保时捷卡宴的三腔空气悬挂和动态底盘控制还有主动防侧倾技术,真的有那么厉害吗,还是说只是个噱头?

好问题,我们依着顺序随便聊聊。
一、三腔空气悬架
其实指的是配置了三腔空气弹簧的悬架系统,说三腔之前,先得从单腔说起。目前大多数车型配置的空气弹簧都是单腔的,所谓单腔,就是整个气囊就是一个气室腔,下图就是典型的单腔室前、后空气弹簧结构。
保时捷卡宴的三腔空气悬挂和动态底盘控制还有主动防侧倾技术,真的有那么厉害吗,还是说只是个噱头?-有驾
在很多地方会看到写着空气悬架刚度可以调节,或者说可以自适应调节刚度,这个说法是值得细究的。
绝大多数乘用车辆上面使用的钢制螺旋弹簧的刚度是线性刚度,确定的一个刚度Ks。当然,非线性刚度的钢制螺旋弹簧也是有的,只是我们不常用到,这里暂且先放一边。我们使用汽车过程中,无论是空载、满载,都是这个固定的线性刚度。所以,我们常说传统弹簧刚度固定,不可调节。
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对于单腔空气弹簧系统来说,可以自适应调节的是车身高度,不同车身高度时,气囊内的气压不同,从而刚度不同,从这个意义上讲,刚度可以变化,但是,当车身高度保持同一个模式时,刚度又是确定的,并不能更改。如下图所示,三个不同模式下的刚度曲线,是一一对应的,系统调到某一个模式,刚度曲线也就随之固定了。简而言之,在某一个特定模式下,空气弹簧的刚度跟螺旋弹簧一样,是不可以调节的,唯一的不同是,空气弹簧具有非线性刚度特征,螺旋弹簧是线性刚度特征。
想要在同一个高度模式下,实现类似CDC那样的不同力学曲线?对不起,单腔弹簧系统不支持,因为气体容积固定,刚度也确定。
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那么,怎么样才可以在某个固定高度模式下,实现刚度的可变呢?这个时候,就需要多腔气囊技术来支撑。目前,有双腔、三腔可用,双腔提供了2个可选刚度,而三腔则提供了4组可选的刚度组合,如下图表格所示。
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通常,空气悬架会设置为三档高度,高位、设计位置,低位。特殊的上下车等功能可以让车身更低或者更高,但是这种定制功能下一般也不太需要刚度调节,所以,暂且不论。
在设计状态我们希望能够有低的悬架偏频提高乘坐舒适性,为了获得低偏频,可以打开两个或者三个腔,增大气体容积,实现刚度降低,进而降低偏频,就是上图里的软状态。
而在承载状态,为了保持偏频、阻尼系数在一个相对合适状态,可以关闭一个或者两个附加腔室的控制阀实现刚度的增大,也就是上图里的硬状态。
最重要的是,单腔空簧系统,不同模式之前的切换是在相对稳定的行驶工况下,达到特定触发条件,系统才允许进行模式切换,也就是高度调整;在瞬态工况,比如加速、制动、转向过程中,系统的高度调节功能是禁止状态。
多腔则略有不同,多腔系统的模式切换虽然大致也遵循单腔系统原则。但是,由于电磁阀的存在,可以使容积变化率发生的特别快,这样,在某一固定的模式下,通过对电磁阀的开关控制,可以实现多档刚度调节。比如,在过弯时,单腔系统是禁止状态,而多腔系统则可以通过关闭电磁阀阻断主气室与副气室的连接,从而提升刚度,增加侧向支撑稳定性。
二、主动横向稳定杆技术
汽车在弯道行驶时,车辆上产生一个作用在如下图车辆重心①处的横向加速度[ay]。车身围绕由前桥和后桥运动学特性决定的车辆侧倾轴②侧倾,从而出现侧倾角[φ]。
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在传统被动悬架车辆上,侧倾力矩[M]由横向稳定杆和弹簧承受。弯道外侧弹簧压缩,弯道内侧弹簧拉伸,同时,会使得横向稳定杆产生扭转。
在带有主动横向稳定杆系统的车辆上,横向加速度[ay]低于某一阈值时可以仅通过主动式稳定杆抵消侧倾力矩[M]。只有侧倾力矩[M]大于稳定杆主动产生的力矩[Ma]时,才出现侧倾角。此时,剩余的侧倾力矩[△M]由被动式弹簧承受。
下图横坐标车身侧向加速度,纵坐标车身侧倾角;标号①是被动稳定杆,标号②是主动稳定杆。
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主动式横向稳定杆也有液压式ARS与电动式EARS两种,现在基本都升级为了电动式,相比液压式,电动主动横向稳定杆的优势有如下几点:
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找一张很漂亮的EARS的示意图,太漂亮了,不放不舒服。
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再来一张EARS的结构示意简图:
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三、动态底盘控制系统
这个动态底盘控制系统,没记错缩写是PDCC,是PorscheDynamicChassisControl的意思。就是用来协调控制前、后悬主动稳定杆的控制系统,根据车辆动力学理论,前、后悬的侧倾角刚度是有比例要求的,不同的分配比例,会导致车辆产生不足转向、过多转向等不同状态。这个PDCC就是协调车辆动力学性能的,这里不展开了。放一张简图,简简单单示意下。
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四、性能提升
首先要坦白一点,我没有试过这台车,以下言论属于半云测评:
1、三腔的可调性大大增强,可以提供多组刚度选择,也可以在有限的空间内将气囊容积做到最大,降低偏频,对舒适性的提升理论上是会明显的;最重要的是,在瞬态工况,也可以实现刚度调节。我个人的驾乘感受:单腔空气悬架系统(排除CDC影响)与被动悬架系统的区别,一般客户可能根本感知不到,我们专业工程师都反馈感知极不明显。多腔系统,虽然没坐过这台卡宴,但是坐过其他的工程样车,感受还是不错的,贵东西就是好。
2、主动稳定杆对侧倾角阈值以内的抑制是显而易见的,这个配置对性能提升、体验提升都是比较显著的,依照浅薄的个人经验,能实现瞬态控制的电控系统,在瞬态工况的效果都比较易于感知得到。再辅以CDC也能在弯道提供硬阻尼支撑,两相配合,进一步提高抗侧倾能力。
本节上面两点的论述纯属于半云测评,希望哪位大佬能带带,体验一把。
综上所述,个人以为不是噱头,都是可以带来体验提升的系统。
以上,欢迎讨论,谬误之处敬请指点。
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