上海通用在君威的基础上,于2011年推出君威GS,在这款车里,不仅安装了动力更强的发动机,还配备了一大堆用于提升操控、保障安全的电子配置,所以,君威GS的主题词是一款档次较高、强调运动、科技领先的中型车。其中,直喷涡轮增压发动机大家已经不陌生了,但高性能前悬挂、前瞻性主动安全系统、磁力随速可变助力转向系统,等等,这些名目繁多的配置究竟是不是物有所值?对于车主来说是不是值得拥有?带着这些问题,我走访了前清华大学汽车工程系高级工程师林建先生。
汽车悬架的构成
车轮安装在车桥上,车桥与车身之间的连接装置叫做悬架,悬架由弹性元件、导向装置和减振器组成。其中,弹性元件的作用是使得车架与车身之间形成弹性联系,通俗理解就是弹簧,分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧等5种。对于轿车来说,绝大多数都采用了螺旋弹簧,因为它具有质量小、无需润滑、占用空间小的优点,缺点是其本身不具备减振作用,需要另配减振器,且螺旋弹簧只能承受垂直载荷,所以需要安装导向装置,以传递除垂直力以外的各种力和力矩。
减振器是弹簧的辅助品
减振器的作用是吸收弹簧起落时车辆的振动,使其迅速恢复平稳状态,这就好比游乐场里的蹦蹦床,人往里一跳,能够反反复复起落很多次,但如果腰间系根绳子,另一头固定在地面上,刚被蹦蹦床弹起,就让绳子拉住了。在汽车上,应用最为广泛的是液力减振器,它的原理是通过液体流动的阻力,消耗车身振动的能量。液力减振器的外形是个金属管子的模样,里面是缸筒,当车身颠簸时,缸筒里的活塞上下移动,缸筒内的油液被活塞推动,从一个内腔流向另一个内腔,由此形成阻尼。
阻尼的大小是人为设定的,它能决定汽车的悬挂是硬朗风格还是柔软风格,改变阻尼可以通过两个内腔之间的空隙大小实现,也可以通过改变油液的粘度实现。绝大多数汽车的减振器阻尼是固化的,设计师依据该车的主题,设定出最适宜的阻尼——以运动为主题的汽车,阻尼会大些;以乘坐为主题的汽车,阻尼会小些。对此不了解的人们,往往会忽视汽车主题,单纯做出这样的评价:这车不好,悬挂太硬,一颠一颠的;或者是:这车不好,悬挂太软,忽悠忽悠的。
最理想的状态是阻尼可调
最理想的状态是把减振器的阻尼弄成可调的:当我一个人驾驶时,想寻找点儿乐趣,比如急速过弯,我就把悬挂设定为运动模式,让悬挂硬一些,支撑更加到位;当全家人一起出游时,肯定是越平稳越好,我就把悬挂设定为舒适模式,让悬挂柔软一些。改变阻尼有多种方式,比如,可以在液力减振器的两个内腔之间安装一个电控阀门,通过阀门的开闭,使里面的油液流的快或者流的慢,就实现阻尼的变化了。还有一种电磁悬挂,在减振器的油液里加一些磁力材料,通过磁场的改变,也能实现阻尼的变化。 这类悬架都属于电子控制的范围,分成半主动悬架和主动悬架两大类,其中,主动悬架又分为油气式主动悬架和空气式主动悬架,不管哪一种,成本相对都比较高,所以,以往只出现在高级汽车里。
阻尼可调的CDC减振器
画外音:君威GS亮点之一:悬挂阻尼可调。
君威GS装备着一套自适应驾驶系统,提供“三车合一”的驾驶乐趣。该系统集合了全时主动式稳定系统(CDC)、磁力随速可变助力转向系统、变速箱换挡逻辑控制、油门踏板逻辑控制等领先科技,能清晰识别11种不同行驶工况,精准调控悬挂,自动适应车主驾驶风格。同时也可自主设定运动、标准和舒适三种模式,达到车主理想的行驶状态。
独立悬架与非独立悬架
