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[车辆工程] 为什么说汽车的操控性和舒适性不可兼得?

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发表于 2018-3-26 16:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  经常听说某款车主打运动操控,某款车主打商务舒适,但很少听到一款车既主打操控性,又强调舒适性。这是因为在传统的底盘技术下,操控性和舒适性是天生的一对矛盾,一般只能偏向一方的调教。也就是说注重操控性的底盘调教势必会损失一些舒适性能,而注重舒适性的调教必也会影响一些操控性能。所以在底盘系统的设计和匹配上,设计师们都尽可能找到两者的平衡点。
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  操控性是——动,动力、制动、过弯。
  舒适型是——静,平稳、安静、空间舒适。
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  操控性和舒适性是一个非常整体化的概念,具体细分下来,需要底盘各个部分的配合,但是总体来说仍然可以分为下面几个方面

  1.悬架调教
  对于传统的悬架,在调教时主要是对软硬的设定。所谓软硬,就是指悬挂避震对向上或向下力量的敏感程度,具体跟悬架上的弹簧和减震器有较大的关系。

  如果设定性能目标是要求操控较好的话,通常就会要求车辆的悬挂特性偏硬朗,这样就可以保证悬架的支撑性,减小转弯时车身的侧倾,并且使驾驶员能够清晰的感觉到“路感”。但与此同时,路面振动就容易通过硬朗的悬挂,传递车身,难免就牺牲掉一部分舒适性。
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  如果采用偏软的悬挂,由于衰减振动的时间变长,对路面震动过滤效果自然更好,在车上的乘坐感也会舒适一些。不过,这时候与通常所说到操控好的车的悬架恰好相反了,支撑性、过弯、路感等性能会有所妥协。

  2.悬置调教
  这一块可能关注的人相对较少一些。先说一下悬置,其实它是很小的零件,就是连接发动机和车架的橡胶件。但是,它对性能的影响却不小。
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  由于发动机作为汽车主要的激励源(就是产生振动的罪魁祸首),悬置作为发动机振动传递到车身中位移的减震环节,很大程度上影响车辆的舒适性(NVH)和操控性(发动机与车身连接的随动性)。

  因此,理想的发动机悬置,要衰减因路面和发动机怠速燃气压力不均匀引起的低频大幅振动,保持发动机与车身间相对移动较小(操控性),应具有低频高刚度、大阻尼的特性;要降低车内噪声,提高舒适性,应具有高频小刚度、小阻尼的特性。所以,总体上要求悬置要具有频变和幅变特性,这对于传统的橡胶悬置是难以实现的。

  3.轮胎匹配
  了解轮胎的读者应该知道,每个轮胎品牌都有系列的轮胎产品,而且每款轮胎的侧重点都是不一样的,有点偏向运动操控,有点偏向静音舒适,还有的主打经济耐用等。一般来说,什么样定位的车型会选用同样定位的轮胎。像静音舒适轮胎,相对其他轮胎在行驶中的噪音小,但其胎噪小是由于与地面接触时产生的摩擦力小,因此其抓地力也会较差。
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  运动性能轮胎关注点则在于抓地力和排水性能,一般来说胎面的花纹沟槽比较宽、花纹块比较大,但这种轮胎有明显的缺点,噪音大、舒适性不佳。运动型轮胎和舒适型轮胎是两个极端,追求轮胎的运动性能,就需要放弃舒适性能,反之亦然。

  4.车身刚度
  这里所说的车身刚度,与钢板所用的强度是两个概念。车身刚度,关注的是整个车身的弯曲和扭转刚度。车身刚度高的话,在受外力作用时,抵抗变形的能力就强,可以使车体更快的达到稳定平衡状态,车辆具有较好的稳定性和灵活性。
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  当然,抵抗变形能力强,意味着乘客接受到更为直接的外力反馈。不过,对于振动和噪声,除了我们平时所理解的受力以外,更重要的需要避开共振点和在不同频率的激励下的动态表现,而这些都是需要通过调节刚度、质量、阻尼一起来实现的。

