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科技造就飞毯体验 解析凯迪拉克MRC主动电磁悬挂系统

2015-01-28 14:18:27   东北网汽车频道
 
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正小时听童话故事就很羡慕主人公可以乘坐神奇的飞毯各处冒险,随着科技的进步,现在终于可以在汽车上体验这种感受了。凯迪拉克XTS便配备了目前业内响应速度最快的可变阻尼悬挂——MRC主动电磁感应悬挂系统。

  正小时听童话故事就很羡慕主人公可以乘坐神奇的飞毯各处冒险,随着科技的进步,现在终于可以在汽车上体验这种感受了。凯迪拉克XTS便配备了目前业内响应速度最快的可变阻尼悬挂——MRC主动电磁感应悬挂系统。

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  充气轮胎的发明让车辆能够更加平稳舒适的行驶,承载式车身以及加厚的底盘则进一步提高了汽车的舒适性。后来,人们又开始对悬架结构进行研究,从早前的非独立悬架到后来的独立悬架,从整体式悬架到独立悬架的出现,又让汽车的行驶稳定性发生了质的飞越。而创新的MRC主动式电磁悬架技术的出现,则将引领未来汽车发展的心方向。

  陆上飞毯的诞生

  提到MRC (Magnitc Ride Control)主动式电磁悬挂技术,就不得不提德尔福,作为技术鼻祖,德尔福于2002年完成对该技术的研发工作并注册了“MagneRide”的商标。同年,第一辆搭载MRC主动电磁感应悬挂系统的量产车型——凯迪拉克Seville STS落地。

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  随后,除了凯迪拉克旗下多款车型搭载MRC外,众多高端品牌及高端车型纷纷跟进,作为世界上反映速度最快的悬架控制系统,MRC并非浪得虚名。2009年,一辆搭载MRC主动式电磁悬挂系统的凯迪拉克CTS-V车型,在纽博格林北环赛道跑出7分59秒32的最快圈速,这在当时打破了四门轿车无法突破8分钟的魔咒;有意思的是,CTS-V刚刚打破记录不及,一辆同样搭载MRC的克尔维特ZR1车型就在同样的地方跑出7分26秒40的惊人单圈速度,并一举成为彼时该赛道圈速最快的量产车。

  MRC主动电磁感应悬挂原理详解

  通常来说,主动式悬挂系统是通过复杂的机械结构或是气体充放来实现悬挂阻尼调节的,其响应频率受制于这些机构的运动速度,而MRC主动电磁感应悬挂系统则创新地采用响应速度快得多的电磁来实现实时阻尼调节。所以,MRC主动式电磁悬挂又可以称作磁流变减震器,隶属于可变阻尼减震器。
 

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  如果按照填充物类别进行区分的话,它与一般减震器最大的不同在于,其减震器中的填充物不是油或气体,而是一种名为“磁流变液”(magneto-rheological fluid)的物质。相关资料显示,磁流变液由美国科学家RabinowJ于1948年发明,可磁化软铁微粒悬浮在合成羟基液中,可由外界磁场进行控制。这种材料,会根据电流强度的变化呈现出不同的排布形态,改变液体的粘稠程度,使减震器呈现出不同的“软硬”状态。如果简单理解的话,磁流变液也可以被理解成为一种“液态铁”,这种“液态铁”会在外界磁场的作用下发生磁化,并重新排列组合成各种结构,由“液态”转变为“固态”。当然,一旦失去磁场的作用,这些“液态铁”又会重新恢复“液态”,恢复流动状态。

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  基于这个原理,MRC的减震器阻尼可随着电磁强弱无级变化,最高频率可达1/1000秒,调节的范围也非常宽泛。除了无与伦比的响应速度,MRC的功耗对于整车来说几乎可以忽略不计,并且整个系统没有复杂的机械结构,磁流变体形态变化的可逆性非常高,长期高负荷运动下也不会出现明显衰竭,具有稳定可靠、经久耐用的特点。

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  在弄清了磁流变液的特性之后,理解MRC主动式电磁悬挂的工作原理就不那么困难了。MRC由车载控制单元、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减振器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器,传感器与车载控制单元相连,控制单元与电磁液压杆和直筒减振器相连。当车辆行驶在崎岖不平的路面上时,车轮位移传感器会以最高每秒1000次的频率探测路面,并实时将信号传送至车载控制系统,该控制系统基于Skyhook算法,会实时发出指令至各个减振器内的电磁线圈,通过改变电流改变磁场,电流越大,磁场越强,阻尼越大。值得注意的是,这里所指的电磁线圈位于直筒减振器的活塞中,第三代MRC共有两组电磁线圈,其作用格外重要,它们产生的可变磁流将穿过磁流变液并使其产生形态变化,这是MRC技术的基石。

  深入解读MRC系统

  MRC主动电磁感应悬挂每1/1000秒就可以完成一次减震阻尼的变化,而调节的依据则来自遍布周身的侦测系统所采集的参数,其中既包括路面信息,也包括车速、加速度、方向盘角度等车辆本身的运动信息。通过精确运算,MRC的悬挂阻尼设置可以随时与路面和车辆运动状态相匹配,相当于每1毫秒都有专业工程师团队为驾驶者进行一次悬挂调校。

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  事实上,这是凯迪拉克悬挂系统不断创新和进化的结果:1989年问世的SD²C随速减震控制系统可以根据车速来调节悬挂阻尼,1991年的CCR电脑控制悬挂系统加入了加速度和方向盘转角等参数,而1993年与北极星V8发动机同期问世的CVRSS连续可变道路感应悬挂系统则加入了连续路面侦测的功能,可谓MRC的前身。自2002年首度装备凯迪拉克量产车型以来,MRC主动电磁感应悬挂系统同样在不断更新,在XTS上装备的已经是第三代产品,采用增强的微处理芯片,具有更快的瞬间响应和更大的阻尼力范围,可承受更大的侧向力,并可实现更平缓的压缩和复原过渡。

  相对于MRC主动电磁感应悬挂系统毫秒级的响应速度,普通人恐怕完全无法察觉到悬挂系统时时刻刻在发生细致入微的变化,但XTS的驾乘者却可以非常清晰地感知MRC对于车身姿态产生的作用。比如在遇到颠簸路面时,MRC可以过滤震动,令XTS时刻保持平稳舒适;在过弯时,MRC可以增加悬挂系统的支撑力,抑制车身侧倾并提高过弯极限;在急加速和紧急制动中,MRC同样可以减缓抬头、点头的现象,激烈驾驶中车内乘员也不会“前俯后仰”。

  作为XTS配置中中的重要一环,MRC主动电磁感应悬挂系统通过实时的悬挂阻尼设定,可以随时令四个轮胎保持最佳抓地力,提升XTS主动安全性,而乘员的舒适性也得到有力的保障。
作者:    来源: 第一车网     编辑: 杜筱
汽车频道 主编:田野 责任编辑:范洪轩 TEL:(0451)87116812
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