【讲堂】运动舒适鱼与熊掌？可变悬架让你全都要

导读

 

不同车型有不同倾向，运动、舒适、买菜……可是舒适和运动是天平的两端，运动性强了，舒适性就会下降，可就有人说，都是成年人了，能不能都要？于是，可变悬架出现了。

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对于悬架系统而言，离不开的就是两个元件，弹性元件和阻尼元件，前者代表弹簧后者代表阻尼器，可变悬架变的也就是这两个。空气弹簧可以改变弹性系数K，而可调阻尼减震器可改变阻尼系数C。

一般来说，可调阻尼减震器可以单独出现，而空气弹簧则和可调阻尼减震器搭配使用。也有例外，就是特斯拉的Model X，他有空气弹簧，但没有阻尼可调，它的空气弹簧主要起到调整车身高度的作用。

两者相比，可调阻尼减震器成本相对较低，可靠性较好，车型应用较多。这期讲堂就来讲讲可调阻尼减震器。

减震器的阻尼如何影响车辆运动性、舒适性？

车辆行驶在路面上的过程，经过简化简化再简化之后，可以将悬架和车轮看作一个整体，这是一个单自由度有阻尼自由振动过程。可以用公式描述：

 

也即车身的加速度（振动）与车辆的质量成反比，与路面不平度、阻尼、弹性系数、车速成正比，车身越重，振动越小；路面越不平，车速越快，悬挂越硬，振动越大。

在这些影响因素中，相对于车辆悬架的行程，路面不平度其实并不会很大，也即位移不大，可以看图，好一点的路面都不会超过5厘米。在这一过程中，弹性系数起到的作用不大，主要起作用的是减震器的阻尼系数。阻尼小，在面对路面颠簸的时候，就能够更好地化解吸收。

但是阻尼过小，在车辆转弯的时候，车身姿态就会不稳，车辆的侧倾便会过大，侧倾大了，车辆重心的偏移就会大。这对于操控不利。

所以，如果阻尼不可调，那一辆车只能有一种特性，要么要舒适不要操控，要么为了操控牺牲舒适。

阻尼可调，怎么调？

小时候都玩过针筒吧，用针筒抽水时，拉/压地越快，需要的力气就越大，和柱塞所在的位置却无关，这就是阻尼和速度相关的特性。而针筒的开口越细，针筒抽的液体越粘稠，阻力越大。

减震器就可以将它想象成一个放大的针筒，车轮上下运动时，减震器内部的油液，通过阀系流进流出，产生了阻碍运动的力。减震器调节阻尼也是和针筒一样的原理，改变阀系的开口尺寸，或者改变油液的粘度。

根据阻尼调节方式，可以大致分为被动机械调节和电控主动调节两类。前者利用减震器本身的机械结构实现阻尼力的变化，是被动的，而后者则可以利用电控系统对主动对阻尼力进行控制。

而机械调节又可以分为行程适应自调节和频率适应自调节。

行程自适应减震器

雪铁龙PHC

PHC在普通减震器的基础上在减震器的上下止点处分别增加了渐进式拉伸液压缓冲器和压缩液压减震器。就好像针筒的侧壁上又多开了几个洞。当行驶在正常路面上时，悬挂的上下行程较小，此时针筒上的所有孔都可以让油液流动，减震器的阻尼力较小。

图片来源：搜狐汽车

而当快速过弯，或者遇上较大的颠簸时，悬挂压缩/拉伸幅度较大，一点点超过了侧壁上孔的位置，液压阀一个个关闭。产生了渐进的增大的阻尼，抑制了悬挂的进一步动作。

频率自适应减震器

PHC把握到了舒适和运动的场景区别：悬挂的行程范围。普通路面上利用的悬挂行程较小，在这段范围内，阻尼小可以提供更好的舒适性，而大颠簸和高速过弯时悬挂行程较长，需要更大的阻尼提供更好的支撑性。

可舒适和运动的应用场景的差别并不止这些，路面不平的激励一般是高频的（10Hz及以上），车速越快，频率越高。而操控相关的过弯导致的侧倾则是低频的（1Hz），频率自适应减震器在普通减震器的基础上增加了一条或多条油路，通过特制的弹簧阀片，随着油压变化阀片的开度成线性变化，从而控制阻尼随着频率变化。其通过纯粹的机械结构实现阻尼变化，不需要额外的电子器件。

