优秀的汽车悬挂系统,是如何平衡驾驶操控与乘坐舒适性的?
现实例子就是很多欧洲血统的车本身就具有兼顾支撑和抹平路面的能力,这个欧洲血统也包括福特通用这俩在国内售卖的大部分车型,像铃木(雨燕),斯巴鲁(和前面铃木一样,常年拉力的经验非常擅长处理长波路面),马自达(福特小弟)这三家日系其实也有很多这种水平的车。
然后从原理上解释一下。
悬吊系统基本上分为各种杆件控制的车轮上下跳动时的轨迹(主要是伴随跳动时倾角和束角的变化),和对这个问题来说比较重要的力度控制。
前面这一点其实也有用,轮胎轨迹控制得好,会始终保持着轮胎的指向和接地角度比较合理,去充分发挥轮胎抓地。
但主要还是力度控制,始终保持着轮胎对地方向上合理的垂直载荷,真正把轮胎抓地发挥出来。
实现的主要原件分为弹簧,避震和防倾杆三样。
弹簧是真正支撑车身的,所以在工程学上它的K值是根据公式计算的,影响它的主要是某个车速时路面不平整程度导致你轮胎上下跳动频率的预期,车重,和离地间隙。
所以理论上弹簧是不需要关注转弯动态的。
转弯时的处理一般会交给防倾杆,因为车辆转弯先侧倾,所以防倾杆这种侧倾时才有用的东西就是专门给转弯工况设计的。
然后防倾杆的效果是这时把内侧轮也拉着一起压缩,至少不能因为惯性力搞成太大的内侧轮拉伸,整车的降低就会得到更好的抓地和抗侧倾。
所以,防倾杆刚度占弹簧总刚度的百度比非常重要,两者配合得当才会有这个效果,而如果防倾杆相对弹簧太硬,就会出现外侧轮过度压缩,防倾杆连带着给内侧轮举升,如果车辆重心不够低趴,就直接内侧轮离地了,大量丢抓地。
当然,做整车动态需要那个轴的极度灵活,同时允许抓地损失,就会刻意这么调,比如小钢炮三轮入弯,还有大马力后驱车防止大油门出弯时甩尾,直接内侧轮悬空出弯。
然后是避震阻尼,也就是车轮上下跳动时的阻力随速度变化值,很多人直感上的悬挂软硬其实就是和这个有关。
但要注意,阻尼不直接支撑,它是控制车辆侧倾俯仰的角速度形成等效的支撑。
而且这也是最重要的一个调校量。因为它管理的是车辆吸收振动,建立转弯姿态这个动态。
压缩阻尼值越高,悬挂被压缩就越难,这个对应的是转弯初期建立侧倾时的外侧车轮状态,很多人说的支撑就是这个——单靠弹簧和防倾杆是做不到这个的,也不会稳定。
回弹阻尼越低,则悬挂被压缩以后返回压实地面的速度就越快,这个主要对应过坎以后,或者过坑初期轮胎快速下探跟踪地形的能力——轮胎悬空是肯定不行的,车身会被迫下沉,而且悬空的轮子没有抓地,在转弯时是要这个轴往外滑的。
但也不能过头,压缩阻尼过大会导致转弯初期轮胎过狠地被压向地面,造成垂直载荷的浪费。另外过坎前和过坑后也更容易给车身冲击。
回弹阻尼太低的话,车身给顶起来就会过高再落下来,也就是经典桥头跳工况的车尾余震。
也就是教科书上讲的过阻尼和欠阻尼。
而且处理路面振动时悬吊上下速度快,处理转弯时侧倾和回正速度慢,所以其实还要区分高频和低频,等于是要四个指标。
所以车厂经验丰富的话,是可以根据自家使用的轮胎,常跑的路面和车速设定一个恰好的阻尼去兼顾大部分工况。
因为核心就是始终保持对轮胎对地压力和角度的控制力,什么时候哪个轮子该大,哪个轮子要小,去配合车手做正确的车辆动态。然后尽量稳定,也就不会有太多冲击传导到车身,同时整车具备强而稳定的抓地——从这个角度上来说,过弯性能和一般人认为的舒适是不矛盾的,一众欧洲车的高级感悬挂就是例子。
而主动悬挂理论上实时调参数是可以全能适应各种工况的,换了轮胎也能适应。等于是扩展了高级感能覆盖的工况。
但很显然,这个数据量会比兼顾性的固态参数大很多,也复杂很多。
所以个人觉得这是更难的。
我的思路是借用百年老厂的经验教会AI关于悬吊的审美,然后AI套模板再根据车辆动态回馈做负反馈,并且慢慢自学习,应该会越来越好的。
最后说一句狠的,我不是针对谁,所有认为底盘,操控是不可量化的玄学的,都是外行,垃圾。
哪怕买些教材看看呢。以上这些入门东西,大学本科车辆工程的专业课《汽车理论》,就是在讲这个。
定量分析你说不会高数不会,最起码定性概念得心里有数吧。