扭力梁懸掛比多連杆懸架好?工程師這麼說

2021-01-09 DearAuto

「結構影響性能,但不能決定性能。」這是長安高級汽車工程師鄒軼在第二代逸動底盤講解會上說的一句話。我把這句話記在了本子上,想和讀者們一起分享。

長安高級汽車工程師鄒軼

眾所周知,汽車底盤的懸架有麥弗遜式、雙叉臂式、扭力梁式、多連杆式等類型。其中,扭力梁式和多連杆式多用於後懸架,若從成本上判斷,大多數人也會認為多連杆式一定比扭力梁式高級、更好。

但鄒軼不這樣認為,「除了看結構,還得看各個廠家的調校功底,這好比重慶的火鍋,雖都是麻辣味道,卻因每家麻辣配比的不同而呈現不同的香型。若廠家的調校水平不咋地,多連杆式後懸甚至還不如扭力梁式後懸好開、好坐,所以我才會說結構影響性能,但不能決定性能。」

我十分認可鄒軼的觀點,同樣的原材料,不同手藝的廚師,做出來的味道不一樣,同樣的懸架結構,不同廠家調校,展現的實力自然也不一樣。在我試駕過的車型中,像雪鐵龍、標緻旗下的車型大多數用的就是扭力梁式後懸,但論操控和舒適度,卻一點不比同級搭載多連杆式後懸的車型差,甚至更好,這其中的奧妙就在於廠家的調校功底。

但汽車底盤調校並不是一件簡單的事兒,在整車開發流程中,是難度係數最高的一環,一輛車是否舒適,是否好開,都能從底盤上感受得一清二楚。

對工程師而言,汽車底盤調校很複雜,因為它牽一髮而動全身,涉及到方方面。比如電子穩定程序什麼時候介入,介入多久,減震器的阻尼如何設定、彈簧剛度、側傾杆的強度、襯套的大小軟硬、硬點的位置、限位塊的大小和彈性……其中,光一個減震器就有多達3萬種設定,涉及到的參數就是海量的。

所以,底盤調校的難點就在於它有無數種可能,工程師需要在無數種可能中去找到最好的方案,最適合這款車定位的方案。

鄒軼跟我私下交流時說,「目前國內有許多車企,因自身底盤調校水平有限,便把底盤調校項目外包給保時捷、英國米拉等外方團隊,這麼做不是不行,但問題是外方團隊只是對結果負責,不對過程負責,他們可不會手把手教你,如果我們自己不積累,永遠做不好。」

確實如此,把底盤調校項目外包給外方團隊,不失為一種解決辦法,但在我看來,卻不能盡善盡美。在歐洲開過車的朋友可能會有此感受,歐系車相比日系、韓系車,底盤普遍紮實,更強調操控,主打運動的車型也更多。這一方面是因為歐洲道路較窄路,對車輛的操控性要求較高。另一方面是東、西方人的差異,西方人沒有東方人細膩,東方人對NVH要求甚高,對噪音、異響特敏感,而西方人則不以為然,他們更喜歡開賽車,追求速度感。

這也導致外方團隊接手中方項目時,底盤調校會自然而然的向運動、操控靠攏。像傳祺GA3、駿派A50、華晨中華V7分別由保時捷、英國米拉和寶馬團隊調校,三款車定位都是家用,但開過後卻能明顯感受到三款車的底盤比較硬朗,整車風格偏運動,鑑於國內糟糕的路況,三款車坐起來明顯是不夠舒適的。

所以,在我看來,最懂中國消費者的只可能是中國人自己,該如何拿捏好這個「度」只有中國底盤工程師最清楚。

光一個減震器就有多達3萬種設定,汽車底盤調校涉及到的參數就是海量的。

經驗是主觀,數據是客觀,兩者結合才能調校好底盤

作為一位就快30歲的小年輕,我個人是比較喜歡開寶馬、馬自達和本田的車子,自主品牌中我喜歡開的品牌是長安和東南,長安第二代逸動我之前也試過兩次,挺符合我的胃口。

我自認為自己試車經歷還是挺有代表性的,口味不算刁鑽,但要求其實很高的,對很多平平無奇的車子,還會頗為嫌棄。第二代逸動既能吸引我,側面說明長安底盤工程師一定是煞費了一番苦心做了詳細的功課。

