话。
首先，从仿生学的角度讲，后驱比前驱更符合大自然的规律。
大家可以想象，骏马奔跑跳跃时，后腿更容易爆发出力量，前腿承担的则主要是支撑和转向功能。
车亦如此，汽车加速时，车头翘起，重心后移，前轮的附着力会大大降低，抓地力也大打折扣，而此时后轮的抓地力则相应地增加，利于车辆的加速。
其次，前驱车特别是大马力前驱车有一通病，叫扭矩转向（torque steering）。
从变速箱到两前轮的传动轴，长度差别很大，当车辆加速时，传动轴会发生一定的扭曲，若两轴长度不同，那扭曲度就会不同，传递到两前轮的动力就会有差异。
对于大马力汽车，这种差异会非常明显，两个前轮不平衡的牵引力，会反作用在转向系统上，其后果就是方向盘自己旋转，造成车辆跑偏，也容易使驾驶员手臂受伤。
再则，一般后驱车比前驱车的操控性更好。
前驱车一般采用的是发动机横置方式（transverse engine）。发动机横置是指发动机的转动轴和车身是垂直的，发动机和变速箱被紧凑地铆成一大坨，放置在两个前轮中间，导致的结果就是汽车头重脚轻，前驱车前轮所承受的重力为一般为整车重量的60%～65%。
头重脚轻导致的直接后果就是车辆转向很困难，可以做个简单的实验，大家去超市购物时，把一箱矿泉水放在购物车的最前端，推一会就会发现，拐弯非常考验臂力。
而后驱车采用发动机纵置（longitudinal engine），发动机纵置是指发动机的转动轴和车身是平行的，发动机和变速箱被串成一长条，这种布局使得重心大大后移，前后轮承受的重力可接近1:1，拐弯性能得到极大改善。
大家把那箱矿泉水挪到购物车中部再推，就能体会到差别。前面说了，超跑把发动机放在驾驶员背后，这样可以把前轮承重降低到40%以下，拐弯则更灵巧。把矿泉水挪到购物车最后端再推推看。
前置前驱，重心靠前
前置后驱，重心更合理
或许有人要问了，后驱那么好，怎么反而是前驱车占据市场主流呢？
前驱车的前轮兼具承重、导向和驱动三大功能，可以做得非常紧凑，节省成本。而其操控上的劣势，我们一般人上个班买个菜也根本体会不出来。
相反的是，后驱车在日常驾驶中反而有非常明显的劣势，比如在雨雪路面牵引力不够，还容易甩尾，可能开着开着突然旋转一百八十度。有的后驱皮卡车车主，雪天时会故意在车厢里放置重物，其目的就是为了增加后轮的摩擦力以改善行驶性能。

变速箱（Transmission）
变速箱有什么作用？
  • 为了切断动力传递，挂空档，汽车就不会跑。
  • 为了改变行进方向，挂前进档和倒车档，汽车就能前进和后退。
  • 为了改变传动比，改变传动比的目的，一是为了改变行驶速度，二是为了给发动机“省力”。
大家若骑过变速自行车，就会有更深刻的理解。
当我们挂低档的时候，可能脚蹬了两圈，车轮才转了一圈，这样就骑得慢。当我们挂高档的时候，可能脚蹬了一圈，车轮已经转了两圈，这样就骑得快。当我们骑车刚启动或者爬坡时，阻力很大，挂高档的话，使出吃奶的力气也蹬不动，这时就必须挂低档以增大扭矩，蹬起来非常轻松。汽车变速箱的工作原理与之类似。
常见的变速箱有以下几种类别：
  • 手动变速箱（MT：Manual Transmission）
  • 自动变速箱（AT：Automatic Transmission）
  • 手自一体变速箱（Tiptronic）
  • 双离合变速箱（DCT：DualClutch Transmission；大众的叫DSG：Direct-Shift Gearbox）
  • 无级变速箱（CVT：Continuously Variable Transmission）
有兴趣的朋友请找资料了解细节，恕不赘述。
差速器
什么是差速器（Differential）？
顾名思义，差速器是用来调节速度差的。大家应该都见过大卡车两后轮之间的大铁坨坨，这大铁坨就是差速器。汽车的动力通过一根传动轴从变速箱传到这个差速器，然后差速器再把动力分配到左右两个轮子。
