从横向稳定杆开始详解丰田越野系列KDSS动力调节悬架系统

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在网上看到了一些讨论丰田普拉多KDSS系统的帖子，所以对它很感兴趣。恰巧丰田还专门制作了KDSS系统的视频。看过之后，我想我懂了其中的原理，所以拿出来探讨一下。
那么，为了更好的理解KDSS系统，咱们先来了解一下横向稳定杆吧。(本文将采用一问一答的形式从横向稳定杆开始详解KDSS系统的作用原理)
什么是横向稳定杆？
横向稳定杆，港澳台地区常称为防倾杆，其作用是抗侧倾，一般使用合金弹簧钢制成，有的是空心的，有的是实心的。轿车的横向稳定杆形状一般很复杂，因为布置空间有限，所以只能做成九曲十八弯的样子，以便躲开底盘上的各个部件，不过样子不会影响横向稳定杆性能。
横向稳定杆并非越粗越好，它要与整车的悬架匹配，一般前横向稳定杆要粗一些，以便创造车辆的不足转向特性。而且也不是越粗刚度就越大，刚度还与横向稳定杆的固定点和活动端的相对位置有关。横向稳定杆必须要有活动端，并使用可以摆动横向稳定杆连接杆或者横向稳定杆吊杆以抵消横向稳定杆与悬架之间的运动干涉。KDSS系统其实是从横向稳定杆的固定点入手实现了对横向稳定杆控制的
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横向稳定杆和横向稳定杆衬套 一般使用合金弹簧钢制成 有实心的 有空心的
汽车为什么需要抗侧倾呢？
汽车在转向的时候会因为离心力而产生向弯外的倾斜，过大的侧倾会使弯内侧车轮离地，丧失抓地力；如果车辆本身重心很高，侧倾还会导致侧翻，像客车、货车侧翻的事故很多。所以汽车需要抵抗侧倾。
除了侧倾，车辆在急加速和急制动时还会产生纵倾，俗称起步抬头、刹车点头。在抗纵倾方面除了空气悬架外还没有其他更有效方法。侧倾和纵倾都称为汽车的动姿态，这都是汽车悬架调教的重要课题。

侧倾会使得车轮离地 丧失抓地力 即使强大的多连杆悬架也于事无补
侧倾刚度越大越好吗？
F1方程式赛车是一种几乎没有侧倾的车辆，其最大侧向速度高达4g（4倍的重力加速度，约为39.2m/s2，，如此惊人的加速度来自于附着系数极高的热熔胎和强大的车身提供的下压力），且在4g的侧向加速度下没有明显的侧倾。
横向稳定杆的刚度越大，侧倾刚度也就越大，车辆的抗侧倾能力也就越强，这不是一个多难实现的问题。但是汽车侧倾刚度越大越好吗？
答案是否定的。汽车需要抗侧倾，但是太大的侧倾刚度会带来一系列的问题，这是一个矛盾，悬架系统中总是存在着大量的矛盾！
大街上的车辆不是重心低过轮心的方程式赛车，普通驾驶员技术也不比赛车手。侧倾刚度太大，轮胎接地性会变的很差，两侧的轮子很难有大的落差，车轮也就很容易离地，因而丧失抓地力；太强的侧倾刚度还会使得车辆进一步发生侧滑而彻底丧失全部的抓地力、重心高的车辆就直接侧翻掉了。所以车辆的侧倾刚度不能太大。事实上，民用车辆需要适当的侧倾，以便让驾驶员知道车辆的转向已经接近的极限，继续增大转向角度可能导致侧滑或者侧翻。

由职业车身驾驶的F1方程式赛车几乎没有侧倾 这是因为其重心极低 并使用了附着系数高达2.0的热熔胎
横向稳定杆会影响越野车的性能吗？
横向稳定杆的作用是抗侧倾，但是它还有个副作用，那就是不允许左右车轮有太大的落差，这个副作用对越野车来说可能是致命的。因为车轮的上、下跳行程对越野车的通过能力有很大影响。横向稳定杆虽不会直接减小车轮上、下跳行程，但会使得左、右车轮落差值降低，进而使得轮胎接地性变差。在越野路况下，一旦有车轮离地：如果没有差速锁、又没有EBS，那可能会丧失前进的动力；即使有差速锁也会使得驱动力不能高效的转化为牵引力，通过能力严重下降。
所以很多纯种的越野车都安装有可快速拆卸的横向稳定杆，比如奔驰G级，有些越野车就干脆不装横向稳定杆了。

车轮离地对越野车的通过性能有很大影响 但是如上图这种情况 即使有KDSS系统的帮助也于事无补
KDSS系统是什么？
KDSS是Kinetic Dynamic Suspension System的英文缩写，翻译成中文就是“动力调节悬架系统”。其本质就是一个可以控制横向稳定杆何时作用、何时不作用的调节系统。
相比前面讲的人工可拆卸横向稳定杆，KDSS系统显然更先进一些，它可以根据路况自动解除横向稳定杆的作用。其工作原理很简单，使用两个液压缸控制前、后悬架横向稳定杆的一个固定点（左侧固定点），一般行驶路况，这个固定点是被锁住的，横向稳定杆正常起作用，在过弯的时候执行抗侧倾的职责。而当越野状态下，悬架被不停的压缩、伸张，这个固定点会被释放，跟随液压缸动作，横向稳定杆在X轴（车长方向）上的旋转约束也就被释放，允许以右侧固定点为圆心旋转，不再起任何作用，不会影响车轮的接地性，左右两侧的车轮允许有很大的落差。越野路况的轮胎接地性能提高，通过能力也得以提高。
其实，硬派越野车需要高度的可靠性，所以都会尽量避免使用电子控制系统、液压机构，而使用尽量简单的机械结构。比如奔驰G级车，在越野路况下，你可以快速把横向稳定杆卸下来，只需要卸掉几个螺栓。但是，请问梅赛德斯，难得你觉得人工操作比机电一体化机构更可靠吗？我真的我不这么认为！而且，你不觉得把一辆车的前后两个稳定杆都卸下来太高难度了吗？再说，卸下来的稳定杆放哪里？放车上？太大放不下；放车库？是不是备胎也放家里算了，直接把车放家里，我用两条腿去越野，按奔驰的逻辑这将是最可靠的方式。

带有KDSS系统的双叉臂式独立前悬架（左）带有KDSS系统的五连杆非独立后悬架（右）

KDSS系统可以在一定范围内有效增大车轮的上下跳行程 而改善轮胎接地性

普拉多的后悬架使用了先进的空气悬架，而前悬架却仍是普通的被动悬架，这种成本控制的策略确实匪夷所思！
KDSS系统真的很强大吗？
我不这么认为，事实上我觉得普拉多的这套带有KDSS的悬架有点变态，丫挺的后悬架使用了空气悬架，而前悬架还是螺旋弹簧的被动悬架，搞主动悬架搞了一半，又不是半主动悬架，是品位太高，还是偷工减料偷太严重了？
而且，如果普拉多如果前后悬架均采用了空气悬架，那么这个KDSS系统就可以省掉了，因为空气悬架本身就可起到上述作用

定周洪军

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