学员手册学员手册 E87 底盘和行驶动态管理系统底盘和行驶动态管理系统 BMW 售后服务售后服务 . 本学员手册中所包含的信息仅适用于 BMW 售后服务培训班的学员 有关技术数据方面的更改 / 补充情况请参见 BMW 售后服务的最新相关信息 信息状态：2004 年 4 月 conceptinfo@bmw.de © 2004 BMW Group 售后服务培训，慕尼黑，德国未经售后服务培训，慕尼黑，德国未经 BMW 集团（慕尼黑）的书面许可不得翻印本手册的任 何部分集团（慕尼黑）的书面许可不得翻印本手册的任 何部分 学员手册学员手册 E87 底盘和行驶动态管理系统底盘和行驶动态管理系统 前桥前桥 后桥后桥 电动转向柱锁电动转向柱锁 悬架和减振系统悬架和减振系统 行驶动态管理系统调校行驶动态管理系统调校 目录目录 E87 底盘和行驶动态管理系 统底盘和行驶动态管理系 统 目的 1 车型 3 简介 5 系统组件 7 服务信息 29 1 目的目的 E87 底盘和行驶动态管理系统底盘和行驶动态管理系统 驾乘乐趣驾乘乐趣 本学员手册将介绍有关底盘和部分已知行 驶动态管理系统的基本信息。
由于采用后轮驱动， 因此 E87 在 BMW 品 牌价值方面同样具有完美的表现 通读本学员手册后，学员应掌握以下方面的 基础知识： – E87 前桥 – E87 后桥 – 电动转向柱锁（ELV） – E87 悬架和减振系统 – E87 行驶动态管理系统调校 2 3 车型车型 BMW 后桥后桥 BMW 后桥的发展后桥的发展 BMW 各车型底盘及其运动和动力学特性始终 以特殊的车桥结构为基础， 当然也以最佳的底盘 综合调校为基础 以下表格列出了 BMW 后桥的发展历史： 名称名称 特征特征 车型车型 HA 1 斜摆臂车桥 E3，E9，E12，E21， E28，E30，E36/5, E36/7，E114 HA 2 螺纹连杆车桥 E23， E24， E32， E34 HA 3 中心连杆后桥 Z1，E36/2，E36/3， E36/4，E36/C，E46， E83，E85 双横臂车桥 E26 HA 4 实验性研究 HA 5 分散式双横臂车桥 E87 Integral I 实验性研究 Integral II 实验性研究 Integral III E31 Integral IV 钢制，弹簧支柱，减振支柱 E38 Integral IV 铝合金，弹簧支柱，减振支柱 E39 Integral IV 铝合金，弹簧固定在车身上，减振器固定在车桥托 架上 E39/2 Integral IV 钢制车桥托架，铝合金连杆和钢制车轮托架，弹簧 与减振器为分开式，但是都支撑在车身上 E53 Integral IV 采用铝合金压铸节点技术且带有压铸摆臂的车桥托 架，弹簧支柱，减振支柱 E65 Integral IV 采用铝合金压铸节点技术且带有压铸摆臂的车桥托 架，弹簧支柱，减振支柱 E6x 4 5 简介简介 E87 底盘和行驶动态管理系统底盘和行驶动态管理系统 E87 底盘底盘 1 - E87 如插图所示，E87 底盘的前桥和后桥在紧凑型 车中都有所创新。
前桥采用双铰接铝合金弹簧支 柱桥 E87 双铰接弹簧支柱前桥的这种结构原理 1977 年在 E23 就已采用但是，当时使用了 位于车桥后的循环球螺母转向系统 而 E87 则采用了前置的齿轮齿条转向系统， 这 种布置形式在 E39 标准车桥中已经使用 1 系 的前桥结构与 E39 前桥非常相似， 这是因为其 前桥中所有部件同样采用铝合金部件 6 2 - E87 后桥为五连杆车桥， 已针对 E87 进行了全新设 计以下介绍 E87 前桥和后桥的特性 7 系统组件系统组件 E87 底盘和行驶动态管理系统底盘和行驶动态管理系统 E87 前桥前桥 双铰接弹簧支柱车桥双铰接弹簧支柱车桥 虽然拉杆结构的双铰接弹簧支柱车桥在 