汽车直线行驶时，左右两个轮子的转速是一样的，但当汽车拐弯时，外侧的轮子会比内侧的转得稍快，这个速度差就是通过差速器来实现的，这一调速是纯机械的自适应过程，没有电子设备的干预，有兴趣的朋友可找资料研究细节。

差速器
问题来了，一辆汽车有几个差速器？
前驱车和后驱车都只有一个差速器，而四驱车则有三个，分别称为前差、中差和后差。前差调节前面两个轮子的速度差，后差调节后面两个轮子的速度差，而中差则调节前后轮之间的速度差。
最简单的差速器叫开放式差速器（open differential），它一大特点就是“欺软怕硬”，始终把动力往容易输出的一端输出。此话何解？比如汽车左边的驱动轮陷进了淤泥，而右边的还在正常路面上，这时差速器会自然地把所有的动力都输出到左轮上，我们会看到左轮在淤泥里飞转，而右轮则纹丝不动。这种情况下，汽车很难自行脱困，驾驶员必须下车往左轮下面塞点石块什么的以增加摩擦力。
有的车装备的是限滑式差速器LSD（limited slip differential），LSD能强行地把部分动力分配到那个不转的轮子上。比如刚才提到的那种情况，虽然左轮完全失去了摩擦力，但是部分动力会被强行传到右轮上，司机无需填石块也可能从坑里爬出来。这个让差速器强行分配动力的机构，可能是机械式的，也可能是电子式的，种类非常繁杂，有兴趣的朋友请自行研究。
硬派越野车，一般会给差速器装配另一种装置，叫差速锁（differential lock），差速锁的工作方式非常简单粗暴，就是把差速器的两个输出轴强行锁死，这样左右两个轮子的转速就始终一样。
有的越野车有2H、4H和4L等档位，当选4L时，三个差速器都会被强行锁死，汽车的四个轮子会以同样的速度旋转，这时我们会听到车体发出嘎吱嘎吱的响声，这是由四个轮子互相较劲引起的。4L档适合野地越野，一个、两个甚至三个轮子失去摩擦力问题都不大，但在大马路上行驶会非常难受。
SUV一般都是四轮驱动，有三个差速器，但出于成本的考虑，却未必会有三个差速锁，当老司机们谈论这车有几把锁的时候，千万不要以为他们说的是锁车门的锁。
悬挂系统
汽车的悬挂系统分为非独立悬挂（non-independent suspension or solid-axle suspension）和独立悬挂（independent suspension）。
采用非独立悬挂的汽车，其前后各有一个车桥（车轴）连接左右轮对，车体就架在这两根轴上。非独立悬挂结构简单、承载力强、结实耐用、在恶劣路况上的通过能力强，被广泛用于载重卡车和硬派越野车。
而独立悬挂则取消了前后两根车轴，四个轮子被独立地安装在车体上，这种方式空间利用率高、悬挂偏软、乘坐舒适性好，为一般的乘用车所广泛采用。还有一种悬挂介于二者之间，叫半独立悬挂，优缺点也介于二者之间。
为什么独立悬挂比非独立悬挂的舒适性好？
对于独立悬挂，当某个轮子碾过障碍物时，另一侧的轮子并不会受到影响，从而最大限度地保证了车身的平稳。而对于非独立悬挂，当某个轮子碾过障碍物时，与之刚性相连的另一侧车轮必然受到影响，一对轮子同时颠簸，则车身的稳定性要差很多。

独立悬挂又分麦弗逊式、多连杆式、双A臂式等多种类型，有兴趣的朋友可自行深入研究。
非独立悬挂和独立悬挂
制动系统
制动系统，通俗地讲就是刹车装置，汽车的刹车可分为两类，一类叫碟刹（disc brake）,一类叫鼓刹（drum brake）。
碟刹是一种外露式刹车，通过液压卡钳（caliper）的挤压来增加刹车片（brake pad）和刹车碟（disc）之间的摩擦力。这种刹车的优点是结构简单、维修方便、散热效果好和响应快，其缺点是对材料的要求较高、制造成本较高、液压系统的压力较高。
鼓刹的刹车片（brake shoe）则隐藏在刹车鼓（drum）里，刹车鼓就像一个小脸盆，液压系统驱动弧形刹车片顶住脸盆的内壁，从而达到刹车的目的，这种刹车的优点是造价低、摩擦面积大、刹车力大、比较适合安装手刹系统。
