依旧是终极运动轿车:全新G20 3系动态驾驶技术升级解析!

全新宝马G20 3系上个月已经在巴黎车展首发亮相,宝马官方称新一代的3系会带给驾驶者更加极致的动态驾驶体验。



新款G20 3系在动态驾驶部分的主要变化可以分为三类:车重和轮距、车身和底盘刚度以及技术系统。车重和轮距是让汽车在转弯时获得更好的抓地力,车身和底盘刚度可以提高底盘舒适度和响应程度,转向和减震器等技术系统的改变,则可以带来更好的驾驶体验。


相关技术系统



先来说转向。自从F30推出时采用电动助力转向以来,3系就受到了很大的争议。从E90到F30,汽车通过方向盘与驾驶员之间的信息传递变弱了,变得不再那么纯粹。如果通过“对齐扭矩”的方式来获得反馈信息的话,F30 328i要比E90 335i低64%,虽然电动助力可以让转向更轻盈,但对于大多数Bimmer来说,这种驾驶感觉他们是不喜欢的。(“对齐扭矩”是由道路和每个前轮胎之间产生的力的扭矩,简单来说就是在转弯时,作用来自地面对轮胎的反作用力。)



这种测量转向反馈的方法与宝马官方是类似的原理,宝马官方是通过在给定的车辆横向加速度的情况下,读取方向盘上的扭矩来量化转向手感。G20 3系的数据比F30高出10%,部分原因是由于悬架几何形状的变化所导致。前双球节弹簧减震支柱、后五连杆的悬架设定,经过了一整套的优化。



随着新3系的面世,工程师增加了一个名为Nachlaufstrecke的维度,定义为车辆转向轴与地面相交的位置与轮胎接触面中心之间的水平距离(上图黄线)。这个维度可以几乎量化杠杆臂的横向力,由道路作用到轮胎上,车轮围绕转向轴线旋转以产生自动对准的扭矩。由于悬架顶部支架和路面之间的角度更大,G20的这个数据比F30也更大。



这种维度的信息传递并不是影响驾驶员感受的唯一因素。转向拉杆端部和转向轴之间的距离可以让G20 3系有更好的转向齿条传动比,在刹车减速时可以获得更好的反馈,新3系10%的方向盘扭矩提升是优化这些部件才产生的。这样驾驶员可以更好地感受到是否有转向不足或过度转向的现象,以及车辆的操控感受是否真实且可预测。



到目前为止,我们并没有提及电动助力转向对新3系的影响,原因是电动助力转向对车辆的影响不如上述情况大。负责底盘调教的工程师表示,当他们在驾驶3系的原型车时,就把更多的精力放在运动特性的调教上。



自适应M Sport悬架所带来的新型可变运动转向装置,在方向盘旋转时提供2毫米的额外横向齿条行程。转弯时,在偏离中心的情况下,由于齿轮间距的增加,转向比会发生变化。在齿条的中心,齿轮齿靠得很近,方向盘输入与车轮输出的比率相对较小,当驾驶员转动方向盘时,它会旋转小齿轮,齿与齿轮齿间隔变大,方向盘角度变化会产生更多的车轮角度变化,也就是说转向会更直接。



在上图中,虚线表示原来的BMW运动转向设计,从较不敏感的中心比率到较低的匝数比率是急剧上升,这可能会导致驾驶员出现无法预料的情况发生。经过优化的运动转向设置通过逐渐增加齿条间距来平滑过渡,新3系的改变不仅仅发生在原始处理数据上,还要改善整体转向体验。



关于减震,我们来看上图,左侧将后轴标记为“RA”,在减震器内还有一个较小的减震器,当你在把一些物品放入行李箱中越过颠簸道路或者快速转弯时,这套系统可提供更多的阻尼。 当活塞快速向下运行时,会出现一种名为“Staudruckeffect”的现象,也就是说主腔的横截面积逐渐减小,在小活塞进入下面管道之前,也会产生更高的阻尼。



正常行驶高度位置(1b)和稍微压缩的位置(1a)对比就比较好理解了,位移曲线(2)表示由冲击产生的阻尼力与位移的函数(冲击速度不变)。想象一下,你开着新3系通过碎石路面,在正常的车轮行驶高度时,减震处于1a上绘制的点“1”,当压过碎石、车轮上升时,车辆会产生更多的阻力来抵抗车轮的向上运动。



右侧所示的前桥减震器的工作方式,是在回弹期间增加了阻尼力。前部额外回弹阻尼与后部压缩阻尼不同的设计思路是,减轻前轮升高时碰到问题,并帮助保持后部可以更好的控制车辆稳定。这个想法被称之为“Road&Track”,这样的话,如果你在颠簸道路上行驶,前轴可以帮助脱困,后轴则可以保持驱动力。


车重和轮距



可以在改进新3系动态驾驶中发挥作用的其他两个重要参数就是车重和轮距。全基于新CLAR平台打造的全新G20 3系,前轮距增加43mm,后轮距增加21mm,轮距的增加会受到许多因素的限制,包括世界各地的停车位大小以及车辆转弯半径,前悬架弹性的限制等等,最重要的,3系绝对不能比5系更宽。



G20相比之前车身长度增加59mm,宽度增加16mm,高度降低12mm,轴距增加41mm。更大的车身尺寸带来了更大的车内空间,同时重心更低,行驶起来也更稳定。宝马G20 3系用大量铝和高强度钢的材料组合,与同样配置的F30相比,总重量减轻约55公斤,但新3系依旧保持50:50的前后重量分布,更宽的轮距和更低的重心可以让你在转弯时速度更快。

这两个尺寸的优化助于减少车辆负荷的转移,减弱转弯过程中由于横向加速度而作用在车轮上垂直力的变化,说白了就是减小侧倾啦。观察这个等式,很明显,较低的重心和较大的轮距都会减少转弯中的载荷传递,轮胎负载灵敏度也就说明为什么汽车的50:50重量分布对于最大化抓地力非常重要。


车身和底盘刚度



底盘刚性是我们经常听到的名词,宝马表示,与前代产品相比,新3系底盘刚性增加了25%,前悬架上的顶部以及前副车架增加更是高达50%。特别是在M340i和其他性能车型上,更锐利的弹簧、减震器、转向、制动器、衬套、刚性车身都十分重要,M Sport和Adaptive M悬架的悬架弹簧率比F30 3系提高了20%,同时也不会失去舒适性。



宝马的工程师说:“我们学到了很多关于如何建模以及如何用计算机模拟底盘和车身刚度的知识。”通过模拟路面的刚度、轮胎、底盘、甚至驾驶员,来进行相应的优化。新3系的后轴前端和外倾设计也经过了优化,新轮胎、带有增压器的M-Sport制动器、新制动液压系统可以带来更具运动性的刹车脚感,自适应M悬架也采用了“新阀门和优化控制算法”的电子控制减震器。



车重和轮距、车身和底盘刚度以及相关技术升级是新3系在动态驾驶部分的主要变化。G20 3系的驾驶、操控和转向比前一代车型更好,它必然是一台魅力十足的终极运动轿车。


你期待新3系国产上市吗?

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车系: 宝马3系(进口)
标签: 技术解析
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