汽车发动机在转弯时主要依靠整车底盘系统与悬架结构的协同工作来保持稳定,而不是直接依赖发动机本身。以下是关键的支撑机制和关联技术细节:
1. 悬架系统刚性支撑
前悬架的麦弗逊或多连杆结构通过减震器、弹簧和下控制臂的几何设计,在侧向力作用下形成刚性三角支撑。例如,转向节与副车架的硬点连接能传递高达2000N·m的扭转力矩,防止发动机舱因惯性发生位移。
2. 发动机悬置系统
液压或液压-橡胶复合悬置在Z轴方向提供±5mm的动行程,同时通过30-50 Shore A硬度的橡胶材料吸收侧向振动。高性能车型会采用主动悬置,在ECU控制下实时调整阻尼特性以抑制过弯时的扭矩反冲。
3. 副车架结构强化
全框式副车架通过6-8个高刚度衬套与车身连接,其屈服强度通常达到350MPa以上。在极限过弯时,这种设计可将发动机惯性力矩分散到整车白车身,降低局部应力集中风险。
4. 转向系统反作用力传递
电动助力转向系统(EPS)的蜗轮蜗杆机构会产生反向作用力矩,通过转向柱传递至防火墙。部分车型会在此处设置加强横梁,与发动机后悬置形成力偶平衡。
5. 质心位置优化
现代发动机采用前倾15°-20°的布置方式,配合变速箱后置设计,可将动力总成质心移至前轴后方50-100mm处。这种布局使侧向加速度产生的翻转力矩降低30%-40%。
6. 材料应用技术
铝合金发动机舱盖板或碳纤维前围板的应用可降低上部质量,配合高张力钢制的A柱加强板,形成更优化的质量分布比例,有效抑制转弯时的点头效应。
7. 电子稳定程序干预
ESP系统通过轮速传感器监测转向不足趋势时,会指令发动机ECU减少扭矩输出(典型值为50-100N·m的瞬时降扭),间接降低对悬架系统的动态载荷。
这些设计要素通过CAE多体动力学仿真实现耦合优化,使得发动机在车辆转弯时既能保持支撑稳定性,又能满足NVH性能要求。某些赛道版车型还会额外增加发动机舱塔顶平衡杆,其刚度可达到普通车型的3倍以上。
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