在位于前桥后面的位置设计了一根防倾杆,正常来说它的作用就是在正常道路行驶通过弯道时限制车身过分的侧倾,尽量保持两个前轮在同一个水平高度上,以此来提高车辆的操控性,这在普通车型上是很常见的装备。
在一些极端的越野环境下,经常会有像一侧车轮压过一块大石头或者土堆这样的情况,因此两侧车轮就会出现很大的高度落差,而这时候防倾杆所起到的就不是正面的作用了,它就会限制越野性能的发挥。
所以奔驰的设计师并没有把这根防倾杆焊死在大梁上,而是设计了几个固定螺栓,当你可能需要极端越野状态时,可以手动拆掉防倾杆,这时候整体的前桥就可以最大限度的倾斜了。
图 9 可以手动拆卸的防倾杆 下图为 G500 的分动箱,可别小看这个小小的盒子,它可是四驱结构中的核心部分,这里我们不单指是 G500, 包括所有具有分动箱的车型都是如此。
车辆前轴与后轴的动力传输,高速、低速四驱的转换等等都是通过它来完成的,而它也决定了车辆的四驱形式,那么下面我们就来仔细分析一下 G500 的四驱系统到底是个什么样子。
G 级四驱系统解析 如果要了解一款越野车的性能,那么首先就要了解它的四驱结构,通过下面这张结构图我们就能很清楚的看到 G500 拥有的是一套怎样的四驱系统,那么它的这套系统是如何组成的?下面我们继续给大家详细的分析一下。
简单来说 G500 的四驱系统是基于一套 4MATIC 系统,具有前、中、后三个开放式差速器,带有 4ETS 电子辅助制动,而在此基础之上还加入了三把机械式差速锁。
所以这里我们明确一点就是 G500 是一款全时四驱车型,四个车轮都有驱动力,其核心就是带有开放式差速器的中央分动箱。
对于分动箱的结构我们并不陌生,一般带有分动箱的越野车是发动机将动力直接传递给后轴,而只有在接通四驱模式之后动力才通过分动箱传递到前轴,这就是我们所说的分时四驱模式。
图 12 分动箱示意图 图 13 分动箱还可以切换低速高扭矩四驱模式 高速、低速四驱的转换就是通过输入轴与中间轴之间不同的齿轮切换来实现的, 如图所示当动力沿红线传递时就是普通的高速四驱模式,而动力沿黄线传递时就是低速四驱模式,传动比为 2.15:1,也就是发动机动力放大了 2.15 倍,如此强大的动力足以克服艰苦的越野环境。
切换高速、低速四驱模式时,需要将车挺稳,并且挡位挂入空挡(N) ,然后按下按键,当屏幕显示 L 或者 H 时说明低速或者高速四驱模式已经完成切换。
G 级差速锁操作方法 奔驰 G 级的强大之处就是它在 4MATIC 系统的基础之上又加入了前、中、后三把机械式差速锁,而目前拥有三把机械差速锁的全时四驱车型只有奔驰 G 了。
三把差速锁都是手动锁止,位于中控台顶部的三个非常显眼的按键,中间是中央差速锁按键、左边是前桥差速锁,右边是后桥差速锁。
机械式差速锁由于自身的特点,在操作时需要一点小小的技巧,就是按下按钮后下面黄灯亮起,但此时差速锁还没锁定,少许将车移动一段距离,让差速锁齿轮入位之后才能锁定差速锁,而锁定之后按钮上面的红灯会亮起。
这里你可以分别单独开启差速锁,同时也可以按顺序把三个按钮全都按下,这时三把差速锁都进入准备状态,你只要移动车辆,三把锁会按顺序逐一开启。
差速锁可以说在某种程度上,决定了一辆越野车的越野性能。
当然了,除了过硬的底盘功底,一系列复杂的四驱技术之外,一台强筋的心脏更是少不了的。
相对于普通公路车,越野的动力系统更多的注重大扭矩的输出。
奔驰 G 级无论在底盘,动力系统,乃至车身的豪华舒适程度上,都代表了当今民用越野车的最高水平。
越野赛专用赛车的双叉臂悬架结构 以上是民用越野车的技术,即便融合诸多技术,但和职业越野赛车相比,其技术应用和车体架构完全不是同一个层面的。
今年,我有幸在制作 KMUST 车队赛车的同时,到云南雄风既云南红云红河越野赛车车队的技术车间,走访参观了真正的职业越野拉力赛赛车。
图 16 江耀桓在驾驶红云红河车队赛车,比赛中势不可挡 双叉臂悬挂是由两根长短不等的 A 字臂和 充当支柱的减震器所组成的。
