悬挂设计是严肃的课题
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- 发布时间:2014-06-24 10:13
观致汽车车辆工程执行总监施可论悬挂设计
一套优秀的悬挂系统,在设计之初需要考虑哪些因素?需要哪些标准?观致汽车车辆工程执行总监施可(Klaus Schmidt)为你一一道来。
汽车导报:从操控的角度来看,怎样去评价一套悬挂的好坏?有哪几个比较直观的标准?
Klaus:车辆应精准响应方向盘的动作。如果驾驶者保持方向盘转角恒定不变,车辆须以恒定的半径转弯,不增也不减。
驾驶者一转动方向盘,车辆必须立即响应,毫不延迟,也不能反应过度。转向系统的路感反馈应当能够反映车速、附着力和侧向加速度的情况,这样驾驶者才能感受到车辆的状态。
例如,如果以更高的侧向加速度驾驶,方向盘的回位力矩必须更大。此外,汽车在颠簸不平的道路上应当能够保持直线行驶或恒定转弯半径,前提是有完美的悬挂运动学设计。
当然,制动器也要有极佳的表现。制动踏板必须有一个清晰的进入有效行程的压力点,车辆的反应(减速)要与制动踏板的行程和力度保持线性一致。不管路面状况如何,制动时车辆必须保持稳定。
汽车导报:在考虑一辆车的悬挂结构时,是从哪几方面入手考虑?
Klaus:悬挂精准行驶表现的基础是具有优异扭转和弯曲刚度的刚性车身。只有这样,良好的运动学设计才能充分发挥潜力。然而,轮胎特征往往会被低估。不是每种轮胎和悬挂都搭配完美,最好的办法是轮胎和悬挂一起开发。
必须找到车辆总布置与理想的悬架运动学设计之间的最佳平衡点。同时,工程师还需要考虑前后悬挂侧倾中心(决定了侧倾轴线)之间的正确关系。
汽车导报:同平台车型可以做出很多不同的悬挂特性,那造成差异的弹性因素一般有哪些?
Klaus:不同的特性取决于不同的弹簧刚度、减振器和横向稳定杆。此外,车辆重心到侧倾轴线的距离对车辆特性也有一定影响。其他差异源自方向盘调校,例如转向比、转向助力系统和转向系统惯性。
汽车导报:您认为现今主流的汽车悬挂结构还有哪些提升空间?
Klaus:如果悬挂的运动学设计很好,最大的提升可通过弹簧、减振器和横向稳定杆的调校实现,还可以尝试调整摇臂和连杆衬套的弹性。
汽车导报:您觉得未来汽车悬挂结构还存在怎样的变革?就您知道有哪些概念设计?
Klaus:目前有上百种设计概念和调校方案。每种概念都要考虑造车意图、目标、预算和车辆总布置情况。我认为未来的重点是:对于低价位的汽车,主要是降低悬挂重量,巧妙使用更加简洁的设计;而对于高档汽车,更多地采用电子控制悬挂。另外,新材料(例如碳纤维)在悬挂上的使用也能够产生新的概念设计。在我看来,轮胎/车轮也是悬挂的重要组成部分。我预计在这方面未来取得的变革将是最大的。
汽车导报:观致3的悬挂表现得到了世界汽车圈的一致好评,您能简单总结一下观致在悬挂设计时的标准和理念吗?其中又有哪些标准?
Klaus:观致3轿车的悬挂并不神秘,前悬为弹簧和减振器组合的麦弗逊悬架,后悬为扭力梁结构。转向系统为齿条与齿轮式,转向柱上装有电动助力系统。
基于高刚度的车身和正确的悬架运动学设计,结合弹簧、减振器、横向稳定杆和轮胎的最佳平衡,就能够达到这样的效果。当然,在零件设计定型发布之前,一开始就必须进行大量的仿真模拟和计算。
汽车导报:随着电子技术的发展,很多汽车厂商都开始用电子控制系统去修正汽车的行驶表现,甚至弱化对汽车悬挂系统的纯物理表现标准,转而用电子去修正。从成本来讲,您觉得这种趋势合理吗?从工程设计来说,这种趋势是件好事吗?
Klaus:在我看来,使用电子控制系统修正欠佳的悬挂设计/性能是种错误的方式。好的设计成本不一定就高。电子控制系统可用来改善舒适度,在紧急情况为驾驶者提供驾驶辅助。
采访>何烨炜
