嗯,这确实是个闲得不行的问题。不过随着一部电影迟到两年后的国内公映,这事倒是有了点谱。
电影《急速风流》(Rush)是一部赛车纪录片,讲述了上世纪70年代中期F1车坛两位创奇车手Niki Lauda和James Hunt赛场内外的争斗故事。其中,Niki Lauda不光是一名好车手,更在车辆调校方面有所建树。
他甚至能在乘坐一般民用车时察觉到车子的问题——“刹车时你总是要踩到底,说明刹车系统里有气泡”、“后刹坏了”、“右前悬挂太软,所以整个车晃得厉害”……当别人为此诧异时,他觉得自己只是有个“好屁股”。
像Niki在电影中提到的这些问题,都会使汽车悬架处于不正常的工作状态,进而影响驾乘的舒适性和汽车的行驶性能,如果有个灵敏的屁股就能察觉。关注赛车的朋友可能听说过轮胎的重要性,所谓“发动机再好,也得靠那四块巴掌大的地方(轮胎接地面积大约手掌大)抓地传动”,而汽车悬架就是维持“四个巴掌”一直好好抓地、驾乘舒适的重要系统。
我们平时说的“避震器”,就是悬架,它包括连接车身与车轮的所有部件,起到承载车身和缓冲作用。也许你也因一些宣传知道有独立悬架和非独立悬架之分,独立悬架中又有更多不同结构。抛开那些复杂的连杆不说,任何一个悬架都少不了两个核心:弹性元件和减震器。
弹性元件不难理解,就是平时说的“弹簧”,需要缓冲用的悬架硬杵着肯定不行,得有弹簧来吸收颠簸产生的冲击。现在多数轿车的弹簧会用金属螺旋制成,而一些高档豪华驾车则可能使用“空气弹簧”——压缩空气有弹性嘛~不过光有弹簧还不行,汽车还有可能被吸收了过大冲击力的弹簧弹飞。
为削弱这种弹跳,弹簧回弹过程中需要一些阻尼,这就是减震器的作用——它可以使弹簧吸收的机械能转化成摩擦产生的内能,减小不必要的悬架振动。你可以把它想象成一个活塞上兼具细孔和单向阀的油缸:悬架压缩时单向阀打开,里面的阻尼油顺利通过活塞进入另一腔室,而回弹时单向阀关闭,阻尼油只能从细孔挤过去,形成比较大的回弹阻尼,防止车被“弹飞”。
当然,真车的悬架不会像我说的这么简单粗糙,它的调校可是一门精巧的学问,所以车辆工程界才会细分出专门的悬架工程师。调悬架是个技术活。人最适应垂直方向上的振动频率为1~1.6 Hz,这个值接近人走路的频率。汽车行驶时悬架的固有频率越接近它,驾乘就越舒适(当然,振幅较小)。悬架的固有振动频率由悬架软硬(刚度系数)K和悬架载重M决定,而且K和M的值要相互适应才能调出最舒适的悬架性能。
一套调校理想的悬架应该让人在车里“知道”轮胎在振动,但自己的屁股却几乎感觉不到来自座位的冲击。从外面看则表现为车身高度几乎不变,悬架随着路面起伏自如伸缩,而轮胎载荷几乎稳定地跟随地面滚动。这个动图中BMX车手的状态就是比较理想的。仔细观察你会发现,在他把自己身体当悬架时,每一次压缩和回弹动作速度并不一样。其实汽车悬架也有这样的特点,让减震器阻尼可以区别对待不同路况,以滤去不必要的悬架动作。
像之前已经尝试过后空气悬挂的BMW,在他们的全新BMW 730 Li上,这项技术也进行了延续。这是一种四轮主动空气悬挂,可以自动调节车身高度:在运动模式下,车辆能够降低底盘高度10毫米;而在通过颠簸路面时可提升高度20毫米。与钢制悬挂不同,此空气悬挂由充满空气的橡胶垫组成。无论负载情况如何,橡胶垫内的空气压力均可进行调节,从而保持恒定的水平。
至于它的内置优化程序写得够不够好,还得带着你灵敏的屁股去试试才知道。