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四轮转向对决空气悬挂,性能车两大卖点谁更实用?

作为新能源市场两大以驾控著称的高端纯电车,智己L7和和极氪001经常被消费者拿来对比,两者的底盘,都是不惜花重金去欧洲“留学”,经知名团队调教打造,分别搭载了四轮转向和空气悬挂。作为性能车的两大卖点,究竟各自实力如何?到底谁更实用?请看下文。

按照结构原理差异,四轮转向分为随动式、主动式两大类。

所谓随动式,即依靠车身的角度改变而随之转动一定角度,无需额外的驱动机构,属于被动转向。随动转向的典型应用案例有大名鼎鼎的雪铁龙后轮随动转向技术。它仅靠悬挂上的一些橡胶软垫,在转弯时横向力的作用下能发生一定程度的弹性形变,从而带动车轮做一定角度的变化。随动四轮转向结构简单、成本低,但相应的效果比较一般,只能起到高速工况下提升车辆稳定性的作用,无法在低速下减少转弯半径,因此仅用于一些经济型车。主动式四轮转向在结构上远比随动式复杂,在后轴、后轮上布置了专门的转向机构,通过电动、液压等手段,在需要转向时主动驱动后轮转动特定角度,无论高速低速均能发挥作用。以及奔驰S级宝马7系保时捷Panamera/Cayenne等顶级豪车上所装备的四轮转向系统属于主动式四轮转向。

在了解四轮转向工作原理之前,我们先要明白车辆转弯时,会发生哪些状态上的变化。

空间上的位移变化,即车辆中心位置变了;角度上的变化,即车头朝向变了;在车辆转弯过程中,以上两种变化其实是同步发生的,不过在不同的速度工况下,我们对于位移、转角两种变化的要求是不同的。低速工况下,车辆失控的风险很小,我们希望能够获得更好的灵活性,在空间位移尽量小弟前提下,完成更大的转向角;高速工况下,我们希望车辆变道时更加稳健,在完成空间位移的同时,车头转向角度尽量的小,即变道时横摆角速度尽量小;以上两种矛盾需求,对于搭载普通前轮转向的汽车来说,是不可能完成的任务。

但主动式四轮转向系统,可以通过调整后轮角度,来解决车辆在两种不同工况下的不同需求:

低速工况下,将后轮向前轮相反的方向转动一定角度,在不改变前轮转角的同时,获得更大的车身转向角,可以实现更低的转弯半径。这一点对于车身尺寸较长的大型轿车尤其有利。对于来说,可以将后轮最大转动12°,最小转弯半径低至5.4m,以5.1m的车长、3100mm的轴距获得与紧凑级轿车相当的转弯半径。

高速工况下,在变道时由于横摆角速度的存在,车身尾部有向外“甩尾”的倾向。此时让后轮和前轮同向转向,此时的车身就像一个行李箱般在平地上自由平移,减少车身自身的旋转趋势,让过弯操控更稳定。

在时速80km/h状态下紧急变线时,四轮转向的介入可以将其横摆角速度降低25%至50%,有效控制车辆甩尾和横摆,提升车辆操控极限。

我们再来看空气悬挂用途:

空气悬挂最大的特点是悬挂高度可变,这是传统的螺旋弹簧悬挂无法做到的。下图展示了途锐的空气悬挂分别处于最低、最高的两种状态,可以看到空气悬挂最高时,离地间隙提升明显,极大的提高了车辆通过性。这就是空气悬挂发明的初衷,既能保障平时行驶的稳定性,又能恶劣路况下的通过性。

空气悬挂系统由四个空气弹簧、空气压缩机、储能器、传感器、控制阀等组件构成。根据不同的工况,向空气弹簧中充气或放气改变其长度,来调整空气悬挂的高度。

那么空气悬挂除了调整高度之外,是否能调整硬度呢?答案是依据不同的空气悬挂类别而定。根据空气弹簧腔体数目的不同,空气悬挂可以分为单腔、多腔两大类。顾名思义单腔即仅有一个空气腔体,而多腔则拥有两个及以上腔体。对于最常见的单腔式空气弹簧,高度可以随意调整,同时不同的高度对应不同的空气压力,也对应一个特定的刚度。也就是说,单腔式空气弹簧在特定的高度下,硬度是固定的,无法动态调节。

想要实现高度、刚度的随意调整,必须采用多腔空气弹簧。多腔式空气弹簧可以通过开闭不同腔室的控制阀,进而调整气体容积,实现刚度多档可调。由于多腔空气弹簧结构复杂,成本很高,只能在卡宴等百万级豪车上见到。多腔空气弹簧的另一个优点是可以在瞬态工况如加速、制动、转向过程中对刚度进行调整,而单腔空气弹簧只能在相对平稳工况下进行高度调整,瞬态工况下系统会将调整功能禁用。

目前我们所熟知的一些四五十万价位电动车如001、蔚来ET7等,受制于成本,均只搭载了较为便宜的单腔式空气悬挂。

仅靠四轮转向就赢了。通过对比四轮转向、空气悬挂两大底盘配置的结构、原理、应用场景,我们不难发现:四轮转向的设计初衷是直接提升车辆在高低速工况下的转向操控性能,空气悬架的设计初衷是直接提升车辆在不同路况下的通过性。

对于定位于运动、操控的电动性能车,超过95%的情况都是行驶在城市铺装路面上,除了上下马路牙子等极少数情况,对于更高通过性的需求并不高。这种情况下空气悬架并没有太多用武之地,用户可能很长时间都不会去刻意调整车辆的高度,花钱买来的配置成了摆设。

市区中,存在着大量的狭窄道路、狭小停车场等路况,四轮转向带来的小转弯半径、转向灵活性等每次转弯掉头都能发挥作用,是非常高频的使用场景。高速工况下,减少横摆角速度,提升变道稳定性,同样也是高频使用场景。

综合以上对相比四轮转向、空气悬挂两大底盘配置的详细解析,我们可以得出结论:

空气悬挂主要用于提升车辆的通过性或者实现颠簸路面的减震效果,对操控整体提升不大,并且在城市用车场景中使用非常局限。而的四轮转向技术,对大部分城市使用为主的用户而言价值更高,更值得选择。

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