上下两根 A 字臂 分别通过球铰与车轮上的转向节上下节臂相 连,而串连的减震器和螺旋弹簧则充当了支柱 和转向主销的角色,它的上端与副车架相连, 下端则和下摆臂相连。
上下 A 臂负责吸收转向 时的横向力,而支柱减震器只负责支撑车身重 量和控制车轮上下跳动。
而一般来说,双叉臂 悬挂的上下 A 字臂的长度是不相等的(上短下 , 长) 这样就让车轮在上下运动时能自动改变外 倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损。
左图 18 双叉臂基本结构 图 18 前悬架采用双叉臂结构,并未采用空气悬架 双叉臂结构是赛车最常用的悬架形式。
从结构学上讲双叉臂悬挂可以说是最坚固的独立悬架。
三角形是最稳固几何形状,双叉臂悬挂的上下两根 A 字臂拥有类似三角形的稳定结构,不仅拥有足够的抗扭强度,而且上下两根 A 臂对横向力都具有很好的导向作用,因此当双叉臂悬挂使用在性能跑车上时,它可以很好的抑制车辆在过弯时的侧倾,同时,如果使用在 SUV 上时,它也能够应付极限越野的路况下所带来的巨大冲击。
图 19 途锐的前后双叉臂结构具有足够的强度和刚度,以应付极限的越野行驶磁控液压避震器的阻尼计算 可控阻尼的悬架系统是当前越野车,甚至普通公路轿车的一种主流配置。
通过电磁来控制悬架避震器的阻尼,来调节悬架的软硬。
以便更合理的调整悬架来适应不同的路况或行驶模式。
在磁力作用下,磁流变为非牛顿流体考虑到剪切希化的作用,采用 H-B 流体模型来描述公式中的屈服应力,塑性粘度指数 K,流动特性 m 等值。
此节方程,给定结构参数和磁流控制的流变性参数,利用 madtab 工具即可求解,算出阻尼系数。
根据减震的结构要求,磁流变液的特征,动态磁路设计原理,便可以设计出完整的电磁控制避震器。
结束语 通过从几个方面和部分汽车的技术,来阐述越野车底盘悬架设计的技术水平。
由于文章篇幅有限,不可能将越野底盘技术及设计理念完全涵盖。
甚至只是很小很肤浅的一部分技术知识。
与此同时,本文通过通俗的文字和更多更具体形象的图标来介绍当今主流越野汽车的地盘技术。
越野车作为汽车发展的一个特殊分支。
其在底盘与悬架技术上,始终领跑汽车技术的发展。
从军用到民用,从专业到业余,从越野到公路。
越来越多的越野车技术应用到轿车底盘上,为了谋求更高的舒适性和操控性。
同时,新的可以的商业化也推动着汽车在这一领域技术的不断革新。
今天,作为半越野用途车型的 SUV 已经受到非常非常多用户的喜爱。
其宽广的视野,舒适的空间和底盘,或多或少的越野性能。
汽车早已不只是一种交通代步工具,在越野技术日益丰满的同时,他承载者人们对生活品质越来越高的诉求。
参考文献1 WERELEY N MLI PangNo Dimensional Analysis of Semi-active Electrorheologial and Mangnetorheological Dampers Using Approximate Parallel Plate ModelsJ.Smart Materials and Structures19987 5:732-7432 JOLLY M RBENDER J WCARLSON J D Properties and Apllications of Cimmercial Magnetotheological Fluid J.SPIE 1998 3327:2623 刘涛.《汽车设计》.北京大学出版社4 梁巍.《史上最强悍的越野车,奔驰 G500》汽车之家网站 http://www.autohome.com.cn/drive/201012/133397-8.html5 MSN 汽车论坛/F1 专栏:http://zone.auto.msn.com.cn/bbs/forum-170-1.html
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