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宋楠:平衡舒适性\通过性\可靠性的BJ60车型平台技术优势

2022-08-16 10:00:00

定义为“可家可玩”的BJ60,由2.0T发动机+48V混动+梯形车架+分时电控四驱系统+前后独立悬架组成。由于BJ60后悬架被设定为带副车架的多连杆架构,是国内车厂在售的唯一装备前后独立悬架的越野车。

众所周知,目前主流的越野车多以梯形车架+前独立悬架+后整体桥半独立悬架作为标配。这种架构的越野车较前后硬轴+非独立悬架的车型,在复杂路况的通过性更占优,但是在铺装路面的舒适性更糟糕。然而,采用48伏或增程式油电混合系统、0-100公里/小时加速6秒、配置前后2把差速锁和电控分时四驱系统、最大续航里程1000公里的BJ60,在整车综合性能方面与售价百万的综合性能均衡的越野车比肩。

鉴于当下的年轻车主对日常通勤与远途出游的用车需求大幅增加,对重度越野的用车需求大幅弱化的场景。被赋予“可家可玩”概念的BJ60,全系标配梯形车架+前后独立悬架,不仅满足了更多车主的生活理念和用车需求,更是在基数庞大的细分市场中独占鳌头。,BJ60的前后独立悬架,不仅将舒适性和通过性进行了平衡,而是将可靠性作为优先满足的前提。

新能源情报分析网(换个角度看车市)评测组,将重点围绕BJ60的梯形车架、前双A型摆臂独立悬架和后多连杆独立悬架,进行舒适性、通过性以及可靠性进行平衡设计策略与技术优势。

备注:文中部分素材出自BJ40和BJ80共用的合装生产线、部分素材为笔者过去14年间原创拍摄。

1、“可家可玩”的BJ60研发策略:

北京越野共有BJ40(在售)、BJ60(即将上市)和BJ80(在售)三款带有梯形车架的越野车。其中,BJ40定义为针对私人用户的硬派越野车、BJ80人民解放军现役0.5\0.75吨级第三台通用型高机动军车。

BJ40在过去的10年间,已经进行了多次对动力、传动和悬架的性能方面改进;

BJ80在过去的6年间,在持续对可靠性的提升同时,延展搭载V型6缸3.0TT的民用车;

即将在成都车展上市的BJ60,则是一款融合BJ40和BJ80在民用市场/军用环境持续积累所获得可靠性为前提,均衡分配舒适性(后多连杆独立悬架)与通过性(强化梯形车架)作为研发策略的“可家可玩”的车型。

2、对BJ60舒适性的解读(梯形车架的隔音降噪措施、与车身焊接的关联的橡胶支柱组件、多连杆独立后悬架):

BJ60的非承载车身(梯形车架)所使用的高强度钢材占比为97%,在通过复杂路况时的抗扭曲度,远超不带“大梁”的承载式普通SUV。与此同时,BJ60在标配的3组下护板的材质上进行了加强,最大程度“隔绝”了日常行车过程产生的噪音。

红色箭头:前散热器下护板

黄色箭头:前断开式驱动转向桥下护板

蓝色箭头:8AT下护板

需要注意的是(1),BJ60的三组护板全部应用轻量化为主导的材质,在内侧设置了软性隔离层,满足了都市用车场景防雨水、防扬尘和降噪,达成了以舒适性为主的的设计需求。当然,这3组下护板可以原装位并加装换装满足越野需求的3/5组钢材质防护套件。

将3组下护板拆卸后,可见位于8AT上方的车身焊接底部的一些满足降噪的舒适性设定细节。

红色区域:铺设1层隔音降噪材质的区域(车身焊接)

黄色区域:旨在强调降噪需求的8AT与梯形车架(横梁)关联的橡胶悬置组件

白色箭头:铺设的隔音降噪材质

黄色箭头:喷涂的防腐隔音涂层

有必要强调一下这个橡胶悬置组件的重要性,在纵置动力系统和带有梯形车架的硬派越野车中,变速器(四驱分动器)总成必须要设定1组与梯形车架(横梁)关联的“支撑点”。由于高低速行驶过程动力系统产生的震动,势必要通过各个“支撑点”或“关联点”传递给车身内部。那么就需要在这些“支撑点”或“关联点”的结构和材质需求强度与舒适的平衡。

