日系車稱霸越野江湖,靠的是真本事:陸巡KDSS & 途樂HBMC

全球越野車中,與豪華&尊貴的歐系和玩樂&極限的美系相比,日系總是帶有濃郁的工具性,這種印象其實和它們任勞任怨的性能分不開。耐久性是日系越野車或者說SUV極其注重的衡量標準。而這也催生了一系列的技術來保證和鞏固其耐久特性,其中豐田的KDSS和日產的HBMC就是代表作。

日系車稱霸越野江湖,靠的是真本事:陸巡KDSS & 途樂HBMC

本篇文字2600字,內容比較硬核,看不懂多看幾遍……

豐田KDSS 一套可變的防傾杆支座

豐田KDSS全稱為 Kinetic Dynamic Suspension System,直譯為“可變動態懸架系統”,本質是以液壓缸為主體的車身同側前後兩個防傾杆支座(另一側為傳統小連桿)——是的,它只是一套支座。KDSS最初應用於2004款GX470上(對應LC120),隨後在整個LC家族都有選裝應用。

KDSS的原理很簡單也很巧妙,防傾杆雖然一直連接著,但是該硬時硬,該軟時軟,平衡了高重心的普拉多/陸巡的公路操控性、乘坐舒適性和越野能力,對於民間戲謔為“翻車王”的普拉多系列,作用尤其明顯。

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KDSS基本結構

KDSS並不複雜,但是構思確實比較巧妙。這裡需要科普一個防傾杆的原理小知識(熟悉可以跳過這一段):防傾杆是讓左右懸架產生同步聯動,一邊懸架壓縮時帶動另一邊壓縮,拉伸同理,從而減輕車輛的彎道側傾程度。但是在越野路面,防傾杆又會限制左右懸架的行程,因此很多玩家在越野時比如爬石頭,會把防傾杆拆掉,獲得寶貴的懸架行程。

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轉彎時保證外側支撐

明白了防傾杆原理,就好理解KDSS了。裝備KDSS系統的車型,可以採用更加粗壯的防傾杆,這就增加了車輛在彎道的抗側傾能力,作用是顯而易見的。

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越野時防傾杆不起作用

而在越野駕駛時,粗壯的防傾杆本來是不利的,但是KDSS的液壓系統能讓防傾杆放開對懸架的限制。防傾杆前後兩個支座均為液壓缸結構,並且前後支座液壓缸的上下液壓室平行互通,一個拉伸帶動另一個收縮,反之同理。

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大角度扭轉時,液壓油互相流通

為了方便理解,我們將前後兩個液壓缸分為A1/B1/A2/B2四個液壓室。具體來說,當越野車在惡劣路面遇到大的坑窪或者凸起,前後橋出現反向扭轉時,交叉角度大幅增加,A1室和B1室的液壓油互相流動,壓縮和拉伸互補(A2和B2同理),該基座已經不再固定防傾杆,防傾杆隨時調整自己的高度,完全失去限制懸架動作的作用,因此懸架行程會變得更大。

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轉彎時增加支撐強化防傾杆作用

在車輛轉彎產生側傾時,前後車橋同向扭轉,A1室和B1室同時壓縮(A2和B2同時拉伸),因此前後兩個支座被牢牢固定,防傾杆藉此可以起作用,控制懸架拉伸程度,抑制車身側傾。不過需要注意的是,KDSS內部的壓力並不是一成不變的,溫度的上升會導致壓力增加,速度和轉向角度等也對車身姿態產生影響。因此KDSS系統的兩條液壓管路上各有一個蓄壓器,它們會在適當時候開啟和關閉。具體可看示意圖:

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蓄壓器開啟後,液壓可以在蓄壓器和管路以及前後支座的液壓缸三者之間流動,而關閉後,液壓油只在管路和前後液壓缸之間流動——這與前面提到的彎道和越野駕駛是互相關聯的。比如中高速行駛時(速度超過20km/h),轉向角度增大後蓄壓器關閉,輔助KDSS系統增加對防傾杆的支撐力度,轉向角度小時則保持蓄壓器開啟,讓KDSS內部壓力降低,減少防傾杆支撐性,提升舒適度(比如行走類似大海道的顛簸路);而在低速時蓄壓器開啟,如攀爬等工況,進一步緩解KDSS內部壓力,讓前後防傾杆擁有更大活動幅度,提供更好的懸架行程。