鄒軼稱,中國汽車行業起步較晚,長安汽車卻短期內能在底盤方面實現較大的突破,一個主要原因是工程師們日以夜繼的全力以赴,另一個原因是懂得「借力」。

調校是一項主觀的感受,但人的感受往往又不是特別精準,一些細微的細節很可能會被忽略,為了發現車輛在不同情況下的具體表現,以及驗證工程師們的判斷是否正確,這需要精密儀器將車輛各方面表現進行數位化,基於數據做更加精確的修改。在研發方面長安還是挺捨得花本錢的。

目前,中國共有7座K&C試驗臺,長安汽車就擁有其中一臺。長安汽車在2011年就斥資引進全球頂級汽車設備製造商英國ABD公司的K&C試驗臺,並建立了專業的底盤技術團隊。

K&C試驗臺通過模擬整車駕駛過程中的垂向、側傾、轉向等運動,對大量試驗結果分析,結合CAE仿真及道路測試,開展虛擬開發與實車開發相結合,主觀評價和客觀測試相互驗證,判斷整車轉向特性(不足轉向或過度轉向)以及底盤硬點布置、懸架剛度等是否合理,從而指導底盤開發,在縮短產品開發周期及低開發成本的基礎上,提升整車動力學性能。

可以說,K&C試驗臺的建立大大提高了長安汽車的底盤開發能力,縮短底盤開發的周期,提高產品的質量。

鄒軼告訴我,他們夜以繼日地在該實驗室工作,採集競品車輛的數據,進行對比分析,找出各款車型底盤調校的共同點與不同點,藉助仿真分析,大大提高開發的效率。

除了K&C試驗臺外,長安汽車研究院還向我和其他媒體展示了減震器示功機、制動實驗儀、轉向機器人等先進儀器。

震器示功機的主要作用是調試減震器阻尼,以及測試使用前後的阻尼變化。

制動實驗儀主要是針對各種制動器和制動卡鉗開展所需的液量測試、針對制動主缸帶真空助力器總成開展密封性、輸入輸出特性、初建壓行程、反應釋放時間等性能進行測試。

轉向機器人在對轉向進行測試和標定的時候,通過向轉向電腦輸入指令,讓機器人自動執行打方向盤的動作,機器人的執行非常精確,不會打慢或打快,也不會打多或打少,這是人工無法做到的。同時電腦會通過圖形和數據來記錄在機器人轉向過程中的信息,以此來發現在轉向的過程中是否會出現異常以及響應性等數據是否符合預期。

我記得若干年前在車展採訪長安汽車總裁朱華榮時曾提出一個問題,長安汽車跟外資車企相比,差距在哪?

他那時候回答,過去是底盤調校,因為底盤調校涉及到的部件之多、參數之複雜是行外人所難以想像的。沒有經驗的積累,造不成好的底盤。但長安經過這幾年的發展,底盤不再是軟肋,不僅比自主品牌競品好,甚至還優於個別的外資車企,長安現在跟外資車企相比唯一的差距是規模。

同樣是扭力梁懸架,卻有質的不同

第一代逸動和第二代逸動底盤對比圖,變化還是很大的。

第一代逸動的底盤和第二代逸動的底盤,明顯不同的地方有兩處,第一代逸動用的是金屬油箱,第二代逸動用的是塑料油箱;第二代逸動的後懸架行程比第一代逸動長。除此之外,變化還有很多。

「底盤的東西不好講,表面上都是扭力梁,但伸手一摸,卻又發現質的不同。」鄒軼跟我說。

二代逸動採用的是U-O Forming封閉式扭梁後懸架,相比傳統V型梁重量減輕20%。封閉橫梁與縱臂更大開口焊接,可靠性提升380%,橫梁全生命周期壽命故障率大大減少。減振器總成直立式布置,且與彈簧分離,有效隔絕振動,讓經濟性和操控性無可挑剔,對用戶來說既節省用車成本又升華用車體驗。目前該技術應用車型主要有福克斯、領克01,以及通用汽車下一代產品中。

