[汽車之家 基礎(chǔ)知識] 在汽車底盤部分懸架和剎車起到了至關(guān)重要的作用,前者關(guān)系到車輛的操控性與乘坐感受,后者則直接決定車輛安全性。前麥弗遜獨立懸架和后扭力梁非獨立懸架的組合,是10萬元以下家用車最常見的懸架搭配形式,它可能是大家心中最廉價的搭配,但隨著如今底盤技術(shù)的迭代,或許我們需要重新認(rèn)識一下它了。而剎車距離的表現(xiàn)也同樣在不斷進步,現(xiàn)在就讓我們看看車企是如何提升這兩大系統(tǒng)的性能。
● 10萬元家轎為什么選用這樣的底盤懸架?
一般車輛前后懸架形式有很多種,例如前麥弗遜獨立式后扭轉(zhuǎn)梁非獨立式,前麥弗遜獨立式后多連桿獨立式,前雙叉臂獨立式后多連桿獨立式等,但絕大部分10萬元以下家用轎車都會使用前麥弗遜獨立式和后扭轉(zhuǎn)梁非獨立式懸架類型,不過這種造價較低的懸架形式,通常都會被誤認(rèn)為舒適性與操控性較差,其實事實并非如此,現(xiàn)在讓我們進一步了解一下此類懸架是如何設(shè)計與調(diào)校的。
常見的麥弗遜式懸架,主要結(jié)構(gòu)由螺旋彈簧和減振筒以及三角形下擺臂組成,通常用于車輛前輪。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間小,重量輕,方便布置發(fā)動機艙內(nèi)其他機械部件。不過由于結(jié)構(gòu)簡單,缺點也是顯而易見的,麥弗遜式懸架抵抗側(cè)面支撐力較差,導(dǎo)致車輛側(cè)傾較大、剎車點頭較明顯,不過經(jīng)過車廠的設(shè)計與調(diào)校,該懸架系統(tǒng)利大于弊,被廣泛應(yīng)用。
而車輛后面使用的扭轉(zhuǎn)梁非獨立懸架,通常被認(rèn)為舒適性較差,但其實現(xiàn)代造車水平可以通過整個懸架系統(tǒng)中的材質(zhì)與安裝位置,來調(diào)整扭轉(zhuǎn)梁懸架的性能。簡單的說此種類懸架最明顯的特征就是有一根貫穿底盤的扭轉(zhuǎn)橫梁,車輛左右兩側(cè)懸架被連接一起,當(dāng)路面不平車輪發(fā)生上下運動時,通過扭轉(zhuǎn)梁扭轉(zhuǎn)剛度抑制車身晃動。
家用車的前麥弗遜式獨立懸架與后扭轉(zhuǎn)梁非獨立懸架,想要提升車輛更佳的操控性,在以往相同形式的前懸架中,除了更換阻尼系數(shù)不同的減振器和軟硬不同的彈簧以外,剩下還要針對車輛其他相關(guān)部件的改變,才能達(dá)到不一樣的效果,首先就要從車輛源頭進行改變。
● 底盤性能是怎么調(diào)校的?
所謂“源頭”,指的就是使用強度更高的鋼材制造車輛白車身(即焊接完成的車體框架),從而提升車身剛性并且減輕整體重量。另外,再配合轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計,更小的前束梯度幫助減小轉(zhuǎn)向不足的程度,同時加上轉(zhuǎn)向器中更小的傳動比,共同來改善車輛操控靈活性。
但家用車不能只是改善操控性,增加乘坐舒適性也是重點,在這方面起到關(guān)鍵性作用的就是減振器,大家都知道減振器通常由螺旋彈簧和液壓減振筒組合而成(剩下還有鋼板彈簧和空氣彈簧其他形式減振器),彈簧保持了車身高度又起到緩沖作用,液壓減振筒則是通過壓縮導(dǎo)致筒內(nèi)油液從一個腔室流向另一個腔室,形成阻尼效果。
彈簧與液壓筒組合后根據(jù)不同數(shù)據(jù)的設(shè)定,安裝到符合不同屬性的車身上,達(dá)到車輛定位預(yù)設(shè)效果。為了提高減振效率,達(dá)到更出色的乘坐舒適性,可以增加減振器行程,將后減振器設(shè)置的更為直立,使減振的側(cè)向力減少,降低懸架的摩擦、遲滯力,使減振阻尼的效果發(fā)揮更好。
左右貫穿的扭轉(zhuǎn)梁起到了抑制車身的作用,剩下吸收地面振動的還是要通過減振器來完成。那么怎樣才能更好發(fā)揮扭轉(zhuǎn)梁懸架的最大作用,將車輛乘坐舒適性進一步提高呢?我們拿實際優(yōu)化案例來講,以新老款逸動為例,第二代車型將后懸架部分的彈簧和減振筒位置調(diào)換了(簧筒分離式),之前減振筒靠近車頭,現(xiàn)在改為彈簧靠近車頭位置。
改變后,后減振器就可以設(shè)計的更直立,相比上代車型較為傾斜的減振筒,增加了減振行程,提升了濾振、緩沖效果。之前傾斜布置的減振筒雖然可以節(jié)省空間,但是由于減振器行程較短,當(dāng)車輛處于惡略條件行駛時,頻繁做工的減振系統(tǒng)內(nèi)部溫度會上升,導(dǎo)致性能明顯下降。
為了配合減振器調(diào)整角度,還需重新設(shè)計后懸架中后軸縱臂連接硬點位置,目的是可以減小輪心跳動縱向位移梯度,讓車輪受到?jīng)_擊、跳動時位置移動的變化更加合理,加強吸收沖擊能力,減小縱向沖擊感。再加上改變了懸架幾何構(gòu)造后,車輛的抗點頭能力也有所提高,降低對駕乘人員的不適感受。