刚才说了汽车悬架的具体构成,从两侧车轮运动是否相互关联的角度来看,汽车悬架分为两大类:非独立悬架和独立悬架。一般载货汽车和客车都采用钢板弹簧作为弹性组件的非独立悬架,而中型车以上的轿车以及越野车,大都采用四轮独立悬架。非独立悬架与独立悬架很容易识别:两侧车轮被刚性地连接在一起,就是非独立悬架,两侧车轮各自独立,就是独立悬架。比如轿车,多数都是前驱车,两个前轮之间隔着发动机,所以前轮肯定是独立悬架。
在轿车里,紧凑型车、小型车以及微型车,后轮往往采用非独立悬架,各个厂家采取的方案不同,因而诞生了各种各样的名字:拖拽臂式、扭力梁式,等等。
在紧凑型、小型轿车上最为常见的非独立悬架
独立悬架的款式比较多,常见的有:单横臂式、双横臂式、单纵臂式、双纵臂式,还有最为普遍的、主要应用在前悬架上的麦弗逊式。其中,双横臂悬架主要应用在中高级轿车的前桥,而双纵臂式在中型车就已经很常见了,主要被应用在后桥,在汽车参数表中,它被描述成四连杆悬架。
中型车以上轿车的前悬架有时会用双横臂悬架
中型车的后悬架一般都是多连杆悬架
麦弗逊悬架是构造很简单的悬架
麦弗逊悬架是个叫麦弗逊的美国人发明的,最初用在小型轿车中,它的结构特别简单,上面是减振器和螺旋弹簧,下面是个A字形的控制臂(见下图)。A字形控制臂负责提供横向支撑力,并起到纵向导向作用,它的最内端与车身相连,最外端是安装车轮的地方,车轮上下跳动所产生的能量,靠上部的螺旋弹簧和减振器负责吸收,从这里可以看出,这是一个占用空间非常小的悬架,尤其适合装备在小汽车的前部,因为现在的小汽车几乎都是前轮驱动,由于这种悬架体积小,以便于在2个悬架之间容纳发动机与变速器。
麦弗逊悬架广泛应用在轿车的前悬架
任何一种悬架都有优点与缺点,麦弗逊悬架也不例外,它的侧向支撑较为薄弱,转向时车身会产生一定程度的侧倾,从而造成转向精准度不高。
画外音:君威GS亮点之二:前悬架不再是简单的麦弗逊。
君威GS的欧式运动底盘拥有众多“同级之最”,比如,同级车独有的高性能前悬架,能够大幅提升前驱车的操控极限和转向特性。这套系统是在传统麦弗逊悬架的基础上进行了革命性的结构优化设计,通过改变主销的位置减小主销偏距和主销内倾角,并解放减震器单元,使其不再作为车轮的旋转中心,从而带来更为灵敏精准的转向,在全油门的驾驶中车头稳定性也大大增强,避震器的寿命也获得延长。
君威GS装备的高性能前悬架
没有悬架是最好的
采用何种悬架,还有一个原因是不同国家的道路因素,它采用的悬架可能在同等价位上的车上侧重点不一样。比如说道路特别好,特别平,后悬架用不用独立我觉得无所谓。所以,欧洲有些车,比如奥迪,原来用的都是扭力梁悬架,并不是独立悬架。当然,从理论上讲,独立式悬架肯定比非独立悬架舒服,这边儿的跳动跟那边是隔开的,而且光这个轮子自身跳,车身不会倾斜。如果是非独立悬架,那就是个整体桥,在这种情况下车身会有倾斜,坐在里面自然不舒适。
至于哪种悬架的操控最稳定、最精准,让我说,没有悬架是最好的,直接连接,刚性连接,肯定是最精准的,因为此时只有轮胎自身的变形影响到操控。但是现在比较高级的轿车上,全是前后独立式悬架,而且后悬架做得很复杂,目的就是要通过设计,使舒适性和操控性做到兼容,都能有不错的表现。有一点可以肯定,独立式悬架的成本肯定比非独立悬架要高,要贵。像君威GS使用自动可调+自主预调的悬架,成本自然会更高些,当然,性能也会随之提升。
至于有些车曾经用过独立悬架,现在改成了非独立悬架,有人认为这是厂家减配,可事实上,你查查历史,它原来都是非独立悬架,包括它自己旗下的一个所谓“高端品牌”,最早也都是扭力梁式的。有一种说法是,工业设计的发展历程,是从简单到复杂,从复杂回归简单。当然,回归简单首先得建立在不降低性能的基础上。