一个“小”坑悬挂断 理想惹上“大”麻烦?

2022年07月19日 07:58 次阅读 稿源:虎嗅网 条评论

一台被全网夸爆的“ 500 万以内最好的家用车”;一台面对劳斯莱斯库里南,毫无惧色的全尺寸 SUV ;一台让可能是全中国最懂车的老板每天下班,心甘情愿多绕 20 公里回家的中国电动车——理想 L9。竟然被一个平平无奇的路坑弄得瘸腿跌倒,窘态毕现,原形毕露?


7 月 17 日,据《央广网》报道,一辆理想 L9 试驾车在经历一个急刹后,“砰”的一声,前悬发生断裂,左前轮陷入车身当中,无法正常行驶,疑似空气悬挂突发故障。

事件发生当天,澎湃新闻报道称,理想门店工作人员给出的回复是:重庆的试驾车是 90 公里/小时的速度冲过一个深度 20 厘米的坑,导致空簧内部的缓冲环破损。

第二天,理想汽车通过其官微进行了情况说明:一台理想 L9 的门店试驾车高速冲击路面大坑,造成右前空气弹簧漏气损坏,给用户带来了对于空气弹簧质量和耐久性的疑虑。


此刻的你,可能会发出这样一个疑问:500 万以内,舒适性、稳定性、操控性全面胜出,甚至连劳斯莱斯库里南都不怵的理想 L9,怎么会被一个中国道路上随处可见的“坑”给坑了。

L9 蹊跷断腿的背后,到底是理想汽车偷工减料,技艺不精,还是这个坑洞骨骼清奇,天赋异禀?请收看今天的暗信号之走进空悬。


关于理想L9悬架故障这件事,我们要从两个方面看。

首先,以 90 公里时速撞进一个 20 厘米的深坑,就算是重度改装的硬核越野车,也很难能保证扛下所有伤害“不断腿”,这种情况下外力的冲击足以让一套乘用车悬架粉身碎骨。在各种加强件加持下,百万级的拉力赛车能扛,但这很明显超出了此次讨论的范畴。


其次,整个空气悬架系统,本身就是一个娇贵的易损部件。以公路为主要行驶场景的汽车,空气悬挂可以使用约五年。一旦面对糟糕路况,空气悬挂的使用寿命会大打折扣。且在实际使用过程中,空气悬挂还会出现各种各样的小纰漏,进一步降低用户体验。

不过,想要知道让李想每天下班故意多绕 20 公里回家的空气悬架有什么魔力,我们先要搞清,悬架是什么。

从教科书上来说,悬架的作用是弹性连接车身与车轮,传递两者间相互作用的力和扭矩,缓和驶过路面时产生的冲击载荷,确保汽车的操控稳定性。


如图所示,我们常说的悬架并不是单一零件,而是一个系统的总称,通常由三个部件构成:第一,弹性元件,即螺旋弹簧、钢板弹簧、空气弹簧,用来支撑垂直方向载荷;第二,阻尼元件,即减振器,它可以通过产生阻尼来衰减震动,改善行驶平顺性;第三,导向机构,负责传递力与力矩,对力的传递起导向作用。除三大部件外,悬架系统还会加入缓冲块、缓冲环、防倾杆、稳定杆等。

悬架系统的调校决定了汽车底盘的风格取向,是偏运动还是偏舒适。高明的汽车工程师会尽量在两者间找到平衡,但如果有哪家汽车公司说自己的车操控性很强的同时,舒适性也很强,那你就得在脑海中快速拉响警报。因为这两个相悖的属性,再熟练的端水大师也不可能让它俩“既要又要”。

展开来说,悬架的操控性和舒适性由弹性元件的刚度和减振器的阻尼系数共同决定:弹性元件刚度越小,减振器的阻尼比越小,路面冲击带来的共振就越小,舒适性越好。但太小的弹簧刚度会让整台车变得绵软无力,导致高速过弯时侧倾严重,好像在开一艘大船。反之,弹性元件刚度越大,减振器阻尼比越大,车辆对转向信号的响应度和路面情况的反馈度越好,也就是我们常说的“指哪打哪”,但整台车会非常非常硬。路面上的每一丝振动都会毫无保留地传递至车厢,导致舒适度大幅下降,仿佛在开一台卡丁车。


把它们组装起来是打造整个悬架系统中最简单的一步,此时的悬架系统不过是一堆零件的合集。如何为这些零件“注入灵魂”,最大化展现一家汽车公司独有的动态风格,比如宝马底盘韧性强,奔驰底盘滤震度高,才是让这些工程师最头秃的环节。对一家汽车公司来说,悬挂的调校风格是最闪亮的一张名片,也是一门讳莫如深的玄学。

对传统被动悬架来说,参数固定,一旦出厂,很难在不改装的前提下,获得调节风格的机会,今天带家人出游想全程舒适,明天半夜回家想释放一下激情的戏码,只会出现在不靠谱的汽车广告中。

那么,有没有一种迭代过的先进悬架系统,可以在一定范围内,灵活调节车的底盘取向,在舒适和操控间反复横跳呢?