蓝色箭头:偏向舒适性设定的悬置组件(偏软的橡胶材质可以隔离更多的震颤)

黄色箭头:橡胶悬置组件固定在梯形车架的横梁位置,需要频繁台架和实际路测,才可以确认最合适的点位,保证在不同行车车速、不同发动机转速不会引发共振

上图为BJ80的橡胶悬置组件的特写(已经完成了与变速器关联的工序),更多的橡胶体积、偏硬的材质,旨在实战用车环境频繁通过复杂路况时,动力总成与梯形车架固定的更加紧密,满足强化通过性(弱化舒适性)的用车需求。

在上班通勤都市用车环境的舒适性,BJ60的设计工程师通过多种手段,对整车层面的NVH特性进行优化。其中就包括终端车主很难发现的车身焊接下部的降噪隔音的设定。

红色箭头:位于8AT上方、车身焊接下方的隔热衬垫

黄色箭头:车身焊接下端喷涂的具备防腐和降噪功能的涂层

隔热衬垫以单独配件形式,通过卡扣和螺栓固定在车身焊接下端。软性材质的衬垫,首先耐高温和降噪两大功能,并且可以吸收一些来自碎石敲击产生的震动。车身焊接下端喷涂的涂层,除了降噪和防护功能外,还具备一定防腐的能力。

上图为BJ60梯形车架与车身焊接之间关联的橡胶悬置组件的装车状态的特写。

白色箭头:橡胶悬置组件的下部(橡胶缓冲)

白色箭头:橡胶悬置组件的上端固定在车身焊接端

BJ60全车一共设定5对10组橡胶悬置组件,其中4对8组为大一型号、1对2组为小一型号,起到在颠簸和砂石路况,应对复杂的越野用车环境,最大程度降低车身焊接的扭曲度、过滤轮胎和车架传递异响的功能达成。

红色区域:固定在梯形车架第1横梁外侧的橡胶悬置组件

需要注意的是(2),在北京越野为军队提供的BJ80“三代军”上,特别对橡胶悬置组件的材质、强度以及合装在整车的数量,做出了大量验证和测试。

无论BJ40、BJ80,还是BJ60,用于关联梯形车架和车身焊接的橡胶悬置组件,都根据车辆对应的市场需求,对舒适性、通过性、可靠性以及用车成本进行了精准的平衡。

BJ40主打的通过性,橡胶悬置组件设定的偏硬;

BJ80主打的全寿命周期养护成本、低噪音与通过性,橡胶悬置组件的制造工艺复杂、路测周期更长、在战场环境下的异响噪音控制的更低,总体设定的更硬;

BJ60主打的舒适性与通过性,橡胶悬置组件设定的偏软同时使用周期更长;

BJ60的后悬架直接进化为全钢材质副车架+多连杆的独立架构,这一设定完全就是在保留了通过性同时,加强了整车在不同路况的舒适性设定。

绿色箭头:后上A型摆臂

黄色箭头:后拉杆

红色箭头:下拉杆

白色箭头:后稳定杆及竖拉杆

蓝色箭头:后减震器总成(减震芯体+螺旋弹簧)

上图为BJ60后多连杆独立悬架下拉杆技术状态细节特写。

全钢材质的下拉杆的主体部分进行了轻量化设定(黄色箭头所指)并在上下端进行了强化,与后副车架关联的位置用偏心螺栓固定,便于后续维修养护过程中对后轮的倾角进行修正。

上图为BJ60后多连杆独立悬架转向节技术状态细节特写。

白色区域内的后转向节为钢材质,5个关联点分别于其他拉杆和控制臂关联。尤其是上A型摆臂从结构上进行了轻量化设定(黄色箭头所指)。

需要注意的是(3),BJ60引入的多连杆后悬架就是为了加强在铺装路面行驶的舒适性,提升日常上下班通勤用车的操控性。而全部采用钢材质的副车架、转向节、控制臂和拉杆等配件,通过结构的轻量化同时仍然是为了保证在最恶劣的路况频繁颠簸的可靠性。

