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从杠杆原理看尊界踏板支架断裂,到底冤不冤?

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1、引言

懂车帝在百公里制动测试中,意外发现尊界 V800 存在刹车踏板支架断裂问题:连续三台测试车辆,均出现相同失效故障。消息一出迅速引发舆论哗然,不少人感到费解:一款定价百万级的车型,刹车踏板支架竟会在大力制动下被踩断。


断裂瞬间

尊界官方对此作出回应,称该部件结构强度满足、甚至高于相关国家标准,日常正常用车不存在踏板踩断的风险;测试中出现断裂,源于非标准的极端工况。但懂车帝随后表示,本次百公里制动测试并不属于极端工况。双方各执一词,不乏文字博弈,孰是孰非,留给大家自行判断。

双方声明

暂且抛开国标争议不谈,有一个事实无法回避:同属鸿蒙智行体系的问界、智界车型,在同等踩踏力测试下并未出现支架断裂。那么疑问随之而来:为何唯独尊界,在这类高强度踩踏工况下发生断裂?

2、杠杆原理

早在小学二年级,我们就学习了杠杆原理。甚至更早,在幼儿园和易友玩跷跷板时,老师就告诉我们,跷跷板运用的就是杠杆原理。体重更大的小朋友,就能把体重轻的易友翘起来。


跷跷板

跷跷板属于等臂杠杆,两侧力臂长度相等;但杠杆原理本身并不要求两边力臂等长。杠杆中,力臂更长的一侧所需施加的力更小,是省力端;对应的另一侧力臂短,使用起来更费力。


杠杆原理

究其力学本质,核心就是支点处的力矩平衡。力乘以力臂,得到的就是力矩。杠杆平衡时,力臂越长,所需的力就越小;力臂越短,需要的力就越大。杠杆原理被发现之初,阿基米德曾自信地说出那句名言:给我一个支点,我能撬起地球。

该图片使用了AI生成技术
给我一个支点,我能翘起地球

3、踏板受力分析

汽车刹车系统,正是利用杠杆原理实现制动。我们踩下刹车踏板,踏板另一端连接支架,位置固定且可以转动,属于铰链约束。踏板连杆中下方有一处支撑点,提供向上的支撑力;这个力经过传动结构传递到车轮,最终完成刹车。


踏板的杠杆原理

尊界的刹车踏板结构会更复杂一点,它并不是一根直杆,本身带有弧度,会让踩踏力产生偏移。不过这种设计并不是尊界独有,问界、智界的踏板也采用了类似结构。


踏板向左偏移

踏板向左偏移,受力之后,会让另一端支座的左右两端受力不再均衡。计算结果如图所示:支座左侧 A 点受力更小,右侧 B 点受力更大,这个差异正是偏移距离 L3 带来的。从公式也能看出,如果不存在偏移,也就是 L3=0,那么 A、B 两点的受力就会相等。


计算结果

不难看出,偏移量越大,B 点承受的力就越大。我们可以选取一组数据做对比。因为缺少实测图纸,各段长度均为目测估算:L1=75mm,L2=225mm,L4=30mm。其中尊界的偏移量 L3=130mm,问界、智界的 L3=105mm。把数值代入公式,计算结果如图所示。


数据对比

对比计算可见,尊界 B 点受力相比问界、智界高出 12.3%。因为踏板存在偏置,远端 B 点受力显著增大:尊界车型 B 点受力达到 A 点的5.6 倍,受力方向向上,使得支座承受拉伸载荷;而 A 点承受压缩载荷。这也解释了断裂断面呈现图中这种形态的原因。


左A右B

4、总结

综上,尊界刹车踏板更大的偏移量,会让支座右侧 B 点承受更高的拉力。在超大力踩踏工况下,该位置支座内产生的应力更大,相比偏移量更小的问界、智界,更容易发生结构破坏。这就是本次测试中支架断裂背后的力学机理。

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