当然有,给悬挂“打个气”,让它变成“空气悬架”,难题就迎刃而解了。

与传统被动悬架相比,空气悬架升级了弹性元件,用空气弹簧替代螺旋弹簧;新增空气泵,通过调整空气弹簧的空气量和压力,改变弹簧的硬度和弹性系数,调节舒适和操控。通过泵入空气量的不同,改变空气弹簧的行程和长度,实现车辆底盘的升高或降低。“智能主动,多段可调”就这样成为现实。


如图所示,一套空气悬架一般由以下六个核心部件组成:第一,空气弹簧;第二,减振器;第三,空气供给单元(含空气压缩机、分配阀、悬置);第四,控制器 ECU ;第五,传感器(高度传感器、车身加速度传感器等);第六,储气罐(含配套管路及线束)。

其工作链路是:传感器收集车身状态信号(速度、加速度、路面冲击等)传递给控制器 ECU ,ECU 根据既有算法向空气供给单元发出指令,供给单元吸入空气并通过空气滤清器去除杂质、干燥后送入储气罐,再通过分配阀控制空气的速度与流量,输送至四个轮边空气弹簧,实现空气弹簧的伸缩和软硬度调节,进而实现主动减震调节。


这里需要厘清的一个概念是:弹簧刚度和减振器阻尼系数中的一个参数可调,不是空气悬架,是半主动悬架,常见的 CDC 阻尼连续可变系统和 MRC 电磁感应悬挂系统都是阻尼系数可调的半主动悬架。在此基础上加入空气弹簧,才是空气悬架的完整体。

空气悬架相比传统被动悬架的优劣势都很明显,优势是灵活可变、重量更轻、降低风阻、减少油耗、方便装卸;劣势是构成复杂、零件量多、耐久度差、维修成本高、价格昂贵,国外供应商一套空气悬架价格为 1.2 万到 1.5 万元,国产化后也要 8000 元到 9000 元,而被动悬架一套不过 1000 元到 2000 元。

而到消费者为自己的爱车选装时,一套空气悬架的售价甚至会高达2.45万元(以2021款进口宝马X5为例)。


空气悬架虽然贵,但确实底盘部件中,相当容易出故障的一个。究其原因,是因为空气悬架内的许多部件都不大结实,经不起大风大浪。

第一,空气弹簧是空气悬架的核心部件,负责调节车身高度。随着载荷增加,弹簧容器内压缩空气压力升高,刚度随之增加;载荷减少,弹簧压力随空气压力减少下降。根据结构不同,空气弹簧分为囊式和膜式两种。


囊式密封性较差,多用于商用车上,例如大家常见的公交车,基本都有类似配置。乘用车上常用的是膜式,其刚度较小、振动频率较低、尺寸较小、方便布置。缺点是造价贵,寿命短。理想 L9 采用的就是膜式单腔空气弹簧,单个部件由橡胶膜片和金属压制件组成。公开消息显示,理想 L9 的空气弹簧供应商有三家,分别是威巴克,保隆科技和孔辉汽车。

威巴克是老牌空气弹簧供应商,与大陆集团联手垄断世界供应链。保时捷、宝马、奥迪、奔驰、大众等都是它的客户。保隆科技 2012 年开始研发空气弹簧,目前供应蔚来、理想和比亚迪。孔辉汽车最眼生,除了供给理想外,还是岚图、红旗和长城的供应商。

乘用车上的膜式空气弹簧对材料和工艺的要求都很高。首先,材料除了抗酸碱、抗磷化、抗臭氧等基本要求外,还必须适应较宽的温度区域,耐弯折;制造过程也十分复杂,尤其是对工艺密封性要求极其苛刻。

其次,空气供给单元的核心空气压缩机,容易在压缩空气时产生冷凝水,导致部件锈蚀,影响整体性能。使用时要加装空气干燥器为压缩空气去湿。同时,为了避免空气压缩机长期工作出现过热,缸盖上必须安装温度传感器实时监测温度。空气压缩机要在高压环境下长时间稳定工作,耐久性和可靠性是首要的两个考核指标。为了不影响整车舒适性,空气压缩机在工作时还要维持低振动和低噪音,二次提升了产品设计和制造流程的难度系数。