另外,車身重量是車輛操控性的先決條件,過高重量產生的慣性扭矩難以控制和克服,第二代逸動通過整車51.6%高強度鋼、熱成型鋼等硬度高、重量輕材料的應用,實現整車減重20kg,同時性能還提升5%-21.8%,這樣操控更加得心應手。

再加上,第二代逸動減震器更趨於直立布置,提高減震效率。同時增大減震器行程,提升16%的振動過濾能力,大幅增加減震器在不平路面的緩衝效果。

第二代長安逸動100km/h-0的剎車距離只要35.6米,除了四輪碟剎的性能更好之外,很大程度上就得益於車身輕量化、車身剛度、輪胎和懸架性能的提升。

……

可以說,第二代逸動是第一代逸動基礎上的全新升級,你能從這款車上看到長安汽車近幾年的成長!

我問鄒軼,「在底盤調校過程中,你覺得哪項工作難度係數最高?」

「是底盤的襯套,公認的難。」

「為什麼比較難?」

「第一,剛性的物體好分析,但襯託是柔性的物體,柔性物體的剛度和強度就不好控。襯套,是橡膠,跟輪胎一樣,是專門的一類學科,屬於化工類,本身來說這個領域的難度就很大。」

「第二,在匹配上,襯套的選擇很矛盾,從舒適性的角度說,需要襯套,從操穩的角度來說,甚至可以不需要襯套,但從可靠性的角度來說,如果襯套做得硬,很有可能你的車行駛十多萬公裡後,襯套就碎了,裂了。如果襯套裂了,開起來的感覺就會完全不一樣,一是乘坐起來比較硬,二是會感覺到這臺車很散。有很多車都是這樣,剛買的時候挺好的,但是開了十多萬公裡後就老覺得底盤變散了,其實是襯套發生了改變,整體的強度和剛度都會發生變化,而底盤是變化是牽一髮而動全身,所以給你開起來的感覺就會完全不一樣。」

鄒軼的回答,讓我想起幾年前,我跟同事一起升起上一代的凱美瑞和上一代的雷克薩斯ES進行底盤解析,後發現兩臺車的底盤布局是一樣的,僅僅是襯套不一樣,而結果就是雷克薩斯ES比凱美瑞坐得舒服。

此後,我也陸續看過許多開了四年十五萬公裡後車型的底盤,確實如鄒軼所說,有很多車型的襯套已經開始裂開。在這方面保養的比較好的是BBA三家豪華品牌,據說4S店會定期建議車主更換襯套,讓車輛保持如新車般的駕駛感。

第二代逸動是一款什麼樣的車?

第二代逸動的變化很大,鄒軼坦言,長安在汽車性能上的領先,歸功於長安家族式性能DNA調校。第二代逸動是長安中美10餘位具備30年以上底盤開發及調校經驗的專家花了一年多的時間聯合開發的,定位是年輕人的家庭用車。

我之前試駕完這款車後,給出了以下的評價:

相比第一代逸動,第二代逸動的變化是方方面面的,其中較大的變化是輕量化,第二代逸動在軸距增加了40mm,車長增加90mm,還增加了不少配置的情況下,重量仍比第一代逸動輕,1325-1345kg。

輕量化的好處有很多,除了讓其制動距離更短(100km/h-0的剎車距離只要35.6米),它還提升車輛的所有性能,如加速更快,操控更靈活(這裡說的靈活並不是指運動,這就好比開別克GL8,你就會覺得自己在開一輛大車,但開奧德賽,卻跟家用轎車差不多,這就是靈活的一種體現。但你說GL8和奧德賽,沒有哪款車是運動。)當然也更省油。

不過,第二代逸動的空間表現只能用適配形容,跟目前在售的主流A級家轎相比,並不是特別大。

為此,我還專門詢問長安研究院的領導,為什麼當初調研時將第二代逸動的亮點定位性能,而不是空間?

領導說,若是一個非洲友邦來到中國,跟你提他家存著二十袋大米,你會作何感想?對90後、95後年輕人來說,車子好開才是最重要的,空間適配就行,若是因為空間而喪失性能,變得平平無奇,年輕人很難被打動了。

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