●車身材料的改進以及舒適性的進一步提升
新S級除了電氣領域的革新以外,自身機械硬件方面也有明顯的改進,尤其是車身部分。一直以來,高端品牌的旗艦車型車身都是受到大家的關注。因為作為旗艦車型,車身構造上要有足夠先進的技術與其他競爭對手拉開差距,另一方面也會作為一個風向標,引領旗下乃至其他品牌車型的設計潮流。所以下面就由奔馳S級的開發(fā)總負責人Jürgen Weissinger,給我們進一步剖析,新S級在開發(fā)過程中,在車身底盤方面有什么特殊經(jīng)過深思熟慮的地方。
此次全新的奔馳S級依然是采用了鋼鋁復合車身,其中也有部分地方采用了鎂合金,并沒有“耍”什么特殊的技術。在官方的稿件中,新S級車身超過50%的地方都采用了鋁材,而Weissinger先生更是給出了具體的數(shù)值:62%!這個數(shù)字直接比上一代W222車型翻了一番。同時,得益于鋁材用料的合理提高,白車身的重量比上一代車型整整輕了80kg!這是一個相當了不起的進步。在此輕量化的車身的支持下,整車重量比上一代輕了30-65kg(根據(jù)不同車型不同配備而不同)。在車身越來越大、車上配置越來越多的情況下,在輕量化方面取得這樣的進步的確值得一說。此外有意思的是,我們在56號工廠的生產(chǎn)線上拍攝到的S級車尾的“后備胎槽”是采用了帶加強筋結構的碳纖維材料結構。
這里有些讀者會發(fā)現(xiàn)了,為什么要說是“得益于鋁材用料的合理提高”呢?因為實際上,綜合考慮下來,車身鋁材的使用量并不是越多越好的。“奔馳完全有能力做到98%甚至是100%車身,但這樣做并不經(jīng)濟也沒意義” Weissinger先生繼續(xù)解釋道。因為考慮到安全碰撞以及噪音控制方面,高強度的熱成型鋼在體積控制和剛度以及強度都有著比鋁材更出色的表現(xiàn)。換句話來說,如果在新S級上A柱、B柱以及車頂框架、防火墻部分用鋁材來取代高強度熱成型鋼,那么在達到相同碰撞安全指標,其需要的材料體積會多出2-3倍。
而在車底這些與噪音控制相關的地方采用鋁材,同等體積下他們的剛度又不足以和鋼材比擬,達到噪音振動“頻率隔絕”的效果。所以只有在合適的地方使用鋁材,才能在降低車重的同時提升安全碰撞水平以及隔音降噪能力。
既然鋼鋁混合車身那么好,那么為什么其他廠家不選擇呢?因為這其中是有較大的技術難度的。我們都知道鋼和鋁的熔點并不一樣,如果用傳統(tǒng)的焊接技術,很容易會在兩種材料接壤的地方產(chǎn)生燒穿鋁材的情況,造成結構不穩(wěn)。所以一些廠家雖然也會在車上采用鋁材,但一般都是在可以用螺栓固定的地方來使用,例如前防撞梁。若要做到“混合”這種結構,則需要采用MIG氣體保護焊、旋轉焊、高強度粘膠等多種結合方式組合,才能達到理想的效果。這方面的技術以及成本普通車廠尚且還難以大范圍推廣。
在車身領域一個更加離不開的指標就是車身扭轉/彎曲剛性,與我們常見的Nm/°單位不一樣,更專業(yè)一點的指標就是一階扭轉模態(tài)以及一階彎曲模態(tài)頻率,這個頻率的高低可以直接反應車身在動態(tài)性能以及隔音降噪方面的基礎如何。
在談話中,奔馳方面給出的數(shù)據(jù)是,相較于上一代車型,新一代S級的一階扭轉模態(tài)頻率提高了2Hz,來到了56Hz,而一階彎曲模態(tài)頻率則和上一代一樣保持了56Hz不變。別忘了這一切都是在提高了鋁材用量,減重了80kg的情況下獲得的。作為參考,一般中高級轎車的一階模態(tài)彎曲頻率都會在45-55Hz之間,而一階扭轉模態(tài)頻率則是在40-50Hz之間。
