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频频发生的断梁事件和质检总局的介入,已经将一汽大众速腾断梁推上了风口浪尖。随着维权车主队伍不断壮大,“刀片梁”逐渐深入人心。到底速腾的“刀片梁”是怎么一回事儿,它又是否能够禁得起牛车实验室的“考验”呢?
在探索速腾后悬挂断裂的过程中,我们对一些配有扭力梁后悬挂的其他车型进行了观察。发现速腾的扭力梁结构的确和其他车型存在着一些区别。于是,针对这个问题,我们请教了一些专家,也参考了网上一些牛人的分析文章,得出以下分析。
我们常说扭力梁结构会影响舒适性,因为在经过颠簸或者坑洼路面时,一侧后轮的起伏会带动另一侧后轮。这样,当两个车轮处于不同水平高度的时候,就需要有相应的部位发生弹性形变,吸收能量。我们观察各种扭力梁结构的时候发现, 速腾后桥结构和其他大部分车型承受弹性形变的部位有所差别。这种差别是怎么产生的呢?这又和速腾断梁有没有直接联系呢?
首先我们先从结构上分析一下两种悬挂的不同。大多数车型起横向连接作用的“大梁”都位于底盘连接铰链和车轮固定点之间。然而速腾起横向连接作用的“大梁”则直接连接车轮,和两侧车轮中心线的位置几乎重合。结构的不同致使两种后桥在遇到同样的起伏路况时(假设一侧车轮经过缓坡,同时另一侧车轮经过水平平面),发生不同的形变。
大多数扭力梁的一只后轮上升时候,由于车轮位置与“大梁”本身有一定的距离,会对“大梁”产生一定的扭力。然而速腾的大梁就在两个车轮的中轴线上,一侧车轮的上升会抬起整根大梁,大梁起不到承受扭力的作用。
明锐扭力梁结构简化图:
我们把模型简化,一般扭力梁悬挂可以看作工字形,速腾的扭力梁悬挂则是门字行,经过缓坡的时候两种结构都是其中一点(过坡车轮处)高度发生变化,另外三点高度不变或者很少变化,这时他们之间的连接部件会发生弹性形变。一般悬挂的弹性形变大部分发生在“大梁”上,那么速腾的后悬挂弹性形变主要发生在哪里呢?对,就是频频发生断裂的纵臂上。
速腾扭力梁简化图:
听名字就知道,承受扭力是扭力梁的“本职工作”。然而速腾的“梁”却因为结构的原因,无法承受扭力,将扭力转给了两根纵臂。如果只是这样,其实除了名字上叫“扭力梁”牵强些,别的也无可厚非。那么速腾后轴纵臂断裂的问题到底出在哪了?是不是后轴纵臂本身的问题呢?很多车主在观察自己的车辆时候对速腾后轴纵臂的厚度进行了测量,因此3.6mm的“刀片梁”才成了速腾的外号。实验过程中,我们粗略测量的结果也在3.8mm左右,的确很薄。薄,不能证明不够结实,这一点我们在翼虎羊角实验中深有体会:美国羊角较中国羊角虽然轻薄,但更加坚硬。因此我们希望通过实验来模拟现实情况中的受力。
刚才我们谈到了简化的模型,“经过缓坡的时候两种结构都是其中一点(过坡车轮处)高度发生变化,另外三点不变或者很少变化,这时他们之间的连接部件会发生弹性形变。”和一些专家沟通确认了基本原理之后。我们开始联系实验室,希望能在实验中抬升一点(一侧车轮),固定三点的水平位置(同时保证着三点可以在某一平面方向可以发生转动),最大限度地模拟真实工况。
理想实验示意图(重要部分需要铰链而非刚性固定):
然而当我们满心期待地来到了实验室(之前翼虎断轴合作实验室),一盆冷水浇到头顶。因为现有的条件无法完成我们设计的实验,最关键的工装卡具,也就是固定扭力梁的构件,实验室没有能力制作。因此,我们单独走访了各种磨具制造工厂,积极进行沟通。过程中我们发现,由于受力较大,即便可以制作工装卡具,也必须将其固定在地面上或者实验器材上,这个条件实验室并不具备。无奈之下,我们只能放弃模拟试验转而开始新的探索。
在实验室工作人员的建议下,我们最终决定对主要受力部位进行局部实验。也就是扭转明锐(对比车型)扭力梁结构的“大梁”和速腾扭力梁结构的后轴纵臂。拉力压力测试器材并不难找,然而对于非标准件的扭力测量,此类器材并不多见。经过几番推荐,我们来到了一家航空检测机构。实现了局部的扭转实验设计与实施。
经过2周左右的准备(包括零件实验局部的切割和工装卡具的制作),9月21日,在十余名人心车主的鉴证下,我们完成了整个对比实验过程。
实验的结果远远超过我们的预期:
速腾纵臂在承受了409牛米左右的扭矩时,已经发生了约50度的形变,且此时形变为塑形形变,即在扭力撤销之后已经无法回复原状。
明锐大梁在承受了1568牛米左右的扭矩时候,发生了30度左右的形变,且此时形变依然为弹性形变,即在扭力撤销之后依然可以回复原状。
实验结束后,实验员表示两实验部件的抗扭曲能力有着明显的差距,主要由于材料的形状导致。普通片状(速腾后轴纵臂)结构不如U型加固结构(明锐大梁)抗扭曲能力强。
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