和大家聊聊新版懸架,以及懸架調校那點事
來自整車工程的懸架調校團隊,這篇文章來給大家介紹壹下NIO?OS?2.6.1版本的懸架特性,也給大家解開壹些關於懸架調校的疑惑。?文章很長,全文***五千多字,壹次看不完記得點擊收藏,留著以後慢慢看,目錄如下:?壹、NIO?OS?2.6.1版本懸架特性?二、什麽樣的懸架調校是好的調校?三、懸架舒適性的評判?四、懸架操控性的評判?五、懸架調校,都調些什麽?六、工作中,懸架調校的流程是怎樣的?七、蔚來打破局限的空氣彈簧與CDC(連續阻尼控制)減振器
壹、NIO?OS?2.6.1版本懸架特性?由於配備了CDC電控阻尼減振器,蔚來ES8和ES6(無論是否配備空氣彈簧),都具有三種懸架模式供用戶選擇,三種模式的調校也分別對應了三種不同的取向與駕駛風格做了區分。?較軟(默認綁定車輛舒適模式):著重於坑窪路面的乘坐舒適性,最大程度的減少沖擊力的傳遞,車身姿態表現的非常舒緩放松,適合施工中的破損路面與土路駕駛。?適中(默認綁定節能模式):相對於舒適模式,增強對起伏的控制與抑制,在保證壹般鋪裝道路下行駛品質的同時減少車身的緩慢搖晃,適合正常路面與高速長途駕駛。?較硬(默認綁定運動模式):懸架降低,阻尼增強,提高側傾控制的同時增加轉向響應,車輛變線入彎更加積極,適合山路與激烈駕駛。?運動模式旨意營造時刻緊貼地面的戰鬥感同時保證輪胎與地面的時刻接觸,老版本的運動模式雖然主觀感覺硬,但彈跳過多,在激烈駕駛時反而會因為牽引力的過度變化導致防滑系統頻繁介入。
根據自己實際需求選擇適合自己的懸架模式,或在自定義模式下搭配自己理想的駕駛模式,會令駕駛體驗大大提升。?接下來給大家講講懸架調校那些事,文章很長,全是幹貨,壹次看不完記得點擊收藏,留著以後慢慢看。?二、什麽樣的懸架調校是好的調校??懸架調校,這是壹個令大多數消費者摸不著頭腦的名詞,如果舉個貼近生活的例子,調校就如同做菜,即便使用同樣的食材,材料的準備、火候的把控與調味料的配比,是決定最終這道菜好不好吃的關鍵。即使這些因素把控不好,做出來也壹樣能吃,只是不對胃口,懸架調校就是如此。?調校的好壞需要從兩個大方面去衡量,舒適度與操控性,理想中壹個完美的懸架,可以在任何崎嶇的表面都保持完全的水平,同時還能在過彎變道時,讓駕駛員清晰的知道壹把方向打出去後的車輛行駛軌跡,簡而言之就是不但如履平地,還指哪打哪。?但受限於目前的技術水平和物理定律,沒有哪壹臺汽車的懸架可以真正的做到完美,廠商需要根據車型的定位,在舒適與操控之間權衡,從而保證自己的產品在市場上獲得目標群體的認可與喜愛。?例如百萬級的寶馬M5,論舒適性不及四十萬的530Li;例如寶馬740Li,論操控性也比不上價格僅有壹半的M2。這都是廠商根據產品的用戶定位做取舍後的結果,並不是賣得越貴,懸架科技越先進的車,就可以在各方面都領先更便宜的車。