3、对BJ60通过性的解读(分时电控四驱系统和前双A型摆臂独立悬架):

在硬件层面:北京越野为BJ60赋予了电控分时四驱系统,前后驱动桥的标配差速锁,与中央分动器配合,可以理解为是“3把锁”。

在软件层面:北京越野为BJ60设定了完整的全地形反馈系统,通过一组旋转按钮,可以在经济、运动、沙地、冰雪和攀爬等路宽选择。

在中央显示屏可以快速确认,BJ60的2H\4H\4L状态以及前后驱动桥差速锁锁闭/开启状态。

在换挡控制面板上设定的一组2层旋钮,可以对四驱状态进行选择(上层旋钮),并可以对全地形反馈模式进行选择(下层旋钮)。

BJ60的带副车架的双A型摆臂,几乎可以与BJ40和BJ80(新状态)互换。换句话说,BJ60配置的铸造的下A型摆臂(红色箭头所指)、冲压的上A型摆臂(黄色箭头所指)以及全铝材质的前驱动转向桥(差速器)壳体,与BJ40\BJ80(民版汽柴油、军版汽油)的前悬架是几乎完全一致!

之所以BJ60最大程度的保留BJ40和BJ80保留前悬架,一方面在整车通过性是没有问题的;一方面在整车可靠性更是经过市场验证。

上图为BJ60前悬架的下A型摆臂及转向节技术状态细节特写。

红色箭头:下A型摆臂的边缘进行了结构加强

蓝色箭头:下A型摆臂的根部进行了限度轻量化处理(减厚)

白色箭头:下A型摆臂的前端进行了完全轻量化处理(镂空)

绿色箭头:下A型摆臂的球销的长度进行了加强,避免在在碰撞颠簸时从转向节“抽出”,导致“断轴”事故

黄色箭头:前转向节与下球销关联的支座一体化铸造,提升复杂路况磕碰时的安全性

北京越野的工程师们为BJ60的前双A型摆臂主体结构与BJ40和BJ80完全一致,但是又在通过性层面进行了优化。最明显的处理方法就是去掉了前稳定杆及竖拉杆,使得垂直越障的高度得到增加,在攀越复杂路况的侧倾角度得到提升。

上图为2020年状态的BJ40前悬架技术状态特写,注意双A型摆臂的轻量化状态、前转向节与下球销支座一体化结构,保留了前稳定杆及竖拉杆。

上图为2017年状态的BJ80(军版汽油)前悬架技术状态特写,拆掉前散热器护板后清晰可见下A型摆臂侧向结构,以及设定的前稳定安及竖拉杆固定在前副车架的结构。

需要注意的是(4),BJ60的四驱系统采用电控分时结构,而不是多片式离合器(纵置动力总成)那种在持续高强度越野时发热而进入保护状态,“断开”向前驱动桥输出动力。全钢材质的副车架+前双A型摆臂通过结构的优化达成轻量化需求。前转向节与下球销座一体化设定,从结构层面就避免了“断轴”事故的发生。

4、对BJ60可靠性的解读(来自BJ40\BJ80的前悬架、持续进化的四驱系统、超过6年时间对多连杆独立后悬架的装车路测):

BJ60的前转向驱动桥为断开式结构,驱动桥与差速器壳体一体化(红色箭头所指)设定,应用轻量化占优的全铝材质;转向机全电驱动为齿条式,特别对外拉杆以及与前转向节关联的球节进行了加强。全电驱动齿条式转向机、较液压式齿条转向机以及摇臂式转向机操控更轻便,在复杂路况通过时降低了驾驶员的操控强度。

需要注意的是(5),BJ60集成14伏全电转向机、14伏集成阀体与的制动系统、电子加速系统,理论上具备升级为线控底盘基础架构。作为针对民用市场的BJ60,采用这种高配置的线控底盘结构,实在有些技术过剩。但是作为人民解放0.5\0.75吨级载荷的“三代军”唯一制造商的北京越野,为BJ60配置线控底盘硬件系统,或可以认为是在研的某型载具前端验证的具体表象。

上图是车尾向车头拍摄的BJ60燃油箱及后多连杆独立悬架技术状态特写。断开式后驱动桥提点了传统硬轴、整车通过性有所增加。

上图是车底拍摄的BJ60多连杆独立悬架及燃油箱技术状态细节特写。断开式后驱动桥通过传动轴输入扭矩,并通过传动半轴将动力传递给后车轮。

BJ60在2H状态为后驱,在应对0-100加速6秒的设定,无论传动轴、差速器、半轴和后悬架,全部分系统都要进行结构层面的加强!