这类减震器的代表产品是KONI FSD，五菱星辰、日产逍客、宝马X3（F25）等车型便配备了该款减震器。

自适应减震器往上，便是电控可调减震器。这种减震器的入门级产品是电控双模式可调，理想ONE上用的就是这种，提供运动和舒适两种阻尼。

其工作原理可以想象一下，减震器里边有两条油路，一条粗，一条窄。自然，从粗的路径走，阻尼力就小，从窄路走，阻尼就大，通过电子控制阀门，控制减震器内部油液的路径，实现阻尼的两档调节。

这种减震器的优点便是可以手动区分当前的使用工况，比如在城市内巡航时可以使用舒适模式，想要更好的支撑性，就换运动。但它的缺点也在于手动切换，软就是软、硬就是硬，反而没法像前文机械式的自适应悬架那样做到自动根据实际路况进行调节。比如舒适悬架在面对突发的紧急变线时可能支撑性就会差一些。而且仅有两种阻尼调节面对多种多样的路况，也不是次次都能达成良好的减震效果。

电控连续可调阻尼减震器则弥补了双模式减震器的缺点，它的阻尼在上下限范围内连续可变，可以针对各种不同的路面，匹配最合适的阻尼。

连续可调阻尼减震器的实现方式有两种路线，一种是通过调节电磁阀的开度，改变油液流动的管径，从而调节阻尼。代表厂家为ZF-Sachs的CDC技术和天纳克的Menroe CVSA技术。蔚来ET7应用的是前者，极氪001则是后者的代表。

以极氪001搭载的CVSAe技术为例，在普通的减震器基础上外置了一个锥形的电磁阀，控制锥形阀嵌入油路的程度来控制阻尼。

这种减震器的发展方向是增加控制的维度，比如CVSAe的进阶版本CVSA2，便提供了两个外置电磁阀，从而可以独立控制悬架压缩和拉伸过程的阻尼，拓展了阻尼的控制范围，获得更好的舒适性和运动性。

另一种则是利用特殊的油液，这种油液可以在电场或者磁场的作用下改变本身的粘度，从而改变减震器的阻尼系数，分别被称为磁流变/电流变液体。凯迪拉克的MRC电磁悬挂便是磁流变减振器的典型应用。

磁流变减振器相对于利用调节阀门的CDC技术最大的优势在于其调整阻尼的速度非常快，达到1000Hz，也就是1秒钟可以调节1000次。而CDC技术由于存在机械结构的运动过程，最快只能达到约200Hz的调节频率。

但是，对于这种电控的减震器，控制技术在其使用体验中影响因子比起结构形式的区别更大。和双模式就两种，手动选择不同，连续可调的电控减震器在阻尼上下限范围内有着无数种选择

把悬架上的位移、加速度、转向机构上的角度传感器，高级的还有车身侧倾传感器、ESP数据、油门/刹车踏板信号（用于起步抬头、刹车点头抑制等）等等多种传感器收集到的各种数据利用起来，实时根据这些数据计算得出在当前路况、行驶工况下应该使用多大的阻尼极度考验车企的调校标定技术。

而车企的标定技术不可能体现在参数表中，更高规格的减震器只是提供了一个可能性，抬高了上限，但并没有提高下限。因此，对于可变悬架这类配置，光看参数并没有意义，还是要实际试乘试驾进行体验。

最后总结一下几种可变阻尼减振器：

➤行程自适应减震器可以在悬挂的上下止点处提供额外的阻尼力，提高悬挂极限情况下的支撑力，做到初段软，后段韧。

➤频率自适应减震器可以做到根据车辆的当前运动状态自动匹配合适的阻尼值，做到正常行驶悬架高频动作时足够舒适，而在激烈驾驶悬架低频运动时支撑更好。但它的变化是一对一的，一个频率对应一个固定的阻尼值，无法根据用户的需求切换倾向。

➤双模式电控可调减震器可以根据用户需求切换悬架软硬，但无法实时根据路面的状况进行调节。

➤连续可调电控减震器则具有最大的阻尼调节能力，综合了频率自适应减震器和双模式减震器的优点，但极度考验车企的标定能力，实际体验效果因车而异。

最后留个小问题，既然极氪001用的是来自天纳克的CVSAe，凭什么还在宣传1000Hz调节能力呢？