[汽車之家 底盤解析] 在如今的車壇之中,法系車可以說如一股清流般獨(dú)樹一幟:在越來越多的車企選擇使用多連桿獨(dú)立懸架作為中型車甚至是緊湊型車后懸架的時(shí)候,法國人仍然在像5008這樣的中型SUV上堅(jiān)持使用扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架。正因?yàn)槿绱,有些人甚至戲稱法國人在馬車時(shí)代就習(xí)慣了這種懸架,現(xiàn)在在汽車上也改不過來了。那么在法國人眼中,他們究竟如何看待扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架呢?又是如何對這種懸架進(jìn)行調(diào)校的呢?一次偶然的機(jī)會我結(jié)識了來自法國的PSA工程師,終于找到了我想要的答案。
■ 什么是扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架?
很多消費(fèi)者在買車的時(shí)候,認(rèn)為只要是多連桿就肯定比扭轉(zhuǎn)梁結(jié)構(gòu)舒適,然而事實(shí)并不是這樣。也許有些人并不太清楚扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架到底是個什么結(jié)構(gòu),所以咱們先來科普下這種懸架到底有什么顯著的特征。通俗的來說,扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架主要由四個部分組成:橫貫整個底盤的扭轉(zhuǎn)橫梁、縱向與車身連接的縱臂、通常為螺旋彈簧的彈性元件以及減振器。
扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架通過一根扭轉(zhuǎn)橫梁來連接兩個車輪,當(dāng)兩側(cè)的車輪發(fā)生上下位移時(shí),扭轉(zhuǎn)橫梁通過自身扭轉(zhuǎn)剛度來控制晃動。所以,如果使用的是扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架的話,其實(shí)很難從外觀找到不同車型間懸架結(jié)構(gòu)的明顯區(qū)別(如下圖所示),因?yàn)樗鼈兛瓷先ザ疾畈欢,不像多連桿結(jié)構(gòu)區(qū)別可以非常明顯。
那這么說,使用扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架的車型在懸架表現(xiàn)上也都基本一樣了?實(shí)際上,雖然懸架結(jié)構(gòu)相同,但它們的表現(xiàn)還是會存在著很大的差別。首先,扭轉(zhuǎn)橫梁的材質(zhì)和截面很大程度上決定了其剛度,而縱臂的長短也會對整個懸架的剛度產(chǎn)生影響。
通常情況下,對于同平臺衍生出的不同車型來說,在扭轉(zhuǎn)梁的結(jié)構(gòu)上并沒有很明顯的區(qū)別,例如上一代標(biāo)致408和3008,二者都來自PSA的2號平臺,雖然一個是轎車一個是SUV,但扭轉(zhuǎn)梁結(jié)構(gòu)基本一致。同樣的,來自EMP2平臺的新408和5008,扭轉(zhuǎn)梁結(jié)構(gòu)也基本相同。但是不同平臺之間,則有可能在扭轉(zhuǎn)梁的結(jié)構(gòu)上存在較大的區(qū)別,比如通過改變扭轉(zhuǎn)橫梁的截面而增加扭轉(zhuǎn)剛度。
■ 法國人是如何“玩”扭轉(zhuǎn)梁懸架的?
那么法國人是如何對扭轉(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架進(jìn)行調(diào)校的呢?這就要從扭轉(zhuǎn)梁懸架的開發(fā)流程開始說起了。為什么呢?因?yàn)榕まD(zhuǎn)梁式非獨(dú)立懸架的可調(diào)空間在后期并不如多連桿懸架多,所以前期開發(fā)的目標(biāo)設(shè)定尤為重要。
按照整個流程順序,在正式開發(fā)之前,項(xiàng)目需要經(jīng)歷前期的性能調(diào)研、競品性能對標(biāo)和本品目標(biāo)設(shè)定的過程。其實(shí)說白了就是確定本車型的競爭對手,以及即將開發(fā)的這臺新車需要在道路上具有什么樣的行駛品質(zhì),舒適還是運(yùn)動?
確定了數(shù)字模型的形狀結(jié)構(gòu)后,接下來就是按照數(shù)模進(jìn)行小批量樣件的制造,并裝車實(shí)驗(yàn)。雖然建模能夠模擬出許多不同的路況,但就目前來說不論模擬的數(shù)據(jù)多么貼近真實(shí)情況,還是會進(jìn)行實(shí)際的道路測試來檢測懸架的實(shí)際情況是否與開發(fā)預(yù)期吻合。
◆ 最先考慮的竟然是加強(qiáng)桿?
