首页 > 汽车百科 > 百科知识 > 【没事找事】为什么中级车比紧凑级舒服?(材质篇)

【没事找事】为什么中级车比紧凑级舒服?(材质篇)

新车评网  作者: XCP彭煜曦 +关注   2018-01-11 评论 (0)

上一篇文章我们谈到了结构和设计对车辆舒适性的影响,这一期我们再往深一层,来探讨下材质又会对车辆的行驶表现带来什么样的影响。

关键词:   紧凑级   中级车   舒适性

材质通俗点讲是用料,说是比设计更深入,但其实整个因果关系是反而会比较直观的,因为前者还能有靠奇思妙想做到低成本高品质的可能,但后者就真的是一分钱一分货了,无论是从用什么以及用多少的维度来看都是这样。

以功能作维度,我们不妨先把整车简单拆分成结构(包括了车体、副车架以及悬挂拉杆等起支撑与限位作用的部件)、避震(弹簧、避震筒和轮胎)及隔音(各种吸音棉、止震板、衬垫、发动机脚和缓冲胶等)三大块,再分别探讨每一块里头用料的不同会对舒适性分别带来些什么样的影响:

一、结构部分

还记得上一期我们说过的车重与舒适性的关系吗?因为惯性定律的存在,所以在其他条件不变的前提下,自重越大的车子对于路面起伏颠簸的反应也是越趋向于不灵敏的,那么坐在车里的驾乘人员所受的影响也就更小了,自然就越舒适。

但上面所讲的这个车重其实并不应该看作是绝对的,而是一个相对值。如果各位看官是真的有认真温习功课的话,大概也会记起我还提到的一个概念是“簧上/簧下质量比”,其中簧下质量包括了轮胎、轮毂、制动模块、转向节、悬挂拉杆和避震筒弹簧等,除此外其他重量都可算作簧上质量,这两块的比值就是所谓的“簧上/簧下重量比”了。原则上来说这个数值越大车辆的舒适性会更好。

模块化平台是最适合做例子的,无论紧凑级还是中级,悬挂这里是几近一致,区别更多在车身上面。

因为这是一个分数,所以要提高这一数值要么就是加大分子的值,要么就是减少分母的值。而就跟上一篇所讲的中级车动力系统重量和紧凑级差别不大类似,悬挂系统这块其实不论级别,目前主流的结构就那么几种,重量也相差不大。所以中级车相比起紧凑级,增加的重量都基本是在作为分子的簧上质量这块,这是属于级别的优势。

但这几年来考虑到在节能减排的大语境,很多新车的车重都出现了下降的趋势,有些中级车都做到1.4吨甚至更低了,和紧凑级都拉不开太大差距;而如果分子是没有变大的话,就只能减少分母,就是减低簧下质量。然而构成簧下质量的部件如上面所讲,几乎每一样都是带有比较苛刻的强度要求的,要在强度不降低的情况下减重,材质的选用就起到了非常大的作用。

兰博基尼LP700的悬挂结构,不仅仅是材质和造型做到了极致的轻量化,其类似方程式的推杆式结构也是能大大降低簧下载荷的手段,只是说它这么做的目的不是舒适而是性能罢了。

例如拉杆和转向节,用热成型高强度钢就能做到同强度比铸铁更轻薄,而如果直接用铝合金的话重量优势还会更加明显;还有轮毂方面,虽然目前乘用车都基本用上铝合金了,但通过工艺的升级,借助提高单位质量材料的强度,还是能以更少的材料达成足够强度,从而实现减重目的的,像低压旋铸工艺的轮毂比起重力铸造,同样强度要求下就可以纤薄不少,而登峰造极的话还是得靠锻造工艺,五六公斤一个轮毂也能实现,一根手指就能勾起一个轮毂。而所有的这些都是直接与成本挂钩的,所以很明显中级车在做簧下减重的时候会有更大的操作空间。

当然了,除了重量外,车体结构的选材还能通过其他方式来影响整车的舒适性表现,例如像车架如果用了足够多的高强度材料使得车体刚性大幅提升的话,极限状态下四轮定位参数的变化会更有迹可循,留给调校工程师的操作空间就会更大,自然也就有更多余力去照顾舒适性了。但这方面的影响比较不直观,而且调校这一块我还想留到下一期文章再说,在此就不展开了。

二、避震部分

完整的避震系统其实包括了轮胎、避震器、弹簧和悬挂组当中的各种衬垫——没错,轮胎排在了第一位,大家很多时候判断一辆车减震质量的时候只考虑弹簧软硬,顶多还想到一下避震筒阻尼设定,但作为直接接触路面、也是吸收路面冲击第一道防线的轮胎却经常被忽视。

成本限制更宽的中级车自然是可以选用更好的轮胎,而理论上越高级的轮胎应该是能提供越大的抓地力、产生越少的噪音而且吸收越多冲击的,但如果说抓地力提高和噪音降低都还能依靠材质和花纹的升级来达成的话,吸收冲击这点就目前情况来看还真是会有点矛盾。原因在于,出于美观和操控性方面的考虑,现在越高级的车型都会用上越大的轮毂及相对应的越薄的轮胎,但胎壁厚度其实是与轮胎吸震能力息息相关的,F1赛车用的超厚胎壁轮胎其实就是对其超短悬挂行程的一种补充。而这都还没提到,某些高档车出于安全需求,甚至会用上加厚胎壁的防爆轮胎,减震作用进一步降低。

上面所讲意味着更多的压力都从轮胎转嫁到了避震系统其他部分的头上,特别是紧接著轮胎之后的避震筒和弹簧。说到弹簧的话不得不又再提到的就是车重,这个在上一篇也说过了,是可以更容易找到一个无论在空车或重载状态下都合适的弹簧硬度。然而弹簧的软硬都只是其中一项指标而已,还需要搭配合适的避震筒阻尼才能发挥最佳效果。

