15年的時間可長可短,汽車在我們的眼皮底下慢慢蛻變,變得越來越懂消費者需求。不知從何時起,它不再只是出行交通工具,從它身上我們可以窺見科技的信念以及群眾消費觀念的進步。最能說清楚這15年來汽車工業(yè)發(fā)展變化的,非底盤莫屬,集高科技于一身的豪華車想必是最有發(fā)言權(quán)的,借著寶馬7系第三代E38與現(xiàn)款第六代G12,我們一起聊聊7系或者汽車工業(yè)發(fā)生了哪些變化。
E38/G12底盤一覽
E38/G12前懸架
六代7系G12與三代7系E38前懸架的區(qū)別不用我說,想必你也能看出來:E38的前懸架仍然是麥弗遜式獨立懸架,而G12則是用了橫向剛度更為強悍的雙叉臂式獨立懸架。
別看7系的前懸架有這么多根擺臂,其實也是由麥弗遜、雙叉臂進一步優(yōu)化而來的——下擺臂采用雙球節(jié)式設計,關(guān)于這種設計筆者在之前的guilia底盤解析中也聊過,有興趣的可以點擊查看。
這時也許你會問:E38的另一根下擺臂為什么不采用鋁合金材質(zhì)?后下控制臂為了避免轉(zhuǎn)向時與前輪發(fā)生干涉,不得不設計成彎曲的形狀,原本可以只受軸向壓/拉應力,現(xiàn)在變成彎曲應力,可想而知對結(jié)構(gòu)強度的要求之高了吧,而當時的鋁合金壓鑄工藝滿足不了這種強度要求,所以鑄鐵依舊逃不掉。
循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器/電機助力轉(zhuǎn)向
副車架的進化
再來看看差異同樣很大的副車架,什么是副車架呢?經(jīng)常關(guān)注我們底盤解析文章的朋友可能比較清楚,副車架可以看作是連接懸架、車橋與車身的一個支架,懸架與車橋可以事先與副車架裝配在一起構(gòu)成一個車橋總成,車橋總成再與車身進行合裝,這樣一來便降低了裝配成本,經(jīng)過合理的設計還能提高底盤的整體剛度。
當然,汽車零部件的設計避不開“能不能投入量產(chǎn)”這一敏銳的話題,背后需要現(xiàn)階段所具備的材料成型、加工工藝等技術(shù)的支撐,因為對于車企來說能夠穩(wěn)定持續(xù)賺錢的設計才是好設計,才能為消費者輸出性價比較高的產(chǎn)品。
管狀結(jié)構(gòu)的副車架在目前的汽車底盤前懸架上是非常少見的,舊7系的管狀式副車架需要經(jīng)過管件液壓成形彎曲而成,再將各管件定位焊接至一起。由于空心管件在拉伸方面的力學性能比較優(yōu)異,在減重方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。并且與沖壓焊接相比半成品零件數(shù)量比較少,能夠減少后續(xù)機加工以及焊接工作量,提高生產(chǎn)效率。
但是副車架作為結(jié)構(gòu)件,除了要接受懸架傳遞而來的各種力,在碰撞時還需要分擔一部分沖擊力。隨著汽車碰撞安全的關(guān)注度越來越高,副車架需要進行加強改良,并且還需要建立在輕量化的基礎之上,不能丟失了百萬豪華車應有的操穩(wěn)和舒適性。
E38/G12后懸架
這臺E38后懸架采用的是梯形控制臂式多連桿懸架,因下擺臂采用了四點鉸鏈設計而得名,碩大的下擺臂可以看成是整合了兩根連桿,并且擁有較強的抗扭強度,使得多連桿后懸架變得緊湊又堅固。G12的后懸架則采用了五連桿結(jié)構(gòu),除了軸承座和位于最上方的擺臂是鋁合金的之外,其余基本都采用沖壓鋼板。
為后輪轉(zhuǎn)向而生的五連桿結(jié)構(gòu)
梯形下擺臂的輕量化潛力也十分可觀,或許是因為當時鋁合金材料工藝還未成熟,E38的梯形下擺臂由鋼板沖壓焊接而成,但在之后的更新迭代中逐漸被鋁合金材料取代。這么說來,G12舍棄了鋁合金下擺臂,采用沖壓鋼板的五連桿結(jié)構(gòu),豈不是減配的節(jié)奏?客官別急,接著往下看。..
梯形控制臂式后多連桿獨立懸架,這種結(jié)構(gòu)在寶馬7系、5系的歷史長河中占了相當長的生命周期,直至7系后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的出現(xiàn)…當后輪也需要像前輪一樣做出轉(zhuǎn)向動作,這就意味著原來約束了5個自由度只剩一個上下跳動自由度的車輪,需要再解除一個自由度讓橫拉桿能夠推拉車輪,使車輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)動。但是梯形下擺臂卻限制了這一自由度,所以布置上更加靈活多變的五連桿結(jié)構(gòu)便迎來了春天。
可惜的是眼前的這臺G12并沒有選裝整體主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng),所以束角控制臂的一端被固定在了副車架上,也看不到后輪轉(zhuǎn)向機。
G12標配了空氣彈簧減震器,并且在四個車輪的懸架上都布置了位移傳感器,實時監(jiān)測四個車輪的位置變化,從而調(diào)節(jié)空氣彈簧(主要在靜止狀態(tài)下調(diào)節(jié)),使得G12可以在不同重量負載下車身高度都能夠保持幾乎一致的車身高度。
E38/G12底盤其他細節(jié)
雖然發(fā)動機下護板在經(jīng)歷過不少折磨過后有些破損,但還是穩(wěn)穩(wěn)的鋪在發(fā)動機下方。排氣管與中央傳動軸之間也有完整的隔熱瓦覆蓋。不過變速箱下方?jīng)]有額外的防護措施,萬一托底就很心疼了。
發(fā)動機下部有厚實的鋁板保護,一點不失雍容華貴的身份,甚至連后懸架都有軟質(zhì)護板包裹以減少紊流提升空氣動力學性能。
總結(jié)
15年來汽車行業(yè)材料工藝以及加工工藝的進步在這兩臺隔了兩代的7系上體現(xiàn)的淋漓盡致,從鋁合金的牛刀小試到懸架結(jié)構(gòu)件的大范圍應用,亦或者屈服強度直線飆升的鋼板強度,都在我們所容易忽視的地方慢慢變化著。其次,更多電控系統(tǒng)的加入與整合,也使得7系的底盤變得更加聰明,甚至可以允許我們以更加慵懶的狀態(tài)去駕駛它。
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