BMW 车辆中已经使用了 25 年以上，但是下面仍列 出了一些优点，特别是相对单铰接车桥的优点 1 – E87 前桥 通过实现虚拟的“摆动轴” （也称为“主销轴”、 “转向主销”或“转向轴”），可以实现正（+） 和负（-）主销偏置距 8 2 – 回转轴 / 转向轴 3 – 双铰接弹簧支柱车桥 / 确定下回转点 人们首先会认为， 在这种情况下应始终选择负主 销偏置距 但是， 考虑到负主销偏置距的自动稳定作用， 而 制动力又分配不均匀， 因此只有在均匀减速 （在 稳定范围内）的情况下，这种看法才是正确的。
但是，在非稳定情况下，即在制动过程开始时， 方向盘会出现不可信的移动， 这种移动可能让驾 驶员对行驶状况产生错误的印象 此外， 驾驶试验表明， 即使主销偏置距为很小的 正值，也能起到稳定作用 考虑到许多其它影响因素， 例如主销后倾角、 车 辆转动惯量、 轮胎接触面宽度等， 基本上可以解 释清楚这种状态 使用较小正主销偏置距的双铰接弹簧支柱车桥 时，总体行驶状况也非常协调 采用虚拟 “摆动轴” 对制动盘和制动钳的安装空 间也比较有利 使用单铰接车桥时， 车轮导向销在很大程度上决 定了主销偏置距的大小 因为主销偏置距应尽可 能小，所以车轮导向销必须尽量靠外但是，这 会导致制动盘和制动钳的安装空间过小 使用双 铰接弹簧支柱车桥时， 主销偏置距的大小由横摆 臂与拉杆的相对位置决定 也可以通过选择横摆臂和拉杆在摆动支座上的 铰接点，来消除制动装置的安装空间问题 9 4 - 索引索引 说明说明 索引索引 说明说明 1 前桥托架 6 拉杆 2 轮毂 7 稳定杆 3 稳定杆连杆 8 摆动支座 4 横摆臂 9 液压支座 5 齿轮齿条转向系统 10 弹簧支柱 两个拉杆与液压支座一起安装在前桥托架内。
此外， 拉杆和横摆臂铰接点在摆动支座上的距离 基本上决定了垂直力的力臂 拉杆和横摆臂铰接点在摆动支座上分开的距离 越大，重量复位力就越大 在单铰接车桥上这个距离通常为零， 因为这种车 桥的两个铰接点焊接成一个 使用双铰接弹簧支 柱车桥的优点是， 改善了高速范围的直线行驶性 能， 且降低了低速范围的转向不平稳趋势 （对方 向盘扭转振动 LDS 不敏感） 10 摆动支座上拉杆的导向销布置在横摆臂球销对 面上方 这样可以有效补偿制动点头情况 这种 布置方式的另一个优点是， 车桥托架上的这个拉 杆支座可以基本上等高布置在摆动支座上支撑 位置的对面且不必降低 这一点对大前悬角度特 别有利 此外还可以降低车桥托架侧的横摆臂支 座，因此可以使侧倾中心较低 单铰接车桥只有一种类型的横支撑杆作为车桥 托架 而双铰接弹簧支柱车桥则具有一个显著增加车 辆前端刚度的框架 技术数据技术数据 名称名称 数值数值 名称名称 数值数值 总前束 14’ 主销偏置距 4 mm 轮距 1493 mm 车轮转向角 41° 22’ 车轮外倾 -12’ 外侧车轮转向角 33° 29’ 主销内倾角 13° 56’ 车轮偏置距 37 mm 主销后倾角 7° 2’ 轮胎规格 185/60 R 16 主销后倾拖距 19.5 mm 11 E87 后桥后桥 概述概述 开发代码为“HA 5”的全新开发后桥首次使用 是在 E87 上。
这种车桥是一种带有 5 个不同连杆的多连杆 独立悬架车桥 但是，“HA 5”这个名称与五连杆无关，而是 表示 BMW 的持续研发代码（参见车型） 优点优点 5 - E87 后桥 各连杆的名称请参见下页上的插图 12 后桥组件后桥组件 索引索引 说明说明 索引索引 说明说明 1 后桥托架 6 稳定杆连杆 2 推力杆 7 前束控制臂 3 导向臂 8 纵摆臂 4 轮毂 9 外倾控制臂 5 横摆臂 10 车轮托架 13 6 – 后桥，从左后方向看（上图），从左前方向看（下图） 14 7 – 后桥左侧俯视图 HA 5 