聊聊方程豹。
我个人对于越野并不了解,之所以想聊这台车,我主要想聊聊它的悬架系统,也就是云辇-P。
云辇悬架系统是比亚迪在悬架系统方面的一个探索和突破。其中,云辇-P 是该悬架系统最为突出的代表。它包含了电控,液压,气动,机械四个方面,基本代表了目前国产自研悬架系统中最复杂也是最高端的水平。
理解这个悬架系统的运作原理,也就理解了为什么要在方程豹和仰望上用这套悬架系统。而想要理解这个悬架系统的原理,我们先要了解几个简单的结构。
1. 气体。气体是一个可压缩物质,也就意味着它可以通过压缩来储存能量,通过膨胀来释放能量。这个特性也就是我们现在常见的空气弹簧所利用的特性。而且,与普通钢制直卷弹簧相比,气体在震动和冲击力的隔绝和减缓方面有优势。
2. 液压。相对于气体,液体可以看作是一个不可压缩的物质。也是由于这种特性,液体可以用来作为传递力的介质。比如刹车系统,就是通过液压推动制动器活塞来产生制动力的。另外,我们也可以利用这个性质来制造如千斤顶、举升机这类机械。只需要通过设计合理的阀体,限制液压油的流动方向即可。另外,液压油也可以产生阻尼力,带有阀体的活塞在充满液压油的缸体里运动,这也是我们常见的汽车避震器的主要工作原理。
3. 机械。对于悬架系统来说,除了杆系,最重要的就是弹簧和减震支柱。弹簧一般是钢制,通过形变存储和释放能量。在汽车上,主要的工作就是承载车身质量,吸收悬架运动能量。结构简单,寿命长,可靠性高。一般车辆上的钢制直卷弹簧的寿命远超整车的使用寿命。减震支柱,前面液压的时候我们说过。
4. 电控。电控在车辆悬架上,主要表现为一个闭环系统。首先,通过各传感器,收集车身运动,路面起伏等信息。其次,通过电机,电磁阀控制液体流向、液体压力、气压、避震器电磁阀等等,应对车身和车轮的运动。比如 CDC 连续可变阻尼器,就是通过控制安装在避震器活塞上的电磁阀调整阻尼力。又比如我们车辆上著名的安全组件 ABS 防抱死系统,也是这样一个电液一体化的机械。首先传感器收集车轮转速,如果发现抱死,则 ABS 系统会发出指令,控制液压阀体降低抱死侧车轮制动力。整个系统反应快,可靠性高。
在理解了以上这四种原理之后,再来看云辇-P系统,就会更好理解了。首先,云辇-P系统含有一个复杂的液压系统。这个液压系统可以用作整个悬架系统的传递动力的媒介。云辇-P 没有使用空气弹簧却能够调节悬架高低的功劳,就在液压系统。你可以理解为,通过液压推动悬架处的液压缸中活塞上下运动,液压缸活塞的高度改变,那么悬架系统的高度就随之改变。这个原理在很多跑车上你也可以见到,比如保时捷和法拉利的车桥提升系统,就是通过一个液压缸的高低运动改变车身高度,提高车辆通过性。那么既然可以改变高度,那么就可以做到车辆的自动调平,甚至主动改变车身姿态。不过,这种相对高频的工况就需要有强大的液压泵和精密快速反应的阀体来实现。这也就是你在云辇-P系统中看到的那个液压阀体。通过这种方式调节车身高度,比使用空气弹簧更快,系统可靠性也更好。对于一台越野车来说,复杂恶劣的工况是常态,那么液压系统比空气弹簧更具优势。其次,有了力传递的机构,也要有储能机构。那就是弹簧。云辇-P系统使用的是油气弹簧和传统钢制直卷弹簧组成的复合弹簧系统。油气弹簧你可能没听说过,但是我要是跟你说它最简单的形态就是我们在车辆后备箱或引擎盖上常见的气撑,你可能就能明白。首先活塞运动,推动液压油产生压力,在液压工作缸的末端有一个封闭的气囊。里面冲入高压气体。由于气体的可被压缩特性,那么力通过活塞,通过液压油,传递到气囊,压缩空气完成储能行程。反之,空气膨胀,推动液压油,再推动活塞反向运动释放能量。这就是一个油气弹簧最简单的原理。我们可以通过调节末端气囊的充气压力,改变油气弹簧的刚度。这套系统的可靠性,要比普通空气弹簧高很多,负载也强得多,这就是为什么你在很多矿山机械上可以见到这种油气弹簧。因为他们除了需要可靠性,高负载以外,还需要抗冲击力的特性。装载机往往会在一个较高的高度往卡车里装东西。重物从高处掉落到料斗中产生的冲击力非常大,所以这里多用油气弹簧也是为了应对这种极端工况。第三,云辇-P 系统中传统的钢制直卷弹簧与避震器支柱,提供了基础的悬架功能。直卷弹簧与油气弹簧配合,可以获得多种刚度。并且直卷弹簧还可以作为当油气弹簧失效后的容灾方案,保证车辆基础的行驶能力。而避震器支柱,同样可以连同液压系统,以及电磁阀,获得阻尼力的变化。这对于兼顾舒适性,操控性,越野能力来说至关重要。最后就是电控系统。要控制如此复杂的电,液,气系统,一套反应迅速,高可靠性的电控不可或缺。这也是云辇智算中心的工作。它向上提供应用层软件接口,也就是驾驶员可以根据自身需要调节车身高度,阻尼,悬架系统刚度等等。向下则可以通过收集收集传感器数据,控制电磁阀体等,执行操作并获得反馈。
在理解了该系统基本的运作原理后,我们也能发现这套系统的设计理念与越野车的需求是不谋而合的。方程豹搭载此系统,也表明了这台车无轮从设计理念还是硬件搭配,都是一台诚意十足且能力超群的硬派越野车。
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