问题是,要找到这个最合适的数值,意味着大量的测试和调整工作,而这都是得用钞票堆出来的;再者,事实上根本就不存在所谓的“最佳/最合理”数值,车辆在不同路况/载荷/驾驶风格之下其实最理想的参数都是不同的,要做到真正的完美就只能用主动可变阻尼避震,又是一个只能靠钱来解决的问题。所以这项配置不仅仅在紧凑级车型上极为少见,甚至是在中级车阵营里,也基本只能是高端品牌的中高配车型专属。

更有甚者,我们反推回去,阻尼是这样,弹簧的硬度也是这样,因此最完美的解决方案应该是空气弹簧+主动可变阻尼避震筒,高低软硬阻尼大小全部都可调,可以说是能让车子的悬挂工作效率随时保持在最佳状态了。但这样的一套搭配,市面上也没多少款中级车能承受得起这个成本了,基本上都是得到中大型行政轿车这个级别的高配才能看到。

但无论在避震筒和弹簧上花多少成本做多少文章,因为作用方式与性质使然,它们也只是对较大幅度的颠簸和冲击敏感,而粗糙路面伴随着的细碎中高频小幅度震动,更多是靠避震系统的最后一道防线,衬垫来隔绝和吸收的。衬垫一般都是橡胶质地,有实心的也有带缓冲液压油腔的,按材质和设计优劣,效果可以差非常远。而悬挂系统中会用到衬垫的地方很多,转向节与拉杆的接驳位是一个、拉杆与副车架的接驳位是一个,副车架与车身的接驳位又是一个,所有的这些地方用不用衬垫、分别用什么衬垫,都是由成本来决定的,同时都会对整车行驶中的碎震过滤效果起到直接影响。

三、隔音部分

隔音现在有个更加专业更加系统的称呼叫做NVH,也就是Noise噪音、Vibration震动和Harshness粗糙感。这当中的V和H其实在上一部分讲衬垫的时候也已经涉猎到了,底盘的衬垫就是用来抵御从路面导入的震动的手段。而除了路面,车辆运行中的另外一个震动“生产大户”就是发动机。

要阻隔发动机抖动向车身的导入,靠的是我们日常所讲的“机脚”,学名叫发动机悬挂系统,顾名思义就是把发动机固定在车身上的部件。而由于它连接了发动机和车身,所以除了支撑作用外,隔绝振动也是靠它了。一般而言,现在主流车型的机脚都是用液压阻尼橡胶来实现减震功能的,但即便结构和原理大体相当,所谓一分钱一分货,这一部件对应不同成本也肯定是有不同性能的,包括了本身的隔振效率,以及作为橡胶部件不得不谈及的衰减速度,都会有差别。

我同事写过一篇关于25万公里卡罗拉大整备的文章(点击进入:好久不见:一台25万公里卡罗拉的返老还童记(二)),其中就提到了25万公里后卡罗拉的机脚已经几乎失效,只有在更换机脚后发动机抖动向车身导入回归到正常水平。作为对比,同样是丰田品牌门下,庆哥此前拍摄三代皇冠视频(点击进入:三代皇冠纵评:经典源自传承,国产三代皇冠的故事)时借回来的第12代皇冠里程相当(26万公里),但机脚依然正常工作,车身依旧丝般顺滑,除了V6发动机应记一功,机脚的选材大概也是最大的决定因素。

其实,哪怕是NVH中的N噪声,考虑到声音的本质也是震动,所以V和H处理好了,隔绝了震动的导入,基本上就完成了工作的绝大部分了,这也是为什么NVH三件事为什么会放在一起作为整体来讨论和解决的原因。剩下的,一个就是如何再加强车身的密封性,使得外界的环境噪音也得到隔绝;第二就是对于不可避免还是传到进来了的震动,该如何抑制或消除,以减低影响。

先说第一个的密封吧,其实实现起来就跟搞一个录音室差不多,不仅仅是要做到空间上的尽可能密闭(可以通过使用更多/更好的密封胶条等手段来实现),而且还要以尽可能高的覆盖率去铺设隔音棉,才能起到最好的静谧性。劳斯莱斯最新一代幻影的宣传资料里就提到,新车用了超过100kg的隔音材料,这就是不考虑油耗(车重)和成本的做法。所以大家应该能理解,对燃油经济性要求更高且生产成本控制也更严格的紧凑级车,在这里是肯定做得不如中级车的。

至于说震动抑制这方面,大体上有两个途径可走,第一是通过车体结构设计与选材的优化,来改变整个框架的震动激励特性,从源头上就消除了共振的产生,从而达到止震效果;第二则是在车架设计确定之后,找出共振最严重的位置,然后贴上止震阻尼版(以前很多时候会用沥青,现在车内空气质量考核标准严了,就改用聚合物为主,原理类似于用手抓住铜锣制音)来减低共振幅度。现在的新车基本上是两条路都会同时走的,但第一条路会消耗设计工时,也可能会增加物料成本;而第二条路不仅消耗工时和物料,而且还会增加车重。因此,出于已经提到不知是第几次的成本与节油性考虑,肯定也是中级车更有可能得到更大幅度的优化了。

本篇总结:

虽然又写了3000多字,但车辆毕竟是一个复杂的系统,如有发觉文章有遗漏要点,或是对文中观点有不同意见,还望大家在评论区留言指出,我们一起讨论。感谢大家支持,下一篇最终章,我会讲讲调校的不同对中级车和紧凑级车舒适性表现落差的影响,敬请继续关注。

来源:新车评网
标 签   紧凑级   中级车   舒适性
博聚网