新AMG C 63 S使用的新E-PERFORMANCE混合平台注重赛道操纵性能,确保良好的握力成为赛道操纵的基础,而出色的防滚性能可以确保轮胎始终垂直于地面,从而获得良好的握力。(威廉莎士比亚,美国作家)。
为此,新一代AMG C 63 S使用了一副非常少见的悬架:四球节低位双叉臂。这是目前可调节性能上限最高的悬架之一,也是对悬架设计和调节水平要求最高的悬架之一。
在此之前,AMG C级都是在普通C级悬架的基础上进行加强,例如上一代AMG C级使用的就是普通C级所采用的三球节高位双叉臂:
从图上可以看出AMG C级的悬架在结构上进行了加强,并且使用了铝制的副车架。但这种悬架最终的目的是为了提升C级的舒适性,这种高位双叉臂结构,非常适合舒适性更高的长行程减震。这种舒适性显然和AMG追求的高性能是背道而驰的,这也是之前的AMG被称为西装暴徒的原因之一,狂暴的动力,舒适的操控。
低位双叉臂
释放出AMG的野性
2021年3月31日,AMG发布全新E-PERFORMANCE混动平台,出人意料的推出了向F1看齐的动力系统和赛道模式,在AMG随后发布的一系列技术讲解中,“圈速”也不断的被AMG工程师一再强调。
更快的圈速显然需要更高的操控性能,于是我们就看到了E-PERFORMANCE上这幅比AMG GT还要更运动的悬架:
E-PERFORMANCE前后悬架都使用了低位双叉臂,并且经过了特殊的设计。从结构上看,它的悬架具备两个最明显特点:低位和四球节。
低位双叉臂最大的优点就是抗侧倾性能更强,熟悉赛车的朋友应该都会知道,跑车、赛车甚至我们小时候玩的四驱车,使用最多的就是低位双叉臂。
在此之前奔驰只有两辆车采用低位双叉臂:SLS AMG和AMG GT(仅指AMG GT跑车,不包括AMG GT 四门)。它们采用了前后双A臂悬架结构,但E-PERFORMANCE的悬架和双A臂结构还是有一些区别:
E-PERFORMANCE悬架的第二个特点就是四球节。它具备4根单独的控制臂,使用4个球节连接到转向节。目前使用这种结构的量产车非常稀少,它的结构如下图:
四球节的好处,就是前面我们说到的这种悬架拥有目前最高的可调节性能,转向性能和操控稳定性都可以趋向最优设计。
此外,由于E-PERFORMANCE平台在后轮动力趋于突破抓地力极限后,会将动力输出至前轮以增强牵引力,因此需要前轮具备更高的转向性能。使用双球节的上控制臂可以更灵活的将主销偏距调节至趋于最小,转动半径也随之变小,转向阻力矩也就更低,转向自然也就更灵敏。
注:主销偏距也称擦胎半径、磨胎半径、转动偏距等
因此,相比上一代C 63 S,新AMG C 63 S的悬架所具备的特点和优势,我们可以用下表简单总结:
下面我们就简单讨论一下新AMG C 63 S所采用的四球节低位双叉臂在赛道上会带来怎样的性能表现。
更强的侧倾控制力
保证650马力的喷薄而出
保持轮胎对赛道的抓地力是获得好成绩的基础,而强大的抗侧倾能力才能在弯道中保持优秀的抓地力,低位双叉臂就天生具备优秀的侧倾调节能力。
我们知道,在车辆运行中,悬架角度会随着车轮倾角一同变化,这其中有一对相辅相成的概念深刻的影响了车轮的运动特性:IC和FVSA。
首先是IC(front view instant center),也叫前视瞬时运动中心,双叉臂悬架的运动中心就是上下控制臂臂延长线的交点:
可以看到,低位双叉臂在上下控制臂角度变化不大的情况下,实现了更短的IC,由此带来了更短的FVSA(front view swing arm),也叫前视瞬时等效摆臂或者正视几何等效摆臂长度:
不同长度的IC和FVSA,在车身侧倾和车轮跳量相同的情况下,对车轮倾角的变化量影响较大:
可以看到,FVSA越长,车轮倾角的改变量就越小;FVSA越短,车轮倾角的改变量就越大。当然,我们不能单纯的从车轮倾角改变量的大小来判断两种双叉臂性能上的优劣。车轮倾角改变量的大小,直接影响的是悬架对车轮侧倾的调节能力:
上图就是理想状态下的侧倾调节,车身侧倾多少度,车轮侧倾角(camber)就负增长多少度,α绝对等于β,从而时刻保持轮胎垂直于地面,这就是理想状态。
试想一下,如果由于FVSA较长而造成了车轮倾角改变量较小,一旦车身侧倾角度超过了车轮侧倾改变量,不管悬架如何调节也无法弥补车轮与地面的夹角,最终导致轮胎抓地力不足,甚至在高速弯或急弯中失去抓地力。这就是低位双叉臂在运动特性上高于其它悬架最根本的原因。
更强的低位双叉臂呢?
AMG在10年前已经为我们展示过
经常玩四驱车的小朋友,或者熟悉F1的车迷都明白,新AMG C 63 S所用的四球节低位双叉臂在赛车领域,仍然没有入门的资格。
低位双叉臂还有一个特点就是布置非常灵活,这来源于低位双叉臂所特有的高杠杆比。所谓的杠杆比,可以简单理解为减振运动行程和车轮运动行程的长短对比。
例如我们家用车的悬架是以舒适性为第一位,因此就要求车轮的运动行程大于减震运动行程,这就像把支点放在身边去撬地球,所以它的杠杆比较低,这需要家用车使用更大更重的弹簧和减震器缓冲车轮运动对车身的震动。
而跑车和赛车追求的是灵敏的操控和优秀的抓地力,因此它可以承受更剧烈的减震运动,减震的运动行程大于车轮的运动行程,这就低位双叉臂所特有的高杠杆比,因此它可以使用更小更轻的弹簧和减震器。
由于可以采用更小更轻的弹簧和减震器,低位双叉臂拥有了最灵活的布局方式。例如2012年AMG推出的SLS AMG E-CELL,由于前机舱空间受限,就采用了推杆式的前悬架减震:
表面上看起来SLS AMG E-CELL的前悬减震是受限于空间,但推杆式带来了重心更低的优点。例如兰博基尼Aventodar前后悬架都采用了横置推杆设计,同样实现了减震系统轻量化和降低重心的目的:
高阶的低位双叉臂推杆设计还可以采用减震居中的布置方式,不但可以降低重心,还可以让重心更居中,从而降低转动惯量,并获得更优秀的转向响应,这种布置在方程式赛车和玩具四驱车中更常见:
由此,我们能隐约看到未来AMG悬架的上限在哪里。当然我们也要冷静,毕竟AMG的定位还是豪华高性能车,它依然在追求同时拥有高性能和舒适性,很难想象AMG会抛弃舒适性,去全力追求轻量化和高性能。
但事情也在变化,我们即将迎来动力布局和控制策略全面趋向F1的全新AMG C 63 S,在这条路上,总有一天AMG强大的动力系统会对悬架提出更高的要求。
注:本文所涉及技术概念与数据均来源于奔驰官方资料及互联网,如有错误欢迎指正。另外由于该车型尚未上市,各项性能数据存在变动可能。
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