“开奔驰开宝马”的口号已经广为人知,即使是没有开过宝马的人也知道宝马操控很好。

但是如果我问你宝马有什么优点操控?你可能不知道为什么。如果你想知道桌子,你必须知道它。事实上,在硬件层面上操控,宝马一直拥有独特的黑色技术——双球关节悬挂。这项技术的优势是什么?它是怎么发生的?请往下看!

既然我们想说双球节悬挂,我们必须首先知道什么是球节。在悬挂结构中,它通常由各种连杆和支撑臂组成,负责连接这些连杆支撑臂的活动关节(在上面的黄色圆圈中)称为“球关节”或“球头”。球关节和人体的关节一样,是能够旋转到一定程度的结构。因此,在悬架中移动的球节越多,理论上悬架运动的范围就越大,并且会有更大的操作空间来提供舒适性和舒适性操控。

从结构上讲,宝马常用的双球悬架实际上是基于麦弗逊悬架的一种变体,麦弗逊独立悬架几乎是目前使用最广泛的悬架结构之一。麦弗逊悬架由螺旋弹簧(红色箭头)、减震器(绿色箭头)和三角形下摆臂(蓝色箭头)组成。麦弗逊的优点是结构简单、成本低、重量轻、响应速度快、日常舒适性好。

然而,麦弗逊悬架的减震器和弹簧只能支撑和缓冲车辆的上下晃动,而三角臂在横向旋转和纵向移动时通过同一个球头连接到车轮上。当单个球头过度弯曲时,即当它同时具有横向运动(转向)和纵向运动(制动)时,不可避免地会出现瓶颈。侧向冲击不能很好地解决,当车辆过度弯曲时,这将最终导致明显的侧倾。

为了改善横向力引起的侧倾,许多高性能制造商推出了各种升级的麦弗逊悬架。例如,保时捷911在普通麦弗逊悬架的基础上使用了更强的弹簧,并增加了一个防侧倾杆来抑制侧倾,从而克服了麦弗逊悬架的缺点。宽大的三角形臂和短减震行程,加上保时捷多年来的出色调整,使911转向更加精确。但是,由于911使用的是后平台,与前发动机车型相比,前轮空间相对充足,因此这种形式不适合民用级别的前车型。

与通过材料和布局升级麦弗逊悬架的保时捷不同,宝马在升级麦弗逊时采取了完全不同的路线。它直接取消了传统的三角形臂,并将其变成两个垂直分布且可自由移动的连杆(如上所示的两个控制臂)。宝马称之为“双枢轴支柱型”。在结构上,除了三角臂之外,其他部件都没有改变,因此它也可以被视为麦弗逊悬架的升级版本。

与麦弗逊悬架相比,由于双球关节悬架采用分体式下摆臂结构,原来三角形臂上只有一个支点变成了两个。然而,两个连杆可以分别处理横向运动和纵向运动。此时,由于两个不同方向的力不会相互干扰,这在一定程度上保证了车辆悬架的各种标定参数在受到冲击时只能有一点点变化(与普通的三角臂麦弗逊相比),从而在激烈的行驶中保持车身的稳定姿态,提高了车身的动态稳定性和可控性。

麦弗逊悬架的主销

这里还有一个知识点需要补充——主销。普通麦弗逊主销是指减震支撑臂的上支点和下摆臂的支点之间的连接线(如上图所示)。在正常情况下,中枢销向内倾斜,这通常称为中枢销内倾角。但是,由于悬架下三角臂的存在,麦弗逊悬架的主销倾角不会太大,当悬架过度弯曲时,侧倾会更加明显。双球关节悬架可以在一定程度上缓解这一问题。

与麦弗逊不同,双球头的主销没有传统三角臂的单一下支点。因为双球头悬架使用两个下摆臂,所以双球头悬架的“主销下支点”位置不像传统的麦弗逊那样是固定的、肉眼可见的,而是两个控制臂通过画延长线的交点,也称为“虚拟转折点”(上图中两条线的交点)。在实际工作中,由于两个下摆臂的运动轨迹不同,这个“虚拟转向点”最终会根据不同的转向角度处于连续变化的状态。

那么这个虚拟的下臂支点有什么作用呢?此时我们必须看看上面提到的中枢。由于双球关节悬架的虚拟支点关系(上图右侧),这将导致双球关节悬架的中枢销的偏移距离大于我们肉眼所能看到的距离。

也许有些学生不明白主销的偏移距离是什么意思,所以让我们在这里推广一下:主销的偏移距离是指从主销和地面的交点到轮胎接地中心的距离,主销轴线和地面的交点在车轮内侧为正,在外侧为负。当代主流汽车的主销偏移通常在负18毫米至正79毫米的范围内。从效果的角度来看,该值越小,车辆越不容易侧倾,转向越精确。

因此,由于双球关节悬架的虚拟交点,即使在减震器筒的后倾角不大的情况下,也可以获得较大的后倾角负偏移,从而改善轮胎接地面积和车辆在拐角处的车身姿态。

啊,为什么,因为我们来自同一个根

此外,宝马的双球关节悬挂可以应付不同的模式,即使是同一套悬挂。工程师只需要调整下臂的长度,就可以调整与其他型号相符的参数。正因为如此,双球悬架可以用于SUV和汽车。宝马的E84 X1就是一个很好的例子,它的前悬架是从E90第三代系列改装而来的。

综上所述,双球头悬架不仅能保证汽车在激烈行驶中的稳定性和可控性,而且能提供准确的转向感觉,可广泛适用于各种车型。此外,由于双球头悬架是在麦弗逊悬架的基础上改进的(只有三角臂被两个摆臂代替),不仅结构简单,体积小,成本低(制造商肯定会很高兴)。

从这个角度来看,双球悬架有许多优点。也许这就是凯迪拉克自动测试系统直接从宝马底盘借来的主要原因。尽管凯迪拉克称ATS悬架为双球麦弗逊悬架,但这只是由于专利问题,实际结构是一个系统。此外,一些人认为双球关节悬架应该是多连杆悬架的简化版本,因为它使用两个摆臂。有人认为宝马的双球悬架应该是一种更细分的高性能悬架。你怎么想呢?

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