KDSS的整個調節過程自動完成,不需要人工介入,省去了類似牧馬人Rubicon那種電控斷開防傾杆的操作。同時,KDSS內部採用純液壓的結構,耐久性也會更好。但是這套系統也不是完美無缺,如果內部進入空氣或液壓閥操作不當,也可能產生車身歪斜的情況,需要重新充放液壓油並對車身進行校準。此外,豐田更高等的技術在於AHC系統,KDSS屬於比較“平民化”的配置(手動狗頭)。

日產HBMC——整合減震器&防傾杆

日產HBMC,全稱為Hydraulic Body-Motion Control system,直譯為“液壓車身運動控制系統”,這套系統伴隨著前後獨立懸架的途樂Y62而來。本質是將四支減震器內部互相連接,某種意義上可以起到可變防傾杆的作用,提升Y62這個大塊頭的車身穩定性。

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日產官方關於HBMC的描述

HBMC系統包括液壓懸架、蓄能器和液壓油管三部分,四支減震器的缸筒同樣都分為上下兩個室,通過液壓油管交叉連接,與蓄能器分別形成兩套液壓系統。另外整套系統還連接至一個PPMU被動壓力維修單元。PPMU和蓄能器均為罐體,內部包含液壓油室和氮氣室,氮氣起到彈簧作用,可緩衝或增加液壓系統的壓力。

感興趣的,想以後對別人吹牛逼有底氣的,繼續往下看。

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HBMC基本結構

與豐田的KDSS異曲同工的是,HBMC同樣可以在彎道內增強抗側傾能力,在越野路段提供更好的懸架行程表現,保持車身平穩。但是不同於KDSS的防傾杆,HBMC是與減震器直接相關。

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轉彎時增加外側支撐

為了方便解說,我們將上下液壓室標記為A/B兩種。裝備了HBMC系統的途樂轉彎時,外側減震器活塞向上移動,A1/B2液壓室與A3/B4液壓室的油液同時流向該管路的蓄能器,蓄能器氮氣彈簧根據流入的液壓油量進行動作,從而增加油壓,(藍色管路則呈現相反趨勢,內側減震器被拉伸,蓄能器內的油液流出以平衡油管內的壓力)抵消車輛轉彎時的部分離心力,降低車輛外側的下沉程度,側傾動作受到抑制,並減少乘客的晃動。

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越野時保證懸架行程

在崎嶇不平的路面,液壓系統內部壓力沒有變化,保證了輪胎的持續驅動力,因為內部互通,因此懸架系統對路面的變化響應更加迅速。

當車輛來到大幅起伏的越野路面,比如交叉軸等情況,向上運動的兩支斜對角減震器和向下運動的兩支斜對角減震器正好形成互補,從各個減震器排出的液壓油沿著管路流動,在各個減震器之間的內部流動,能達到自身的平衡,因此液壓油不流入蓄能器,液壓系統內部壓力沒有變化,HBMC又成為四輪獨立懸架行程的保證,可以增大車輪觸地面積,提升越野路面的抓地力。

KDSS和HBMC的相似與不同

先來說相同之處:

KDSS和HBMC都是在保證耐久性的前提下對懸架系統進行輔助的配置,並且均能通過提高越野車的抗側傾能力來保證鋪裝路面的操控,又不損失越野路面的懸架行程。

兩者的基礎均為液壓系統,且全為內部的實時被動調節。按照越簡單越耐用的原則,液壓有更好的耐久性。同時,減少了外力的介入,對於能耗也有一定的好處。

此外,兩者的系統都有儲液罐,可以一定程度調節油管內的壓力變化。

其次是區別之處:

日產HBMC直接針對減震器,用交叉油管分別連接左右減震器缸筒的上下部分。而豐田的KDSS則專事防傾杆,通過可變的液壓防傾杆支座,用平行油管分別連接同側前後基座的上下缸筒。

兩者的蓄能/蓄壓原理並不相同,KDSS依靠電控閥門,而HBMC完全依靠物理原理,通過氮氣彈簧來調整壓力。

改裝潛力

針對越野愛好者熱衷的車身升高的操作,從前面的敘述中就可以發現,在車身升高不離譜的情況下,KDSS還是可以留下並繼續發揮作用的。但是對於途樂來說,只要更換減震器,HBMC就失去了作用,因此還是需要幾分斟酌。

不過途樂車主並不用太過擔心,很多升高改裝使用的減震器和彈簧,都比原廠的硬朗一些,因此挽回了一部分抗側傾能力。至於懸架行程,升高本身就帶來了更好的通過性,就算去掉這個因素,途樂標配的中後鎖也是對懸架行程的彌補。

更何況本來途樂的後懸架行程就遠小於陸巡,擔心那麼多幹啥……

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