說到這里,可能有些讀者又不明白了。車身剛性好的優(yōu)點在哪里呢?有時候“軟”一點不是更能吸收振動嗎?其實高剛性的車身無論是對操控性能還是隔絕振動都是有相當大的好處的。從操控性能方面來說:只有當車身剛性足夠高,才能抑制車輛轉向時帶來的車身變形,懸架和輪胎也不會因為這部分車身形變而引起轉角偏差,才可以做到所謂的手起刀落的凌厲轉向感,特別是在極限狀態(tài)下,高低剛性的車身在響應性及精準性方面會有更大的差距。
誠然,S級并不運動型轎車,更重要的是舒適性,具體來說就是隔絕噪音及振動能力。新奔馳S級的車輪的固有振動頻率是在12-13Hz之間。若車身的扭轉、彎曲振動頻率約接近這個數(shù)值,車輪的振動就越容易通過車身傳遞到車內(nèi)座椅,進而影響乘坐舒適性。所以為了達到這種座椅和輪胎振動之間的”隔絕”效果,必須要讓車身的扭轉、彎曲振動頻率盡可能低遠離這個12-13Hz的范圍,但也不是要追求無限高,只要盡可能遠離即可,不然成本和車重也難以控制。
除了全局的剛度是重點外,還有局部的剛度:比如在襯套與車身連接的位置,懸架與車身連接的位置,都需要進一步提高這些振動引入點的位置的剛度,這樣才能進一步的提升這種振動”隔絕”效果,盡可能把更多的振動阻擋在車身之外。
除了優(yōu)秀的車身,其他的隔音降噪措施也是此次S級變得更安靜的原因。除了大家表面能看到的大面積的高密度海綿隔音墊以及止振膠外。奔馳在新S級車身所有的空腔內(nèi)采用了foam injected body in white技術,也就是所謂的空腔發(fā)泡技術。通過在空腔內(nèi)注入會自己膨脹的致密泡沫,將腔體盡可能地填滿,讓固有頻率得到提升,降低共振。新S級是奔馳第一次大批量采用這種技術的車型。
除了車身原來的結構,輪胎也是影響NVH的重要因素之一。我們都知道MO是奔馳的定制輪胎,但此次,奔馳和5個輪胎制造商(韓泰、倍耐力、普利司通等)從0開始,專門為S級定制了帶特殊標記的MO-S輪胎。是的,在輪胎開始研發(fā)的時候,奔馳就已經(jīng)和這5個輪胎制造商一起合作一起協(xié)同研發(fā)。
這樣一來,無論是什么品牌的輪胎,他們在輪胎特性上都是相近的,確保了奔馳S級的行駛品質。至于為什么不是完全相同。Weissinger先生繼續(xù)解釋,奔馳給出的要求是針對整車層面進行的,是確保輪胎符合奔馳自有的特性。但實際上每個人對噪音及振動的敏感度和敏感區(qū)間都不一樣,有些人是對低頻振動很敏感,有些人是對高頻噪音比較厭煩,每個廠家都在奔馳訂立的標準上還會進行自己獨自各個方向的優(yōu)化,以適應不同人群的喜好。
總結:
最后,雖然對話的時間非常緊湊,每人才20分鐘的時間,但我們依然從兩位高管處得到了許多有用且大家都不一定知道的信息,充分體現(xiàn)了奔馳對新S級投入的心血之多。至于實際開起來的效果是不是如奔馳所說的這樣的優(yōu)秀,請期待之后的試駕為大家揭秘。(圖/文 汽車之家特約撰稿人 @Automann_凹凸曼 @pkpk1)
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