图片说明
搜狐汽车 > 汽车科技

每秒软硬一千次 主动式电磁悬挂是个什么鬼?

远光灯 阅读(0) 评论()

  【搜狐汽车 远光灯】悬挂的调教是关乎到车辆行驶特性和行驶质感的关键,但是大家可能都知道对于汽车的悬挂来讲运动性与舒适性永远是相悖而存在的,追求运动性就要牺牲一定的舒适性,而强调舒适必定要舍弃一些运动性。这两者真的无法兼得吗?我们今天要聊的电磁悬挂还真的为这道难题带来了解决方案。

  这种听起来很“变态”的悬挂最早是由美国德尔福公司发明,德尔福于2002年完成对该技术的研发工作并注册了“MagneRide”的商标。同年,第一辆搭载MRC主动电磁感应悬挂系统的量产车型——凯迪拉克Seville STS问世。

  但是第一代电磁悬挂有一个明显的缺点:电磁悬挂吸震筒使用单个大型电磁线圈和含铅控制单元电路板。单个大型电磁线圈在通电和退电时会产生涡流损耗,从而使得电磁悬挂的响应产生延迟(约20ms的响应延迟)。而含铅电路板则因为世界环保要求的提高而逐渐推出市场。

  在这样的背景这下,京西重工通过使用双线圈(两个缠绕方向相反的线圈)技术消除了涡流损耗,使得新一代电磁悬挂响应性大幅提升,每秒可以进行超过1000次的调整。这里需要提一下的是2009年11月1日,中国京西重工有限公司耗资1亿美元,整体收购前德尔福底盘部门,成为世界最大的MRC主动式电磁悬挂供应商。重新设计的控制单元运算速度提升了2倍,内存容量增大到原来的10倍。新的控制单元的电路板采用了无铅设计,进一步减少对环境的损害。

  这种悬挂为何能这么神奇的可以做到可软可硬呢?答案在于减震器中的填充物。普通吸震筒内有一个密封腔,腔内有一个活塞,活塞两侧的空腔都充满液压油,活塞上设置有节流孔。当活塞杆推动活塞在密封腔内运动时,液压油通过节流孔由高压侧流向低压侧从而抑制螺旋弹簧的压缩和回弹,实现吸收震动的作用,一般来说这种吸震筒的阻尼特性是固定的。

  MRC主动式电磁悬挂又可以称作磁流变减震器其减震器中的填充物不是油或气体,而是一种名为“磁流变液”(magneto-rheological fluid)的物质。磁流变液由美国科学家RabinowJ于1948年发明,可磁化软铁微粒悬浮在合成羟基液中,可由外界磁场进行控制。

  如果简单理解的话,磁流变液也可以被理解成为一种“液态铁”,这种“液态铁”会在外界磁场的作用下发生磁化,并重新排列组合成各种结构,由“液态”转变为“固态”。当然,一旦失去磁场的作用,这些“液态铁”又会重新恢复“液态”,恢复流动状态。

  MRC由车载控制单元、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减振器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器,传感器与车载控制单元相连,控制单元与电磁液压杆和直筒减振器相连。当车辆行驶在崎岖不平的路面上时,车轮位移传感器会以最高每秒1000次的频率探测路面,并实时将信号传送至车载控制系统,该控制系统基于Skyhook算法,会实时发出指令至各个减振器内的电磁线圈,通过改变电流改变磁场,电流越大,磁场越强,阻尼越大。

  当电磁线圈不通电时,磁流变液不发生变化, “液态铁颗粒”会随机分布在液体之中,此时该液体充当的作用相当于一般减震器中的油液,符合牛顿的流变学定律。当电磁线圈通电时,在磁场的作用下,磁流变液中原本随机分布的“液态铁颗粒”会沿磁流方向相互结合,进行纤维结构排列,磁流变液因此不再保持液体状态。此时流变学定律不再适用,循Bingham塑性规则取而代之。由于电磁线圈产生的磁场强度与“液态铁颗粒”相互之间的结合紧密度成正比,因此通过电流的改变,既可以改变磁场,进而改变磁流变液中“液态铁”的结合紧密度,最终达到改变减震器阻尼的目的。

  明白了电磁悬挂的构造和工作原理,那么这种MRC主动式电磁悬挂到底有多厉害呢?这里远光君可以给大家列两组数据。2009年,一辆搭载MRC主动式电磁悬挂的凯迪拉克CTS-V车型,在纽博格林北环赛道跑出7分59秒32的最快圈速,这在当时打破了四门轿车无法突破8分钟的魔咒;而就在CTS-V刚刚打破记录不久,一辆同样搭载MRC主动式电磁悬挂的克尔维特ZR1就在纽北跑出7分26秒40的惊人单圈速度,并一举成为当时圈速最快的量产车。

  两辆车能跑出出色成绩的很大一部分原因就要归结为MRC主动悬挂的优势。在车辆动力学分析中,使用电磁悬挂的车辆转向响应更为迅速,能获得更高的车速。而在方向盘角阶跃试验中,使用电磁悬挂的车辆的行驶轨迹更短,这表明车辆的操控性更好。在弯道中电磁悬挂每秒上千次的调整悬挂阻尼值增强车辆悬挂过弯时的支撑,增强了轮胎侧向抓地力,减小了车身侧倾。而在颠簸路面上电磁悬挂抑制了车身跳动,让轮胎时刻与地面接触从而获得更短的百公里加速时间。

  事实上,主动式电磁悬挂不只在运动方面有着过人的天赋,在舒适性方面也与普通悬挂有着天壤之别。这是因为主动式电磁悬挂可以更好地过滤到路面上的低频和高频振动,用通俗的话来说就是减少车身的弹跳,从而可以让车辆获得更好的舒适性。

  目前,来自奥迪、法拉利、凯迪拉克等品牌旗下的许多车型都搭载了主动式电磁悬挂系统,虽然各个品牌对于这种悬挂系统的称呼有所不同,但是它们有一个共同的特点就是在运动性和舒适性上可以达到很好的平衡。相信在未来,随着技术的发展和成本的降低,将会有越来越多的车型选择搭载这种悬挂系统,届时市场上车型的舒适性和运动性将上升到一个新的高度。

auto.sohu.com true 远光灯 http://auto.sohu.com/20161017/n470419865.shtml report 4117 【搜狐汽车远光灯】悬挂的调教是关乎到车辆行驶特性和行驶质感的关键,但是大家可能都知道对于汽车的悬挂来讲运动性与舒适性永远是相悖而存在的,追求运动性就要牺牲一定的
最后修改于2016-10-23 07:00:37 阅读(0)
车图社

车图社

汽车最新实拍图片、官方图片。

娱车有关

娱车有关

与车有关?娱车有关!从汽车科技聊到文化。

汽车咖啡馆

汽车咖啡馆

汽车产业深度报道,权威信息解读。

凹凸榜

凹凸榜

用数据告诉你传播、品牌背后的真相,提供独立、专业的价值标准。

中国交通频道

中国交通频道

广泛的综合性交通多媒体发布平台。

极车制造

极车制造

解读前沿汽车科技,剖析精密造车工艺。