【 悬挂】我们在选车或者看评测文章的时候,常常会注意到人们对于悬挂的评价。例如说某某车的悬挂级别很高,某某车的悬挂没有变等等。悬挂对于车辆而言是至关重要的,它影响的绝不仅仅是操控性,它还涉及到舒适性、安全性等各个方面。搞清楚悬挂结构,分辨不同车型的悬挂本质,有利于我们弄清各款车型的内在功底,在选车的时候有的放矢,在用车的时候也可以应用得恰到好处,对于想要改装车辆的朋友来说更是必修课程。下面我们就将对各种常见的悬挂进行介绍。
悬挂概况
最直接说,悬挂其实就是指用来连接车身和车轮的部件,凡是完成这一任务的部分,都可以划归为悬挂,它包括弹簧、减震器、连杆等等。悬挂自从汽车诞生开始就已经存在,但除了著名的麦弗逊悬挂以外,其他悬挂并没有统一的名称。因此各个厂家在宣传自己车型的时候,都会为它们取上炫目的名字。这其中尤其以经济性轿车最喜欢用名称来提升自己的悬挂等级混淆耳目。
独立悬挂与非独立悬挂
这是我们最常听说的名称。简单的说,左右两个车轮之间没有硬轴连接,一侧车轮的悬挂部件全部都只与车身相连的情况下,可以定义为独立悬挂。反之如果两侧车轮之间有连接物,并且会导致相互干涉,就属于非独立悬挂。这两种悬挂的特性很明显,独立悬挂由于车轮之间没有干涉,可以调校出更好的舒适性和操控性,而非独立悬挂则由于结构简单,可以获得更好的刚性和通过性,也更节省空间。目前绝大多数乘用车的前悬挂都是独立式的,后悬挂则各有不同。
常见的悬挂类型
尽管官方名称众说纷纭,但我们仍然可以根据结构特点将各种悬挂进行归类。非独立悬挂较为简单,有整体桥和纵臂扭转梁两种,其中整体桥也有人称作硬轴式悬挂,而纵臂扭转梁的别名则有扭力梁式、拖曳臂式等等,具体布置也会有略有不同,比如有些会加入防倾杆,有些还会使用瓦特连杆。
独立悬挂中最常见的是麦弗逊,它的名称相对标准。双叉臂悬挂在高级别车型、SUV的前悬挂以及跑车上较为常见。连杆支柱悬挂属于麦弗逊的变种,曾大量出现在日韩中小型车系的后悬挂上。多连杆更多出现在高级别车型的后悬挂上,少量注重操控的车型也会采用多连杆前悬挂。由于这种悬挂理论上级别最高,因此常常会被厂家偷换概念。
例如很多厂家将采用连杆进行定位的整体桥称作多连杆,而连杆支柱被称作多连杆的更是极为普遍。由于这些悬挂里面都有2根以上的连杆,原则上说是“多连杆”也不能算错,但却是我们最需要分辨清楚的。
纵臂扭转梁
结构特点:这种悬挂只出现在后悬挂中。其基本结构是左右两端各有一根纵向拖曳臂,一头与车身相连,一头与车轮相连。在两个纵向拖曳臂之间,会有一根钢梁,这根钢梁可以被扭转,近似于平衡杆的作用。减震器和弹簧一般布置在拖曳臂与车轮相连的位置。
性能特点:纵臂扭转梁是最简单的后悬挂之一,它的复杂程度比整体桥高不了多少,因此可以有效降低制造成本。由于左右车轮的干涉并不明显,因此它在调校出色的情况下,可以获得不错的舒适性和操控性。它另一个显著的优点是与车身连接简单,可以有利于布置车内空间,因此采用这类悬挂的车型可以拥有比采用复杂悬挂车型更大的后排或者行李舱空间。
由于左右车轮仍有干涉,因此它的性能还是要逊于多连杆等标准独立式悬挂。全拖式悬挂虽然是独立式的,但它在性能上并不能超越纵臂扭转梁。这种悬挂常常出现在纵臂扭转梁平台车型的四驱版本上,因为有“扭转梁”的干涉,设计师无法布置传动轴。
整体桥:
结构特点:这是最传统的悬挂设计,我们在很多地方都能看到它的身影(如板车)。一根硬轴连接左右车轮,然后将硬轴通过减震弹性原件固定在车身上是它的标准结构。