三、懸架舒適性的評判?1、對於坑窪路面沖擊力的吸收?吸收能力差的車,會讓駕駛員感覺每經過壹個井蓋、坑窪,都感覺座椅會被踹上壹腳,或猛烈拉扯壹把。而吸收能力好的車,會讓駕駛員身體所感受到的震動比眼睛看到的更加輕微,同時會把眼前強烈的拉扯化解為輕微的左右搖晃。處理得不好就會讓人覺得“硬”。?2、對於路面顆粒感與接縫的過濾?過濾針對的是細碎路面的小輸入,比如粗糙的柏油路或路面板塊的接縫,過濾好的車在開過去時會覺得屁股上抹油,像坐著滑滑梯,而過濾差的車就如同屁股上墊了塊砂紙,顆粒感十足。處理得不好就會讓人覺得“粗糙”。?3、對於起伏路面下車身運動的控制?起伏控制大致分為兩個方面,幅度的大小與前後的平衡,起伏太大在經過路面起伏後,坐在車裏會過度的上下運動,極端情況下還會導致車輛失控。同時起伏的前後不平衡要比起伏過大更令人不適,整個車起伏的同時再伴隨前俯後仰,很容易令車內乘員感到不適或者暈車。處理得不好就會讓人覺得“晃”。?4、懸架對於余震的控制能力?余震多的車在經過破碎路面或坑窪時,會令人覺得“散”,這是由於車輪的運動能量無法被充分吸收而快速跳動導致的,余震控制不佳的懸架會因為抖動的廉價感令行駛品質大打折扣。處理得不好就會讓人覺得“散”。
四、懸架操控性的評判?1、對於駕駛員轉向輸入的反應能力和線性度?有些車開起來方向稍微壹動就可以犀利的變道;而有些車開起來方向打了要維持壹小會,車子才不情願的做出反應,這就是轉向響應的快慢;有些車方向剛打沒反應往後多打點突然做出反應,這就是響應的線性度不夠好。?轉向響應的大小與線性度對於緊急情況下避讓危險和增強駕駛信心有著極其重要的作用,當司機發現了前方的危險,及時打了方向,但車輛卻沒有辦法及時做出反應而發生事故,是極其令人絕望的。
2、在輪胎抓地力到達極限時行駛軌跡穩定性?這壹項換個說法就是極限上的轉向不足與轉向過度,輪胎的抓地力是有限的,並不是方向打的夠快夠狠車子就壹定能拐過任何彎道,但如果車輛在到達抓地力極限時繼續維持原本的行駛軌跡,可以大大增加安全性。
轉向不足的車,會在車輛到達抓地力極限駕駛者穩住方向時,線路越走越寬,仿佛車頭拉著整臺車往外拋;
轉向過度的車會在車輛到達抓地力極限駕駛者穩住方向時,線路越走越窄,如同車尾推著整臺車往彎裏推。轉向過度對壹般車輛來說是非常忌諱的,因為轉向過度會導致側滑,令車輛用薄弱的側面去直接撞擊障礙物。?3、在激烈駕駛時讓車身能否緊緊的貼住地面減少不穩定性?車身的起伏會導致車輪的載荷發生變化,而車輪的抓地力是與車輪載荷直接相關的,如果載荷不停變化,抓地力也會壹直變化,駕駛者就需要不停的修正方向保持車輛的行駛軌跡,壹個好的懸架要能夠在有限的懸架行程下最大程度的保持輪胎與地面的時刻接觸。
五、懸架調校,都調些什麽??懸架調校通過硬件的不停搭配嘗試來尋找合適的平衡點。硬件包含彈簧、減振器(避震)、穩定桿(防傾桿)、緩沖塊、懸架襯套等等看似普普通通的零件。
1、彈簧?彈簧越軟沖擊力越小,但同時也會讓車輛的操控變得慵懶,遲緩,且相同的沖擊力會用掉更多的懸架行程去吸收掉沖擊的能量。
2、減振器(避震器)?減振器的原理是利用減振器筒裏的油液來通過活塞和閥片產生的阻尼力來吸收彈簧釋放的彈力,阻尼太弱車輛在經過起伏時會上下擺動不停甚至輪胎離地,影響操控穩定性,阻尼太強車輛會在經過坑窪時帶來更強烈的沖擊力,影響舒適性。?阻尼的調節不同於彈簧的選擇,是相當復雜的,因為取決於不同的車輪運動速度,需要匹配出合適的阻尼值。?理想的阻尼調校需要在過大坑時(高車輪運動速度?大於1m/s)足夠圓潤,經過起伏時(中低速車輪運動速度?0.1m/s)時提供足夠的支撐,這些都是通過改變活塞與閥片的搭配堆疊來實現的。
