轰鸣的小跑SVM 25-12-03 08:00
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#技术巡猎# #比亚迪# “作动器、主动悬架以及车辆“,迪子的悬架专利又来了。
这篇讲的是云辇一类主动悬架真正的心脏部件,藏在减振塔顶里的“电机+滚珠丝杠总成”,它的意义主要是可以让主动悬架从“旗舰玩玩”走向“大规模铺开”。

大家平时听主动悬架,关键词要么是气囊,要么是液压,都挺高大上的,但工程侧其实有很多问题,气囊需要考虑耐久、低温、体积和成本的问题,液压非常复杂,也有渗漏和维护的问题,要解决这些课题,其实结构非常吃紧。比亚迪这份专利的想法是这样的。

高度调节交给电机和滚珠丝杠,把整套内容都集成到“塔顶”里,兼容现在的车身结构同时,考虑给云辇这种系统留出清晰的“标准接口”。

这根作动器干的第一件事,是把“转角”变成“车轮高度”。
上端是一圈中空的电机定转子,外壳连在车身,里边一根丝杠轴穿过,丝杠上拧着丝母,丝母再通过下壳体去连车轮那一侧。电机转子不是实心轴,而是一圈环形铁心,转子中间留了一个孔,丝杠穿中间,通过一个带花键的轴套和转子锁在一起---这些都不重要。

重要的是,电机转多少角度,丝杠就跟着转多少角度,滚珠丝杠把这个转角换成轴向位移,丝母沿 Z 向爬升或下降,相当于把车轮这一侧往上拎或者往下放,车身高度就相当于被写死在一根丝杠的位置上了。

对比传统“电机+齿条+摇臂”那种绕一圈的机构,这种同轴丝杠方案的好处非常清晰:传动链短、背隙小、重复精度高,而且所有东西都收在塔内一根轴线上,对 NVH 和刚度友好很多,不容易搞出奇奇怪怪的偏载和异响。

第二件事,是在机舱这么寸土寸金的地方,硬生生抠出了一段主动行程空间。
纯电平台的前桥本来就非常拥挤:电驱、电机、高压线束、冷却管路一堆东西都往前桥和底板上布置。再塞一根能主动伸缩的电缸进去,还得满足碰撞和行程要求,Z 向高度是特别难受的。

而这套专利,明显就是在围绕“压缩高度”做文章的。
中空转子+同轴丝杠,把旋转和直线运动叠在一根中心轴上,避免了侧向凸出去一坨连杆;转接轴套分两段,用台阶和螺母在上下限位,一边加长了键连接长度,一边不让轴向尺寸继续长胖;下轴承座和制动定构件做成一体,少了几件单独的环、套、垫圈。

零件数减下来,轴向堆叠高度也就跟着降下来了。
简单比喻一下:原来你要在减震塔内摆一台“卧式洗衣机+晾衣架”,现在相当于把洗衣机变成了一圈“壁挂滚筒”,中间那根轴,顺带兼任了晾衣杆的职务,住在高层的小户型里特别需要这种玩法。

第三件事,也是我觉得最有味道的:丝杠配了一个专用电磁制动器。
主动悬架有个现实问题:车身高度一旦调好,就不能指望电机一直带着扭矩“紧紧绷住”,那样发热、能耗和可靠性都会很难看。专利里在丝杠中下部做了一个环形制动模块,里面是一圈线圈、几块摩擦片、再加上跟着丝杠一起转的衔铁。

线圈断电的时候,衔铁和摩擦片分离,丝杠能自由跟着电机转;
线圈通电,磁力把衔铁吸过去,和摩擦片贴在一起,通过导座把丝杠轴抱死。

高度调好以后,只要把制动一吸,整根丝杠在那一刻就相当于变成了“机械撑杆”,不需要电机持续反扭矩。这东西的实际意义有几个:
一是省电,长时间高速巡航、重载工况下可以锁定一个姿态,不用让电机干低效苦力;
二是兜底,高度控制回路出问题时,制动器可以按策略锁定某个安全位置;
三是 NVH,机械抱死以后,对一些高频振动的传递路径更清晰,控制算法能有针对性地调衰减。

可以理解为,塔顶藏了一个只给悬架专用的小刹车,主动高度就可以比较随心地确定下来了。

第四件,是针对极限工况和寿命,专利里做了很多看上去不起眼、但挺专业的细节。
塔内上下两个行程端,都留了专门的缓冲空间。丝杠下端面对着下壳体内部,之间塞了一个缓冲;另一头是丝母和驱动模块之间的限位空间,同样允许放入缓冲件,避免在底部或者顶部极限行程时硬碰硬。

这在云辇这种系统上会特别重要:一边是主动高度调整,一边是路面对轮胎在外部输入冲击,这两种动作叠在一起的时候,塔顶里如果没有一层柔性的缓冲,你有可能在车内听到非常难听的噪音。

此外,上壳体内部还有一套密封+导向模块。
一个环形基座上,先压进导向套,给下壳体提供直线导向,再在下缘凹槽里塞密封圈,防止泥水和尘土泄露到塔内。基座和上壳体之间是可拆连接,后期维护只要拆掉几颗螺栓,就能把导向套和油封整块拿下来换。这种细节,售后狂喜了。

塔顶外面,还有一套位置传感器,随丝杠转的动件在里面转,固定在盖板上的定件负责读它的角度或者位置,整个传感器则被盖本体和顶盖一起封在一个小空间里,通过上面的出线口往外接电。这说明它不是只靠电机编码器“反推高度”,而是给高度这件事做了一套专用反馈,整车控制里就能精细区分“目标高度”和“实际高度”,做高带宽闭环。

最后我们看看整车能得到什么。
从结构上看,这根塔顶作动器就是一个非常典型的“平台件”:车身这边就是几处螺栓和一个插头,车轮这边就是一段下壳体和连杆,横着在一个平台上可以装轿车、SUV、MPV,纵着在几个级别上可以共用。

悬架策略不同,电机功率、丝杠导程和行程可以有版本区分,但大体的机械骨架是统一的。

这类东西铺开之后,云辇这种主动悬架会从“某几台高配车的卖点”,慢慢变成这个品牌、这个集团的底层能力,就像当年 ESP 和电动助力转向一样,先出现在高配上,最后变成“没它反而很奇怪”。

所以看这类专利,我越来越不觉得它是单纯的“噱头技术”。
一个车企准备在主动底盘上走多远,看它有没有耐心把这样一根塔顶总成打磨到能大规模上车,大概就心里有数了。

发布于 广东