另外,輔助懸架系統(tǒng)為車輛帶來操控和濾振效果的還有懸架與車身連接處尤為重要的襯套,通過改變襯套內(nèi)部結(jié)構(gòu),減小襯套剛度,使懸架過濾路面振動更充分,從而影響對車輛的操控感受。最后,在第二代逸動后扭轉(zhuǎn)梁懸架中,采用了封閉式橫梁,這種設(shè)計重量更輕,可以將后軸扭轉(zhuǎn)剛度增大,提升抗側(cè)傾能力。
● 剎車系統(tǒng)
說完麥弗遜和扭轉(zhuǎn)梁懸架組合,我們再來聊聊車輛當(dāng)中至關(guān)重要的剎車系統(tǒng)。碟剎和鼓剎相信大家都早已不陌生,其中鼓式剎車可能在不久的將來會被徹底淘汰,目前,基本上都是比較廉價的車型才會使用,而大部分入門級家用車也在逐步取消使用鼓剎,雖然這類剎車沒有致命缺點,但性能與碟剎相差甚遠(yuǎn),所以文章重點只說盤式剎車。
盤式剎車主要由剎車盤、剎車總泵、分泵和剎車踏板組成,剎車分泵(也就是常說的剎車卡鉗)有單向活塞和對向活塞兩種形式,通常家用車都會使用前單向雙活塞和后單向單活塞,或者有些車會把后剎車設(shè)計為雙活塞對向卡鉗(一邊一個活塞),再高級一些的就是前四活塞對向卡鉗后雙活塞卡鉗,隨著車輛性能還有更多活塞卡鉗,以便加大剎車力度。
剎車盤也分為不同種類對應(yīng)不同級別,首先最簡單也是最廉價的就是實心剎車盤,缺點是散熱效果差,通常用于后剎車。第二種,通風(fēng)碟剎車盤,碟片中間設(shè)計了導(dǎo)風(fēng)槽,可有效降低剎車產(chǎn)生的熱量,性能穩(wěn)定,一般用于家用車前剎車系統(tǒng)中。再有就是多孔式和劃線式剎車碟,碟片表面經(jīng)過打孔或劃線工藝,提升降溫、排塵等效果,性能更加強大。另外,涉及到頂級剎車系統(tǒng)中還有陶瓷剎車盤,其特點為重量極輕,抗熱衰減性能非常優(yōu)秀,只有超跑或賽車才會使用。
剎車種類繁多,咱們就針對最普遍的剎車系統(tǒng)進行講解,市面上絕大多數(shù)家用車型配備的剎車,都為前單向雙活塞卡鉗和后單向單活塞卡鉗搭配前通風(fēng)盤與后實心盤,這樣的組合可完全保證車輛日常行駛時的剎車需求,而且成本較低,便于保養(yǎng)、維修。
現(xiàn)代汽車中,實現(xiàn)更短的剎車距離不能只憑借剎車系統(tǒng)自身能力去完成,需牽扯到整備軸荷分配,卡鉗剛度,懸架制動俯仰梯度,ABS制動力分配,制動摩擦材料,以及輪胎結(jié)構(gòu)與配方,這幾方面綜合設(shè)計、搭配、考量才能達(dá)到滿意的剎車距離成績。
汽車廠商的調(diào)校方法則是先通過CAE仿真測試,在效能、制動溫升、駐車性能、制動真空度等各方面確定匹配方案,例如:對助力器跳躍值、助力比等關(guān)鍵指標(biāo)進行優(yōu)化,提升卡鉗剛度,結(jié)合懸架調(diào)校,提高整車制動響應(yīng)時間,提高制動減速度。
并且還要優(yōu)化剎車片摩擦系數(shù),調(diào)整材料配方,經(jīng)過試驗與匹配驗證,在剎車溫度超過500攝氏度后,效能、熱衰減性、穩(wěn)定性更有保障,并且還規(guī)避了制動噪音發(fā)生頻率。除此之外,還要通過ABS、ESC等電子安全設(shè)備的幫助才能最大發(fā)揮剎車系統(tǒng)的性能,提高行車安全。
最后,在汽車消費市場中評定一輛車剎車效果的好壞,最簡單明了的就是通過剎車距離來判定,通過汽車之家“AH-100”車輛評價體系作為標(biāo)準(zhǔn),剎車距離的評定標(biāo)準(zhǔn)是:100-0km/h,小于39米:優(yōu)秀,39-44米:合格,大于44米:差,再加上連續(xù)多次剎車測試,最終針對熱衰減和剎車腳感來判斷這款車的剎車性能是否優(yōu)秀。
總結(jié):
此篇文章我們了解了10萬元以下家用車常見懸架系統(tǒng)的工作原理,并且在相同種類情況下如何改進懸架性能,提升駕駛操控感和增加舒適性。而在剎車方面,想要達(dá)到優(yōu)秀的制動距離,不單純是剎車系統(tǒng)的貢獻,其中還要跟車輛底盤方面相關(guān)聯(lián),而且在研發(fā)階段,剎車各個部件都要通過各項測試及匹配后,才能確定運用。以上看似普通且簡單的兩大系統(tǒng),其背后的研發(fā)過程從設(shè)計到用料再到實驗都必須極為嚴(yán)謹(jǐn),經(jīng)過反復(fù)考量、測試才能制造出質(zhì)量和性能優(yōu)秀的產(chǎn)品。(文/圖 汽車之家 朱旭冉)
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