解析特斯拉Model S运动学特性,看到一前一后摆动可别想歪了

解析特斯拉Model S运动学特性,看到一前一后摆动可别想歪了
2018-05-26 12:28:23 汽车人参考

“经典结构,弯道之王。”

众所周知,汽车的运动性能,与悬架息息相关。作为“网红”的明星车特斯拉Model S,采用了下叉臂分解为两根两点式连杆的双叉臂悬架,本期文章我们就从悬架入手,为大家解析其运动特性。

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经典结构

下图为经典的双叉臂悬架结构,特斯拉Model S就是在这种结构上衍生出来的。将下叉臂拆分为两根两点式连杆,每个连杆和转向节连接处为球铰,这样主销下点就是这两根连杆的延长线交点。下图中,上下叉臂为三点式连杆(Three-Point Link),其中内侧两点和副车架(Subframe,非承载式车身需要通过副车架将悬架和车身连接)连接,外侧一点和转向节(Knuckle)连接。这两个横向叉臂可以应付侧向力和纵向力。

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为了应付侧向力和纵向力,在叉臂外侧点(和转向节连接处)使用球铰,在叉臂内侧两点(和副车架连接处)使用刚度相对较大的衬套,这两个衬套必须同轴,以保证横臂转动时为纯转动,没有变形。

为了提高舒适性,副车架可通过大而软的橡胶衬套和车身连接;同时还可通过减少底盘处的受力、减少连接件的公差来提高舒适性。这些都需要白花花的银子,所以舒适性好的车子贵是必然的,不能不让马吃草,还想让马跑得快。

弯道之王

Model S的运动特性可以通过优化悬架硬点(Hard Point,悬架设计的基准点,比如叉臂的球铰中心、两个衬套的中心都是硬点)的位置来实现。悬架的主销轴线为上下叉臂球铰中心点的连线。

上图的经典双叉臂结构为上臂短,下臂长。这种结构的优势是可以减少车轮跳动时的轮距(Track Width)和车轮外倾角(Camber)的变化。当车子在弯道行驶时,上短臂将弯道外侧的车轮向内拉,形成负的车轮外倾,从而增大轮胎接地面的面积,提高了侧向抓地力,使车辆能顺利地驶过弯道,所以双叉臂悬架又有“弯道之王”的美誉。同时,短的上臂可以为机舱或者行李舱提供更大的空间。

在侧视图中(见下图左),可以发现上下臂的衬套轴线相互之间有倾角,其连线的交点在轮心后侧,该点为纵倾中心(Pitch Point)。这种倾角的设计是为了抵消车辆加速和制动行驶时的纵向力,就是俗话说的点头(Dive)和后坐(Squat)。

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如果纵倾中心设计的不合理,车辆行驶时就会出现非常明显的加速后坐,和制动点头现象。所以,下次开车遇到堵车时,看到有些车辆时车身出现这种一前一后的摆动别想歪哦。

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