在裝車實(shí)驗(yàn)中,最先考慮的部件便是加強(qiáng)桿。加強(qiáng)桿的作用是減小車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾,改善乘坐的舒適性,又可以理解成防傾桿。加強(qiáng)桿對于車身姿態(tài)的保持非常重要,因?yàn)閮H僅依靠彈簧和減振器來抑制轉(zhuǎn)向時(shí)的側(cè)傾,就需要非常硬的彈簧和阻尼很高的減振器,那么車輛的舒適性就會變得很差。此外,為了避開懸架結(jié)構(gòu)中其他的部件,加強(qiáng)桿的形狀各式各樣,直徑也會根據(jù)車型的需要而不同,總的來說車輛的加強(qiáng)桿形式的不同會對行駛特性產(chǎn)生不小的影響。
當(dāng)然,鑒于扭轉(zhuǎn)梁懸架的特殊結(jié)構(gòu),有些品牌會通過改變扭轉(zhuǎn)橫梁的形狀,將加強(qiáng)桿的功能直接融合在扭轉(zhuǎn)橫梁中,從而省去了傳統(tǒng)的加強(qiáng)桿。例如在標(biāo)致5008上,由于使用了變截面的扭轉(zhuǎn)梁,通過更改截面的形狀達(dá)到增加抗扭剛度的作用,因此并不需要加強(qiáng)桿。所以在標(biāo)致5008的后懸架部分看不到加強(qiáng)桿的存在。相比于加裝加強(qiáng)桿,變截面扭轉(zhuǎn)梁無疑會在制造成本上有一定的增加,對于一些售價(jià)較低的車型也許不足以分?jǐn)偝杀尽?/p>
相比于加裝加強(qiáng)桿,變截面扭轉(zhuǎn)梁無疑會在制造成本上有一定的增加,對于一些售價(jià)較低的車型來說也許不足以分?jǐn)偝杀尽?br />
◆ 彈性元件的軟硬也很重要
在確定了加強(qiáng)桿后,接下來就要選擇合適的彈性元件了。彈性元件也就是我們俗稱的彈簧,將車身與懸架相連接。當(dāng)車輛通過顛簸路面時(shí),路面的振動會通過彈簧傳遞至車身,所以彈簧的軟硬對車輛的舒適性有很大的影響。 對于扭轉(zhuǎn)梁懸架來說,彈簧越硬,傳遞至車身的振動就越大,操控感受就越好,相應(yīng)的舒適性也就越差。彈簧越軟,側(cè)傾相對就更大,舒適性就越好,不過操控感受就會變差。
進(jìn)入中國的標(biāo)致5008,相比歐洲版本的車型在彈簧上做了些文章,畢竟中國消費(fèi)者比歐洲人更在意車輛的舒適性,操控性方面則并不是那么看重,所以中國版本的彈簧相比歐洲會更軟一些。
◆ 買車的時(shí)候你會看看襯套么?
在對彈簧進(jìn)行了調(diào)校后,工程師接下來會將目光轉(zhuǎn)移至消費(fèi)者幾乎不會在意的地方:襯套。襯套安裝在懸架與車身相連接的地方,作為一種過濾振動的工具,減少由懸架傳遞至車身的振動。
襯套越硬,便是剛度越大,那么剛性就越強(qiáng),好處呢與彈簧類似,就是車輛的操控性會得到提升。壞處也有,對振動的過濾能力會降低,并且容易產(chǎn)生異響。此外,襯套安裝的角度也有講究,因?yàn)閷τ谝r套來說,軸向傳遞的力比較小,而徑向傳遞的力較大。
所以既要傳遞力,又要過濾振動,這就需要對安裝的角度進(jìn)行精確的計(jì)算,這也就是為何襯套有的橫著安裝有的豎著布置的區(qū)別所在。還有一點(diǎn)需要指出,那就是襯套還會影響到懸架的共振頻率,所以需要經(jīng)過計(jì)算,避開襯套在車輛常用的速度段所引起的共振,并在之后的幾輪迭代道路測試中對此加以驗(yàn)證。
◆ 隨意改車輪會對行駛感受產(chǎn)生影響
防傾桿、彈簧和襯套都選定后,會進(jìn)行車輪的篩選。車輪分為輪圈和輪胎,二者在扭轉(zhuǎn)梁的調(diào)校階段需要分別進(jìn)行測試驗(yàn)證。輪圈方面,主要參考兩個因素:剛度及質(zhì)量。輪圈的質(zhì)量會直接對懸架的簧下質(zhì)量產(chǎn)生影響,簧下質(zhì)量越輕,越容易進(jìn)行調(diào)校,這也就是為何我們在底盤解析中會對控制臂是否有的輕量化設(shè)計(jì)格外的關(guān)注。
而輪胎方面,配方、花紋、尺寸和滾阻都會對懸架的表現(xiàn)產(chǎn)生影響。一般低滾阻的輪胎,抓地力都比較差,尤其是雨天,這樣對操控性會造成很大的影響。
◆ 減振器的選擇最復(fù)雜
減振器的選擇最為復(fù)雜,也基本是在以上的幾個項(xiàng)目都確定后才進(jìn)行篩選,減振器能夠?qū)囕v和車輪運(yùn)動進(jìn)行控制,所以也會影響到舒適性與操控性。并且由于減振器是與彈簧配合工作,所以在彈簧確定下來之后再進(jìn)行減振器的選擇才更容易達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。
在中國銷售的標(biāo)致5008,不僅將彈簧調(diào)的更軟,在減振器方面也做了改動:在中高速時(shí)的回彈力相比歐洲版本會更小。這樣的改變造成的直接結(jié)果便是,中國版的5008舒適性更好,在顛簸路面上對振動的過濾更佳,對乘客造成的沖擊也更小更柔和。當(dāng)然,這樣做會犧牲掉一些操控性,也會在中低速時(shí)對車身晃動的控制變差一些,這都是工程師們經(jīng)過一番艱難的取舍后做出的最終決定。
編輯點(diǎn)評:
通過與這些法國工程師的接觸和溝通,我初步了解了一些關(guān)于扭轉(zhuǎn)梁懸架調(diào)校方面的秘密,看似結(jié)構(gòu)簡單的扭轉(zhuǎn)梁,卻在實(shí)際的研發(fā)測試階段需要考慮如此多的因素,經(jīng)過長達(dá)六輪的迭代測試才能最終定型。所以底盤的調(diào)校確實(shí)是一件很耗費(fèi)精力的事情,雖然扭轉(zhuǎn)梁千篇一律,但行駛品質(zhì)卻能反映出背后工程師團(tuán)隊(duì)的調(diào)校經(jīng)驗(yàn)。中國品牌現(xiàn)在已經(jīng)在材質(zhì)和設(shè)計(jì)上有了不輸合資品牌的實(shí)力,而在底盤調(diào)教這種“看不見”的地方,則需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行積累。(文/圖 汽車之家 苗帥)
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