3、穩定桿(防傾桿)?穩定桿的作用主要是控制極限側傾的大小和極限上的平衡,穩定桿剛度合適,即便是連續快速繞樁,車身也可以保持水平,同時更好的利用四個輪胎的抓地力。?但穩定桿過硬就如同把左右兩側的車輪通過壹根鐵棒串聯在壹起,在經過坑窪路面時容易導致車身左右搖晃的拉扯感,駕駛者的身子也會被左右快速的搖動不停。
4、緩沖塊?緩沖塊的作用是在懸架壓縮到特性行程時起到額外的支撐作用,並且在懸架壓縮到極限時提供緩沖,同時保護懸架部件。
5、襯套?懸架擺臂與副車架等懸架硬件之間,都是通過橡膠襯套鏈接的,通過改變這些襯套的硬度與設計,也可以對車輪的舒適性與操控性直接造成影響。
六、工作中,懸架調校的流程是怎樣的??在項目立項開發初期,我們會隨同懸架設計仿真團隊的同事進行理論分析,由於計算機仿真始終無法完全模擬車輛的實際動態性能,比如按照計算機模擬結果該用10kg/mm的彈簧,但運用在實車上後,可能會發現使用9kg/mm的彈簧感受更佳。
整車懸架調校的基礎並不是壹張白紙,而是需要借助計算機懸架仿真的結果首先確定調校所需要的硬件的大致範圍,這個範圍內的懸架硬件我們就稱之為調校庫,同時利用蔚來的先進駕駛模擬器,我們可以在原型車還未落地前就開始壹輪調校,確定調校庫的合理性,來為實車調校做準備。
在拿到原型車後,我們會收到來自供應商的各種不同硬度的彈簧,不同粗細的穩定桿,不同硬度的襯套。我們會先按照懸架仿真出的基準結果把硬件進行裝車,隨後再根據經驗把硬件進行微調,從而獲得超越純計算機設計狀態的操控性與舒適性。?但同時懸架調校又是壹個牽壹發而動全身的過程,比如當妳更換了更硬彈簧,妳可能就要同時更換更細的穩定桿,所以整個過程並不是點對點逐個擊破那麽簡單的。
壹個完整的懸架調校流程包含:1、輪胎選型;2、剛度匹配;3、減振器調校;4、轉向調校。由於測試車有好幾個階段,並且其他部門和功能塊所做的變更對懸架性能也會有影響,所以這幾個步驟要隨著開發的推進重復3-4次。?壹套流程,也就是壹輪懸架調校壹般要持續3-4個月,所以對我們團隊來說,車就是我們的辦公桌。各種各樣的公***道路與試驗場地就是我們的辦公地點。?除了以上的這些整車開發時期的調校任務,我們在調校的空檔還需要進行市場反饋的分析,設計變更的評價驗證與媒體試駕的支持。
1、輪胎選型?輪胎作為汽車與地面之間的唯壹媒介,對於整車的操控與舒適性是至關重要的,目前主流的汽車廠商都會要求輪胎供應商為自己的車型單獨進行輪胎開發。?在選型開始時,供應商會提供幾個外表規格看似壹模壹樣但內部結構或膠料配方略有不同的輪胎,選出最好的壹個。下壹輪調校開始前的幾個月中,輪胎供應商會對輪胎進行改進,再下壹輪開始時又會帶來幾個外表壹模壹樣的胎進行選型,隨著每壹輪調校的懸架越調越細致,輪胎的性能也隨著接近量產的狀態進行挑選。
2、剛度匹配?剛度匹配就是彈簧、穩定桿、襯套等懸架彈性元件的選擇,涉及的知識點與取舍在前面的篇幅已做過介紹。最終的目的是為減振器調校打基礎,這部分工作通常要持續壹個月左右的時間,也需要進行2-3輪的叠代。
