前面我发过帖子,说我喜欢看BMWX5后轴倾角:实际上我也一直没有放弃寻找

爱别克 2024-11-06 11:11:38

前面我发过帖子,说我喜欢看 BMW X5 后轴倾角:

实际上我也一直没有放弃寻找这种做法背后的本质原因。

最近看了一篇论文,Study on the methods to damp the vehicle motion at high speeds,论文很新,很好的解答了这个问题。 Minakawa M, Shibahata Y, Yamamoto M, Kano Y, Yamakado M, Abe M. Trans. Soc. Automot. Eng. Jpn. 2023; 54(6): 1287-1293.

简单来说这个问题,就是一方水土养一方车。 由于德国存在不限速高速,所以德国车悬架几何设计必须要为这种工况做保证,也就是保证车辆在超高速 220+ 以上时仍有很好的操稳特性。

以前咱们聊过,一台车,是否发生转向,是靠驾驶员操作方向盘转动前轮,前轮产生侧向力为初始条件的。而车在转向行为发生后,转向响应,横摆响频,稳定性,大头是靠后轴来保证的。 简答来说就是转不转看前轴,转的好不好看后轴。

后轴往往决定车辆的操控、操稳上限,这里不展开说了,单说超高速稳定性。 论文作者在对比了美国市场主流德日品牌车辆发现,德国车辆的后轴无论在负外倾角,还是前束,初始值都比日本车要大的多。也就是从车屁股看后轴,德国车普遍的后轮内倾,且向车头方向呈现明显内八。比如咱们观察 X5 后轴,就是个很好的例子。

复杂的数学论证这里不说了,直接说结论。我们应该有体会,车速越高,车辆对一个固定量转向输入响应幅度越剧烈。你开 40公里时速打 90 度方向你不觉得有啥,可你要开 200公里时速打 90度方向,咱们基本可以看看在哪儿交钱吃席了。这是一个夸张的说法,为了说明车辆响应幅度与车速之间的关系。 实际上我们开在高速上,转向盘角度基本都是非常小的,但随着速度的提高,即便是微小的转向输入也会导致意料之外的响应幅度。 德国车的后轴设定车这种情况,就是为了提升超高速时车辆的稳定性,首先负倾角,可以让后轴在同样车辆偏航角下获得更大侧向力。而前束,则可以进一步增加因转向侧倾后,轮胎产生的侧向力大小。如果你难理解这个说法,你可以想想为什么带有后轮转向的车,在高速情况下,后轮要与前轮同向转动,而这个同向,就是前束。而内倾的作用,你可以想想一个自行车轮子,如果不是垂直于地面滚动,它总是会自主转向到倾倒的方向。

有这两种初始设定,在同样速度和方向盘角度输入下,后轴一方面可以产生更大的侧向力来稳定车辆。另一方面,可以将后轴的侧向力响应时间大大提前。这样一来,车辆不仅更稳定,而且稳定的更快。

那你可以想问,为什么日本车,咱们国家车不多见这种设定。这是因为超高速和普通 120 高速,有本质区别,还记得前面咱们说过的响应幅度与时速之间的正相关关系么?在普通时速区间内,德国车的设定带来的增益对比传统方法虽然依然好很多,但是这种设定会带来响应的负面效应,就是轮胎,特别是后轮的不均匀磨损(内倾)和油耗增加(前束)。所以综合权衡下,使用传统方法,就足够应对一般高速稳定性需要。 另外,这个论文在对比日德车的时候,其实还缺乏一个维度,那就是日本车多是前置前驱或四驱,而德国车,多是前置后驱或四驱。所以如果你对比来看 BMW,MB 和 Audi 的数据,你会发现 Audi 的值相对更低一些。 这个当然与主驱动桥也有关系。

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