  在传统的零部件设计下,操控性和舒适性确实难以兼得,尤其对于成本有限的家轿来说,厂商更多的工作是在两者中取得一个平衡。
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  但对于豪华车型来说,兼顾操控性和舒适性,依靠新的技术近年来已经做到了。像“主动悬挂系统”、“液压悬置”等技术的采用,可以根据工况的变化,来调节刚度、阻尼等特性,可以控制车辆在转弯时硬朗,而在直线行驶时柔软。这样,就既兼顾了操控性,又兼顾了舒适性。

  当然,操控性和舒适性的矛盾还是存在的,只不过由于新技术的协调作用,它们之间的矛盾大大减小而已。

  什么是汽车的操控性?影响汽车操控性的六因素!
  我们通常所说的汽车的操控性,其实是一种综合表现,主要指汽车在行驶过程中所表现出来的稳定性、灵活性、准确性和可控性。汽车的操控性主要由6个方面的因素决定

  一、底盘。汽车底盘是否扎实表现在车辆在弯道、高速、坑凹路面时汽车对于路况的适应能力,扎实的底盘可以帮助汽车实现对不良路面的征服,从而帮助汽车实现良好的驾驶。而较为轻软的底盘表现就截然不同。它会在高速的时候出现发飘的现象,它会在弯道让驾驶者感觉失去了重心,它会让车在坑凹路面感到力不从心,因此,一辆车是否拥有出色的操控,底盘的因素实在重要。

  二、转向。在拥有扎实底盘的基础上,拥有一个转向精准、力度适中、回馈良好的转向系统也很关键。而如果转向系统出现转向不足、过度或者回正较差,或者方向过轻、过重都将使汽车的稳定性、灵活性、准确性以及可控性大打折扣。严重的在复杂路面还可能出现危险。

  三、发动机。其实拥有出色操控并不一定要拥有大排量和强劲的动力,发动机的好坏与排量关系不大,而与发动机的性能有关。发动机的动力输出是否稳定、平顺,较大扭距和功率的维持是否恒定,以及是否节油,这才是评价一款发动机好坏的标准。

  四、变速器。当然,只是拥有出色的动力系统还是不行,还必须拥有出色的动力分配系统,也就是变速器。一般来说,挡位区分越细,动力的分配就越合理,汽车的动力表现就越好,也就越省油。在这方面,大众的DSG变速器不仅换挡速度堪比FI赛车,而且已经发展到7个前进挡,是目前最为先进的变速器。此外,保时捷的TIPTRONIC6挡手自一体变速器也非常先进。手动变速器方面,宝马的6档手动变速器由于比一般的变速器多了一个细分挡位,肯定也更加先进。此外,变速器的好坏还体现在挡位区间是否清晰、换挡是否平顺。道理很简单,一个挡位模糊、换挡艰涩的变速器是不会为汽车带来流畅的动力分配也不会为驾驶者带来惬意的驾驶乐趣的。

  五、自重。车辆的自重不仅与油耗有关,同样与汽车的操控性能息息相关。过重的车容易产生“小马拉大车”的感觉,而且油耗也吃不消。而过轻的车则会使你在高速时产生要“起飞”的感觉,在转弯时感觉“无根”。因此,适度的自重与动力搭配非常重要。

  六、主动安全技术。ESP(欧洲)、ABS、EBD、DSC(丰田)、VSA(本田)、CBC、MSR、MASR这些主动安全技术,其实并不仅仅与安全有关,而且与汽车的行驶性能息息相关,它能够有效地纠正车辆的不良行驶状态,极大地提高车辆的行驶性能。因此,我们要感谢这些主动安全技术,它不仅给我们带来了主动安全,也给我们带来了极大的驾驶乐趣。

  舜耕山翁补充总结的很好:“操控性好,就是能够体会到“人车合一”的感觉!”

  本文转载自汽车工程师之家公众号(ID:cartech8),作者:车域无疆公众号(ID:Walking_in_Auto_Life)。

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发表于 2018-4-13 02:24 | 显示全部楼层
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