技术巡猎 比亚迪“作动器总成、悬架系统及车辆”,最近批量刷悬架专利,迪子看来不久是要有大动作了,我们挑其中一个简单讲讲---这个专利主要是在承认一个课题:主动悬架有物理边界,并不是万能的,然后用一段“被动阻尼”解决高频最烦人的碎震。
想象一个最常见的场景:你开着一台号称“主动悬架”的汽车,此时刚好开过城市高架的伸缩缝,或者南方那种烂得非常均匀的水泥路。车身姿态确实很稳,点头抬头都可以被压制住,但冷不丁后排家里人来一句---“还是有点麻?”
“麻”,在这里,通常不是大起伏的课题,而是那种小行程、高频率的细碎振动,它不至于让车跳起来,但是你的座椅、腰背、方向盘、甚至耳朵,总之都会被震得不太舒服,久了就变成“高级车也就这样”。原因并不神秘:主动悬架再强,本质也是个机电系统。电机、丝杠都要运动,控制器需要计算、传感器得采样,环路上的每一段处理都有所延迟;再加上惯量、摩擦、效率与热,就决定了它的响应带宽不可能无限大。
低频的大动作它可以压制得不错,可是高频碎震那种“来得快、去得也快、幅值很小但频率非常高”的东西,往往就会出现尴尬---真的追不上啊。
这也是这份专利的核心,作动器里设计了“两段式”:第一段是可控的作动/阻尼段,走机电路线;第二段是传统阻尼器那一套,专门负责消耗高频能量。两段串在一起,通过活塞杆把它们连成一个整体。
可以这么理解:主动段负责“车身大尺度姿态”,被动段负责“路面高频垃圾”。第一段怎么做的呢?旋转电机带丝杠轴,丝杠和滚珠螺母组成滚珠丝杠副,螺母沿轴向移动,带着移动组件往复运动。这个架构并不陌生---旋转运动变成了直线位移,利于做力学路径、位移路径的控制。但真正要命的是第二段:它需要让一个液压阻尼器跟着一起工作,变成“串联的被动保险”。
第二段阻尼器,可以是双筒、单筒,甚至磁流变阻尼器。实施例里重点讲了双筒:内筒里活塞头把内腔分成两个腔室,外筒与内筒之间是外腔,底阀在压力作用下连通腔室与外腔,让油液流动、补偿体积变化,保证阻尼稳定---就是把传统减振器那套成熟的“能量耗散机制”给搬进来了,拿它去吃掉高频能量。
因为高频碎震本质就是能量输入太快,主动段想精细跟随就得提高控制带宽和输出速度,而带宽越高,系统就越像在走钢丝,噪声放大、稳定性变差。让被动段去做“快反耗能”,主动段就能把精力放在它真正擅长的事上---姿态控制、车身高度管理、俯仰侧倾抑制、以及更低频的舒适性塑形。
当然有一个现实代价是这样的,当第一段要主动运动时,第二段会产生与其相反方向的阻尼力,等于要“背着一个阻尼器”,移动组件得克服这股阻力才能完成主动动作。同样的主动效果,电机可能要更用力,功耗和发热在这里会更为敏感。你想要舒适的“高频兜底”,就要在能耗、热管理、控制策略里付出代价。
“导向和寿命”的描述是比较有意思的。它在壳体端盖上布置导向件(比如导向环),导向环和移动组件滑动配合,还可以加滑动轴承。目的很明确:限制活塞组件和壳体组件相对运动的方向,保证同轴度,减少偏磨。端盖与壳体是可拆卸的,理由也很直接:滑动轴承是易损件,方便维护能降低成本。
总体上,这份专利其实说的是一个底盘行业的共识:主动系统解决不了所有频段,真正好用的底盘是分层治理。低频靠控制和作动去塑形,高频靠结构和耗能去兜底,中间再用导向、密封、摩擦管理解决寿命课题。
所以我觉得它有意思的地方其实不是“新结构”,更多的是一种“态度”。