最后,在空气悬架工作过程中,空气弹簧负责“稳态控制”,电控减震器负责“瞬态控制”,两者有机协作,巧妙互补才能让一台车交出“魔毯”级的动态表现。基于“稳态控制”逻辑,只有当车辆在稳定行驶工况下,ECU 才会向空气弹簧发送指令,执行充放气动作。当车辆快速以极快的车速撞到坑洼时,ECU 来不及接收并传输信号,空气弹簧也来不及反应,悬架行程在极短时间内猛烈压缩。在这种情况下,除了硬着头皮听“哐当”一声来自车轮的巨响,其实也没有第二件事可以做了。

在公布情况说明的同时,理想汽车还发布了针对 L9 空气弹簧质保方案升级,将空气弹簧(包含空气弹簧本体、空气泵、储气罐)质保方案提升到与三电系统相同的 8 年或 16 万公里,且二手车交易不影响质保的有效期。

不过,空气弹簧的娇气在短时间内并不会有所改善,海内外加起来也就 10 家供应商在做这件事。百年老店威巴克、大陆集团、AMK 的产品供不应求,光是完成订单就已经忙得脚不沾地。国内企业大多初出茅庐,中鼎股份、保隆科技 2021 年底才开启量产,孔辉汽车今年 6 月为岚图 FREE 完成配套,拓普集团的空悬业务还处于产品开发和产能建设阶段。

在无法为自己的爱车,挑选空气悬架供应商这一现实面前,上一份时间更长的保险,或许是唯一的可行选项。


在中国智能电动汽车站上世界汽车的舞台中央前,空气悬架一直都是豪华车身份的象征。

比如劳斯莱斯、宾利全系标配,奔驰 S 级、宝马 7 系、奥迪 A8、路虎卫士、揽胜,沃尔沃 XC90 、雷克萨斯 LS 等豪华品牌高端车型支持选配。在燃油车时代,空气悬架装机量很小,但形象却因为稀缺而变得高大。

但在智能电动汽车时代,空气悬架在供应链国产化降本的推动下,开始逐渐走入寻常百姓家,蔚来全系、极氪 001、东风岚图 FREE、小鹏 G9、领克 09 等均提供配备空气悬架的车型。


目前配置空气悬架的车型中,自主品牌有 14 款,其中大部分为新能源;合资品牌有 20 款,进口车型有 80 款。

和激光雷达、智能驾驶芯片、座舱芯片、续航里程、超大屏幕一样,空气悬架是中国智能电动汽车发展浪潮中涌现出的又一个“卷王”,有望迅速渗透到 30 万元以下细分市场。

除了通过堆料来凸显“性价比”的目的外,空气悬架本身和智能电动汽车的契合度并不低。

首先,空气悬架可对车身高度进行灵活调整,高速时可以减少离地间隙,降低风阻,提升续航;相比传统悬架,空气悬架的整体重量有所减轻,对续航亦有裨益;

其次,电动车因搭载电池导致车重增加,比如一台 B 级电动车要比同级燃油车重 600 到 1000 公斤,传统悬架较难在舒适和操控间找到平衡,空气悬架则可轻松化解。在与高阶辅助驾驶、高精地图结合后,能提供更平顺的驾乘体验;


最后,电动车的核心三电,尤其是电池包大多平铺在底盘上,空气悬架可通过调高车身来为车辆核心系统提供更好的保护,降低托底、剐蹭的风险。

更重要的是,目前的国产空气悬架高度满足了中国智能电动汽车公司“软硬解耦”的发展路线。

过去,空气悬架的软硬件由海外供应商包办,除了掏钱购买,中国整车厂很难破解“黑匣子”里的秘密,也很难要求对方提供高度定制化的产品。但国产空悬供应商主动将软件控制权交还给整车厂,还积极配合整车厂的个性化产品诉求,让空气悬架成为“软件定义汽车”的先锋部队。

写在最后

根据国泰君安的测算,假设 2025 年国内乘用车销量为 2700 万台,新能源车渗透率 35%,约 945 万台,20 万以上车型占比 46% 为 439 万台,空气悬架配置率 60%(263 万台),单车产生 8000 元价值,市场总量预计可达 210 亿元。


海外供应商垄断局面打破了,配套价格下来了,车厂开始批量下放了,空气悬架在中国的春天好像就这么来了。

一方面,我们为准备购买中国智能电动汽车的用户感到高兴,他们可以用相对合理的价钱买到之前想都不敢想的豪华体验;另一方面,我们也想为火热的空气悬架浪潮泼一点冷水,要知道,以中国智能电动汽车公司现有的底盘调校水平,让空气悬架在交付时发挥出最大能效并不简单,如果只能交给用户一副昂贵娇气、性格古怪的花架子,还不如老老实实给一套性能稳定、成熟耐用的传统悬架。

毕竟谁也无法预料,大坑和急弯,到底哪一个先来。

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