3、減振器調校?減振器的調校,是通過改變閥與活塞來控制油液的流動產生阻力,從而改變車輛的動態性能。每次變更都需要拆裝減振器並把減振器打開進行閥片的組裝,再加上評價的時間,壹天最多也只能試5組減振器,調校減振器的過程壹輪通常要持續壹個月左右。?CDC電控阻尼的調校是在減振器硬件調校結束之後開始的,CDC的調校過程就輕松許多,全程不用拆裝,只需要用電腦修改減振器內電磁閥的工作邏輯,壹個好的減振器硬件調校是CDC調校的基礎。?4、轉向調校?當今絕大多數汽車廠商都使用了電子助力轉向,通過電機驅動齒輪齒條產生助力,但這個電機產生助力的方式是可以進行細致調校的,同時對轉向的手感和駕駛信心至關重要,關於轉向調校的細節,今後會單獨寫壹篇文章進行闡述。
七、蔚來打破局限的空氣彈簧與CDC(連續阻尼控制)減振器?借助於越來越發達的底盤科技,舒適度和操控性之間的平衡不再是魚和熊掌不可兼得,蔚來作為自主高端豪華品牌,在這方面也走在了自主品牌的最前端。
1、空氣彈簧?大家通常所說的空氣懸架,嚴謹的來說叫做空氣彈簧懸架,它把曾經用作承載車身的鋼制螺旋彈簧的機械力傳導轉變為空氣的壓力來支撐車身,好處是可以非常好的過濾路面細碎的小輸入,增強行駛質感。
同時空氣彈簧會根據載荷的變化,自動調平車身,保證車身運動時的姿態,並根據載荷自動調節氣壓來調節每個車輪的固有頻率,這就是為什麽有人上下車後,會聽到空氣懸架充放氣的氣泵聲。?缺少了空氣彈簧,後排又坐滿了人,那麽因為質量的改變,車身運動時的姿態和懸架固有頻率都會受到影響,懸架可能會因為過度壓縮會更早觸底,同時因為固有頻率的降低會帶來更多的搖晃。
空氣彈簧的第三個優點是可以手動或自動按需改變車身高度,譬如運動模式會自動降低車身提升操控,輕松載物模式會降到最低方便取放貨物,在高速行駛時也會自動降低車身高度,減少風阻,增加續航。
2、CDC(連續阻尼控制)減振器?CDC是采埃孚的註冊商標,?含義是Continues?Damping?Control?連續阻尼控制,顧名思義就是四個減振器的阻尼會在駕駛時實時改變,通過在傳統減振器內安裝壹個電控電磁閥,通過電流的實時改變來實時改變阻尼。?看到這裏可能大家會好奇,前面不是調好了麽,為什麽這裏還要去實時去改變,舉個例子,擁有了CDC,車輛就可以實現在坑窪路面下很軟但過彎時自動加硬,增強支撐。
CDC系統擁有壹個獨立的處理器,通過壹系列傳感器的信號,處理器就可以清楚的知道當前車輪相對車身,車身相對地面的運動狀態,處理器再通過控制減振器內電磁閥的電流,來改變每根減振器的阻尼,電流變化範圍是0-1.8安培,0安培時,電磁閥關閉,阻尼最大,1.8安培時,電磁閥打開,阻尼最小。?所以CDC電磁閥只能增加純機械減振器的阻尼,而不能把調好的機械減振器的阻尼變得更軟。所以想要充分發揮CDC的效果,減振器的機械阻尼都要適當放軟,比如壹根本來就已經硬邦邦的減振器,即使加上CDC對舒適性也不會又太大提升。
CDC電磁閥的軟硬如何做出反應是需要人為去做調校,譬如我覺得70公裏每小時在經過某種特定起伏時,後軸的上下起伏過大,就可以通過改變標定圖來修改那個特定車速與懸架上下運動速度下的阻尼,把前後軸的起伏做到壹致,但可以保持其他車速下的表現不受影響。?再譬如我覺得120公裏每小時變線時車頭的反應不夠積極,同樣可以通過改變標定圖來提升那個速度下的車頭反應。簡而言之CDC給了調校工程師更多的空間去做出壹個各方面需要更少取舍的懸架,通過幾十張Map圖的精修,來保證CDC在不同車速,不同懸架上下運動速度和不同側向加速度都能最大程度的發揮價值。?好了,這次就到這裏,文章很長,感謝大家有耐心看完,希望能解答大家的疑問,我們下次再見!