性能特点:结构简单当然是其优点之一。另外整体桥悬挂的强度可以设计得非常高,因此它往往得到重型车的青睐。它的缺点同样明显,左右车轮的干涉使得它是舒适性最差的悬挂;车轮的定位在弯道上没有丝毫改变,因此它的操控性也是最差的。
麦弗逊/连杆支柱:
结构特点:麦弗逊悬挂由A臂与减震支柱共同组成,车轮的上部通过一根减震支柱与车身相连,下部的连接部件则是一根A字形摇臂。上部的减震支柱集成了弹簧和减震器,这跟支柱不仅承担车体、减震的任务,而且还要承受车轮上端的横向力。下部的A臂则可以承担车轮下端的横向力和纵向力。连杆支柱是麦弗逊的变种,一般出现在后悬挂中,它的下部不再是A臂,而是两根平行连杆和一根纵向拉杆。
性能特点:结构简单是麦弗逊最大的特点,因此它的成本不高。然而这并不意味着它性能差,这也是这种悬挂自诞生开始就得到迅速普及,并且沿用至今仍属主流悬挂的主要原因。由于悬挂部件少,可以获得很轻的簧下质量,这对于提升整车舒适性和过弯时的响应性都是非常有意义的。这种悬挂的缺点在于减震支柱负担过多,使得其耐冲击性和抑制侧倾能力都较差,这也制约了其兼顾性的发挥。高级别车型不采用麦弗逊悬挂,也就是基于这个原因。在这方面连杆支柱与麦弗逊一致。
双叉臂:
结构特点:下部结构与麦弗逊悬挂一样,为一根A臂,同时车轮上部也有一根A臂与车身相连。减震弹簧和减震器,则一般与下A臂相连。此时的减震支柱只负责支撑车体和减震任务,车轮的横向力纵向力,则都由A臂来完成。
性能特点:从结构可以看出,这种悬挂的强度和耐冲击力都要比麦弗逊悬挂强很多。其强度高的特点被SUV设计师看重,这也是为何我们在大多数SUV上都能看到它身影的原因。另外由于轮胎上下均有A臂支撑,在悬挂被压缩的时候两组A臂会形成反向力,从而可以很好地抑制侧倾和刹车点头等问题。
在弯道上,由于支撑力强,也有利于轮胎定位的精准化,从而可以提高过弯极限,因此它也得到高级别轿车和跑车设计师的青睐。它的缺点除了结构复杂成本高以外,悬挂部件偏重也是缺点之一,特别是在自重较轻的中小型车上,它反而会降低整车的舒适性。另外从车轮定位能力看,它仍逊于结构更复杂的多连杆悬挂。
多连杆:
结构特点:我们可以想象一下将双叉臂的两个A字臂尖头的结合点分开,分别与车轮相连,这就变成了多连杆悬挂。多连杆悬挂的基本原理就是这样的,但实际设计的时候有很多的变形。由于是通过连杆连接,它可以根据需求来改变,甚至采用弯曲的连杆。
如果减震部件与下部连杆相连,上端有独立的连杆支撑,同时又没有A 臂存在,则基本上可以确立为多连杆悬挂。多连杆的“多”是相对的,常规的有4连杆和5连杆,也有3连杆的结构,都可称作多连杆悬挂。
性能特点:采用如此复杂的悬挂,自然是为了获得高性能,因此这种悬挂理论上是级别最高的悬挂。但由于其复杂,对于调校要求很高,因此对于调校功底不到位的厂家来说,采用这种悬挂反而有可能适得其反。至于缺点,成本高当然是主要的,另外它的支撑强度会弱于双叉臂悬挂。
悬架相关:
前束角是指车轮与行驶方向之间的角度。平时我们很难看出车轮与行驶方向之间会存在夹角,除非是那些改装非常明显的车辆。不同车型前束角设计也不一样,它们根据设计诉求的不同而不同。
前束角采用正值设定的,我们俗称其为“内八字”。这种设计可以提升车辆的循迹性,但同时会增加滚动阻力。相反某些车会采用相反是设计,我们俗称“外八字”,它会令驾驶更轻松、经济性更好,但会降低操控性和高速稳定性。
外倾角是车轮与地面垂直线之间的夹角,也就是说车轮一般也不是与地面完全垂直的,它会存在一定的角度。由于车辆转弯的时候悬挂会被压缩,车轮也会变形,一定幅度的外倾角会有利于提升此时弯道的抓地力。同样的,外倾角设定的不同,也反映出车子不同的风格。