《技术闲谈》
什么是好的弯道操纵稳定性?
今天参加了一整天的山路驾评,早上起的有点早,晕乎乎的就这样开了一天山路,而且上午山上起了大雾,中午才转晴,趁着热乎劲儿码点字记录一下。
很多年前,我还在上一家公司的时候,就通过上海的一位奇瑞铁粉认识了浙江有一位叫眯哥的人物,这哥们缘何出名了呢,只因他买了一台奇瑞的1.6L奇瑞A3手动挡,然后开始了大改,土味偷轻,蓄电池后移,暴力拆除,改完后经常去四明山跑山,在某一次民间组织夜跑中,他的那台1.6L破A3,在黑夜的山路中战胜了高尔夫GTI,成为了坊间传说,我当时听的也是滋滋乐呵,眯哥真牛逼!当年他们夜跑的那座山叫四明山。
山还是那座山,车已不再是当年的车。这次试驾最轻的车也有1.8吨了,妥妥的都是“菜车”。车辆动态先卖个官司,让我们先聊聊弯道操纵稳定性。顾名思义,词根是稳定性,词性是操纵,而定语是山路,所以不难理解,弯道操纵性的基础是稳定性,稳定性越强,操纵性上限越高。
那车子的弯道稳定性主要取决于什么呢?
后轴。
因为后轴是解锁操纵稳定性的关键钥匙。对于一台车而言,如果后轴不稳定,那再稳定的前轴也是灾难,具体来说后轴的稳定性包含横摆(Yaw)稳定性、侧加(Ay)稳定性、侧倾俯仰(Pitch-Roll)稳定性三部分,Yaw/Ay稳定性可以简化为后轴转弯柔度Dr=Rear slip angle/g,表征单位侧向加速度下后轴侧偏角,一般要求要做到Dr <2.5deg/g,燃油车时代只要轮胎不是太差,基本都能做到,然而纯电时代,平均车重大了400kg后,而且后轴更重,Dr ≈3.5deg/g,大了40%,特斯拉也难以幸免。目前的现状是部分有追求的品牌还在坚守2.5deg/g的阵地。对Dr有影响的因素较多,按照重要度分别是重量、轴荷分布、轮胎侧偏刚度、Rear Roll camber、Rear Rollsteer、外倾柔度、前束柔度、以及偏频比等。简要理解:后轴重量超过50%,必须上前后不等宽胎,这点上宝马半个世纪以前就替大家分析验证很充分了。
另外一点是弯道中的Pitch-Roll平衡,这里就涉及到悬架的精妙平衡,一般在弯道中首要被约束的或者平衡的是俯仰自由度,包含匀速行驶俯仰平衡、加减速俯仰控制。由于稳定杆对俯仰基本不起作用,主要依赖K特性以及弹簧、减震器和轮胎来控制俯仰,这里就涉及到一些系统指标需要认真的设计和调校,诸如anti-dive、anti- squat、anti-lift、前偏频、偏频比、阻尼比、俯仰阻尼的大小,总之需要通过较好的指标之间的设计与平衡来控制好俯仰的自由度运动,减少在匀速及加减速行驶时车体的纵向重量转移。这些指标里有一些指标不是一味的调大就是好,比如anti-dive需要兼顾悬架几何退让的指标平衡、而后悬架偏频需要考虑车型定位于后轴冲击舒适性与冲击噪音,系统参数之间的平衡往往比较复杂,绝非平面式的堆积木。弯道中除了需要关注俯仰,最重要的就是要控制侧倾,这其中也绝非简单的加个稳定杆那么简单,弯道侧倾控制中,轮胎、悬架刚度、缓冲块、稳定杆线刚度、侧倾中心几何抗侧倾都会影响弯道侧倾的平衡和感受,这5个设计参数与参数之间对侧倾梯度的贡献也需要精细的设定,它们之间配比的不同驾驶感受也会差异很大,这就是系统级DNA,如果你是逆向开发,终究知其然不知其所以然。总之,弯道中侧倾及俯仰平衡需要考虑整车的悬架侧倾刚度占比以及TLLTD(轮胎侧向载荷转移占比)是否在合理的范围,以保证弯道的车身姿态和四轮动态垂向载荷力和侧向抓地能力的均衡。
简单聊完了后轴稳定性,那影响操纵性的主要有哪些呢?操纵性就离不开驾驶员参与以及转向系统。正常车子对弯道操纵性的需求是车辆入弯响应线性积极,后轴跟随快,连续S弯载荷转移要小。
从转向上传动比的设置就比较关键,低传动比的车子响应灵敏度就会高,车辆入弯更积极,变传动比更是好技术,宝马在这个方面已经玩的炉火纯青,从悬架上需要通过轮胎、K&C参数设计控制好车辆的Df、Dr,使得车辆的u/s在一个合理的范围,同时到非线性区的时候,车子不能u/s增大太多,也就意味着从弯道中方向盘转动那一刻起直到车子出现轮胎响胎侧滑,车辆的不足转向度以线性度要一以贯之,同时后轴转弯柔度要小,足够稳定,这样Driver才能放心狠狠的把车子扔进弯心。具体K&C特性的精妙设计也是各家的DNA,只能虚心的学习,抄是抄不明白的。
另外关于弯道中侧倾的精妙平衡(图7),可能会难倒几乎所有的中国品牌的VD工程师,甚至包括我在内。假设紫色的线1️⃣是车辆直行的车身姿态,往往期望设定的侧倾姿态是线3️⃣,即车身内侧不上台,车身外侧下潜,这样的侧倾控制会减少Driver的质心过高的上抬和侧向偏移,弯道中Driver质心越稳定,驾驶信心会越高,相反国内的很多车辆大都是线2️⃣的设定,内侧举升,外侧下潜。这样的设定不仅降低了稳态弯道的稳定性和信心感,也会极大的降低连续弯道重量转移的控制,让人越开越“晕”。
以上就是弯道操纵稳定性的简要分享。接下来谈谈几台车:
1️⃣奥迪Q5 etron:一如经典的精准,配方是不等宽胎、高偏频比、高侧倾刚度、精妙的前轴侧倾平衡。
2️⃣奔驰GLC:一如经典的平顺舒适,但山路操控稳定性也非常优秀,我说的非常,是指碾压国内一大票自称各种领先的低质心高性能车,能在低偏频比、窄轮胎的情况下获得如此优秀的山路表现,我只能说细思极恐。
3️⃣仰望U8:原装AT胎,应该是没有标定成熟,湿地弯道50kph左右前轮就开始推着打滑,ESC频繁介入,整车动态感受是开起来稳重,实则是笨重,姿态没有大的问题,但入弯出弯都显得笨重,长期驾驶负担很重,可能他们并没有把弯道作为重点去关注,印象中卫士在山里中除了有点推头,还是很轻快的,另外BYD所有的车子都有一个通病是人机工程,方向盘输入管柱夹角太大了,人在里面开,感觉在驾驶二十年前的车子人机设计,这是基本功。