的各种连杆的各种连杆 在俯视图中两个上部连杆 （插图中为蓝色） 构成 一个三角形两个下部连杆（插图中为淡紫色） 也构成一个三角形 后部的连杆（插图中为橙色）是前束控制臂 15 8 – 后桥车轮托架，从右侧看 索引索引 说明说明 索引索引 说明说明 1 纵摆臂 4 前束控制臂 2 导向臂 5 外倾控制臂 3 横摆臂 新型后桥的优点新型后桥的优点 图示为向行驶方向右侧看（从后部内侧看），带 有五个不同 HA 5 连杆的车轮托架 后桥托架和连杆使用高强度钢材制成 车轮托架 采用 GGG 40 制造。
与以前所使用的后桥相比，HA 5 具有以下优 点： - 制造成本制造成本 其基础是可以通过使用高强度钢材， 使后桥托架 和连杆的壁厚较薄 与 Integral IV 车桥相比，通过选择高强度钢材 制造整个车桥可以在节省材料方面挖掘出很大 的潜力而 HA 5 的重量也不是很高 - 轻型结构轻型结构 因为弹簧和减振器支撑在外倾控制臂上， 所以只 有这个连杆承受弯曲力矩 其它四个连杆都不承 受力矩，因此可以采用轻合金刚性结构 由于连杆采用直线型结构且借助球销来连接， 因 此除了外倾控制臂外， 所有连杆都只传递拉力和 压力 因此这个车桥的车轮导向装置具有很低的 弹性且尺寸非常精确 16 - 加工加工 HA 5 可以与制动装置以及悬架和减振系统事 先组装在一起并调整好 这样可以明显降低制造 厂的工作量并缩短工作周期 - 运动学系统运动学系统 即使使用宽轮胎， 很小的正主销偏置距也能保证 对纵向力不敏感 相对较大的主销后倾角有助于在侧向力作用下 产生指定的不足转向特性， 因此可以得到所需要 的行驶性能 这种稳定车辆的方法具有最快的响 应速度，因此也是最好的方法 悬架运动过程中前束的变化（参见插图 6）可 以使车辆在相对较短的轴距下具有出色的直线 行驶特性， 且在转弯行驶时具有出色的自转向特 性。
选择悬架运动过程中合适的外倾角变化量， 从而 在转弯行驶时始终保持最佳的外倾角 但是， 因 加载负荷引起弹簧压缩时外倾角变化不大， 因此 不会导致轮胎磨损加剧与 RSC 轮胎（防爆 轮胎） 配合使用可以在侧向力方面挖掘出新的潜 力 通过较长的前束控制臂可以显著降低对纵向公 差的敏感性 较长的前束控制臂对整个弹簧行程 内的前束特性也有积极的影响 较低的侧倾中心高度对侧倾运动有非常积极的 影响 通过改善侧倾中心变化速度基本上使转弯行驶 时的“依靠情况”降至最低 制动支持功能 （抑制俯仰运动） 已设置到 70 % 赛车的支持（抑制俯仰运动）比率通常为 0 %， 以便始终保持最大的抓地力 在这些车辆上， 制 动和起步时俯仰运动的缺点通过大刚度悬架予 以补偿在 E87 上实现的制动支持功能（抑制 俯仰运动） 是舒适性、 安全性与动态行驶要求之 间的最佳折中方案 通过采用五连杆结构可以在设计时自由选择主 销轴 这意味着可以在不折中考虑制动力、 加速 力和侧向力的情况下， 优化悬架运动过程中车轮 的运动这在很大程度上决定了所有主要参数， 例如前束、外倾角、制动支持（抑制俯仰运动） 比率、侧倾中心高度和侧倾中心变化速度。
17 9 – 后桥整个弹簧行程内的前束特性 索引索引 说明说明 索引索引 说明说明 1 弹簧压缩 3 弹簧伸长 2 弹簧行程 [mm] 4 前束 [min.] 在制动力作用下整个弹簧行程内的 前束变化量 弹簧在非受力状态下压缩和伸长时 的前束变化量 在侧向力作用下整个弹簧行程内的 前束变化量 - 碰撞要求碰撞要求 采用斜摆臂后桥和中心连杆后桥时， 纵梁必须相 对弯曲较大 这在尾部碰撞时有不利之处 相反， HA 5 则允许纵梁以非常有利的方式布置， 因此 在碰撞速度较低时有非常大的优势 此外，较大的后桥托架直接连接在坚固的纵梁 上，从而对传递所承受的碰撞力更有利 纵摆臂带有一个防撞卷边（在 HA 5 的纵摆臂 上，参见。