四轮碟刹几乎已是各种小汽车的标配，但出于节省成本的考虑，仍然有部分小汽车采用的是前碟后鼓的刹车方式。有一点要说明的是，即使是配备四轮碟刹的小汽车，其后轮的碟刹里一般都集成了一个小的鼓刹作为手刹。
碟刹
鼓刹
汽车刹车时，重心前移，车尾会翘起，这时前轮所承受的重力和摩擦力都远大于后轮，因此，小汽车刹车，主要是靠两个前轮。我们同样可以把汽车刹车和马对比一下，马匹减速，主要也是靠前面两条腿（当然马也可来个hockey stop用四条腿侧身急停）。所以一般情况下，前轮的刹车片也会消耗的快很多，往往前轮刹车片换两三次，后轮的才换一次。
ABS系统
说到刹车系统，就不能不提ABS（防抱死刹车系统，Anti-lock Braking System）。当我们踩急刹车时，会发现刹车踏板在不停地振动，同时发出有节奏的“哒哒哒”的声响，很多人第一次遇到这种情况时会吓一跳，以为刹车被踩坏了，其实这是ABS被触发了。
ABS一旦启动，就会自动地以每秒几次、十几次甚至几十次的频率卡死/松开车轮，这样做的目的，一是缩短刹车距离，二是控制行车方向。
敲黑板，初中物理课本上讲过，最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
举个例子，甲乙两个人扒河，甲需要100斤的力气才能把乙拖动，一旦乙的鞋开始在地板上滑动，甲只需要70斤的力就可以把乙拖着走，这里，最大静摩擦力是100斤，滑动摩擦力是70斤。
ABS启动后，当轮胎被刹死，即将在地面滑动时，刹车会迅速松开，变滑动为滚动，然后刹车又快速卡紧，当轮胎又将滑动时，刹车再次松开，如此反复。
刹车的开开合合，可使车轮与地面最大限度地处于最大静摩擦力状态，从而缩短刹车距离。这就好比刚才说的扒河的例子，当乙感觉到自己的脚底快要滑动的时候，他可主动地往前挪动非常小的一小步来避免滑动的出现，这样，甲就始终需要100斤的力才能保持上风，而不是70斤，乙可借此消耗甲的体力。
ABS采用的就是这种聪明的策略。有一点要说明，这种预期并非适用于任何路面。比如在松软的沙地上，没有ABS的车往往刹车距离更短，那是因为车轮抱死以后，沙子会被轮胎推得堆起来形成更大的阻力。

ABS更重要的作用是在刹车过程中控制行车方向。这个很好理解，因为汽车始终是沿着轮子滚动的方向前进的，ABS启动后，车轮始终是转动的，这样司机就可视情况打方向盘以规避障碍物。没有ABS的汽车，一旦刹车中出现轮胎抱死，车辆将会旋转侧滑，司机无法控制行进方向。
随着汽车技术的发展，ABS系统又衍生出一些新的功能。
有一种功能叫电子稳定系统ESC（electronic stability control，有的叫TCS：traction control system）。
比如汽车在湿滑路面拐弯时，因摩擦力不够，可能会出现拐不过来的情况（转向不足）。一旦传感器检测到苗头，ESC系统就会通过ABS装置给内侧后轮施加一个刹车力（ABS可以向任何一个或任何几个车轮独立实施刹车），这个扯后腿的力会产生一个力矩协助车身转向。
ESC的使用可显著提高雨雪路面的行车安全性。需要提一下的是，玩特技表演的人，会关掉ABS、ESC等系统，以免电脑添乱，彼之蜜糖，吾之砒霜也。
ABS的另一个衍生功能叫电子差速锁EDL（electronic differential lock）。前面讲过，如果汽车的一个驱动轮不幸陷到了淤泥里，这个轮子会空转，而另一侧尚有摩擦力的轮子则会纹丝不动。一旦出现这种情况，EDL系统会通过ABS装置给这个空转的轮子施加一个制动力，以强迫动力输送到另一个驱动轮上，使车辆脱困。
作者简介
听爸，亦称义哥，湖北人，中国科技大学本科，弗吉尼亚理工大学博士，主修流体力学。现旅居摩门圣地盐湖城，有贤妻一位，萌娃两枚。春天种菜，夏天钓鱼，秋天打枪，冬天滑雪。兴趣广泛，杂而不精，现正致力于研习带娃之道，与各位同道共勉！
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