蓝色区域:断开式后(前)驱动桥壳体采用铝材质不仅仅是降低自重,还在散热效率进行了提升。并且,壳体表面刻意增加了散热鳍片。

黄色箭头:传动半轴与断开式后驱动桥关联的油封截面更宽,应对泥沙冰雪侵蚀,有效提升密封效率,仍然是旨在提升可靠性的一种策略。

北京越野在BJ40和BJ80的10年的市场表现,BJ60的前后传动轴并没有进行任何轻量化设定,反而在与前后差速器、分动器关联的十字轴和法兰盘等节点进行强化。

尽管BJ60为前后独立悬架设定,带有明显的承载式SUV的特征,但是传动轴与差速器之间没有增加都市型SUV惯用橡胶衬垫(震动与使用寿命同步降低),而是刚性连接(通过提升传动轴工艺降低震动,使用寿命几乎与传动轴同步)还是寻求高可靠性的设定。

上图为BJ60后断开式差速器关联的传动半轴特写。还是为了满足持续加速所需求的可靠性,传动半轴(靠近后差速器部分)采用螺栓固定壳体,以承受顺激增的扭矩。

红色箭头:传动半轴内球笼壳体(内侧)

黄色箭头:传动半轴内球笼壳体(外侧)

蓝色箭头:固定内球笼壳体的6颗螺栓

上图为BJ60驾驶员一侧梯形车架内(约车身焊接的B主位置),设定了1组燃油滤芯(红色箭头所指)。这组燃油滤芯被2组卡箍固定,前后油管非快拆结构。

上图为BJ60后部燃油箱与后断开式驱动桥间,设定了1组燃油滤芯(红色箭头所指)。这组燃油滤芯被铝材质支架固定,“2进1出”3组管路采用快拆结构。

需要注意的是(6),BJ60的全部燃油和部分制动管路从动力舱内引出后,都铺设在梯形车架内侧,在物理层面保证了安全性。燃油箱与全向护板之间预留缓冲区域,2组燃油滤芯设定起到的双重过滤作用,有效应对质量不稳定的油品,从燃烧到磕碰全向保障BJ60的可靠性。

笔者有话说:

BJ60的全车多出橡胶悬置组件针对不同需求进行了优化,或偏硬(发动机)或居中(8AT)或偏软(车身焊接)或居中,在车身内部与外部铺设多种降噪材料、后悬架选用多连杆独立架构,使得整车的舒适性得到加强;

BJ60的分时电控四驱系统(硬件)、与全地形反馈系统(软件)是应对复杂路况通过的最前有力的保障。前悬架通过BJ40在民用市场和BJ80在军用环境的苛刻检验,去掉的前稳定杆及竖拉杆,使得整车的通过性得到加强;

BJ60的前后驱动桥及差速器壳体采用全铝材质,在频繁加速、4H状态的转向(非铺装路面),散热效率显著,在机械层面使得整车可靠性得到加强。燃油管路设定2组过滤组件,就是为了应对一些区域的参差不齐的燃油质量,在油路层面保证车辆的可靠性。

作为一款带有标配“3把锁”的电控分时四驱系统+梯形车架+前后独立悬架的非承载越野车,BJ60满足了“可家”的舒适性、“可玩”的通过性,以及多年积累的可靠性。或许北京越野将会在即将到来的成都车展,公布BJ60的全部配置与技术细节。尤其是REEV车型所采用的插混专用发动机及关联的发电机输出的发电功率、前后置电驱动系统最高转速以及散热方式,电四驱系统轴间扭矩再分配策略。

新能源情报分析网将会在后续推出《宋楠:研判BJ60电控分时四驱技术及全地形反馈系统控制策略》一文。

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