解析4種常見懸掛系統(組圖
懸掛系統是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱,好比身體的「骨骼」,其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭,並且緩衝由不平路面傳給車架或車身的衝擊力,並衰減由此引起的震動,以保證汽車能平順地行駛。它是一輛汽車的核心技術,決定著操控性、舒適性、安全性三大方面,也正是它決定了汽車的「脾氣」,也就是所謂的駕駛風格。
懸掛系統分為獨立和非獨立兩種,其中非獨立懸掛系統具有結構簡單、成本低、強度高、保養容易、行車中前輪定位變化小的優點,但其舒適性以及操控性如果沒有經過特殊調校的話,一般情況下會比獨立懸掛差。獨立懸掛的優點是質量輕、減少車身受到的衝擊、提高了車輪的地面附著力;可用剛度小的較軟彈簧,改善汽車的舒適性;可以使發動機位置降低,汽車重心也得到降低,從而提高汽車的行駛穩定性;左右車輪單獨跳動,互不相干,能減小車身的傾斜和震動。不過,獨立懸掛系統存在著結構複雜、成本高、維修不便的缺點。今天我們就來介紹4款常見的懸掛,以及應用它們的熱門車型。
麥弗遜式獨立懸掛:採用最廣泛主要優點:結構簡單、佔用空間小、操控性能好主要缺點:穩定性差、抗側傾和制動點頭能力弱、增加穩定桿以後有所緩解但無法從根本上解決問題,耐用性不高,減震器容易漏油需要定期更換。適用車型:適用於大部分車型。
麥弗遜式懸掛的主要結構即是由螺旋彈簧加上減震器組成,減震器可以避免螺旋彈簧受力時向前、後、左、右偏移的現象,限制彈簧只能作上下方向的振動,並可以用減震器的行程長短及鬆緊,來設定懸掛的軟硬及性能。
典型的麥弗遜式懸掛
它的一個最大設計特點就是結構簡單,結構簡單能帶來兩個直接好處那就是:懸掛重量輕和佔用空間小:懸掛屬於運動部件,運動部件越輕,那麼懸掛響應速度和回彈速度就會越快,所以懸掛的減震能力也就越強;而且懸掛質量減輕也意味著彈簧下質量減輕,那麼在車身重量一定的情況下,舒適性也越好。佔用空間小帶來的直接好處就是設計師能在發動機倉布置下更大的發動機,而且發動機的放置方式也能隨心所欲。在中型車上能放下大型發動機,在小型車上也能放下中型發動機,讓各種發動機的匹配更靈活。
麥弗遜懸掛的最大特點就是結構簡單
再來談談它的缺點,也正是因為麥弗遜結構過於簡單,造成懸掛的剛度有限。由於麥弗遜懸掛只能靠下托臂和減震器支柱來承受強大的車輪衝擊力,所以較易發生幾何變形。這種變形體現到駕駛感受上,就是駕駛者會明顯的感覺到車身穩定性較差。無論是轉彎側傾,還是剎車點頭現象,都非常明顯。
比亞迪F3和POLO的前懸掛都為麥弗遜式
速騰和途觀的前懸掛也採用了麥弗遜式
作為超級跑車的保時捷911也採用了麥弗遜式前懸掛
那麼它到底應用有多廣泛呢?由於其佔用空間小適合小型車以及大部分中型車使用,因此不管是銷量冠軍比亞迪F3,還是最受關注的POLO和速騰,還有最新上市的途觀都應用了它作為前懸掛。需要特別說明的是作為超級跑車的保時捷911也採用了麥弗遜式前懸掛,這足以證明這款懸掛具有廣泛的適應性。雙叉臂式懸掛:運動性能更好主要優點:橫向剛度大、抗側傾性能優異、抓地性能好、路感清晰;主要缺點:製造成本高、懸架定位參數設定複雜;適用車型:運動型轎車、超級跑車以及高檔SUV前後懸架。
雙叉臂式懸架和麥弗遜式懸架有著緊密的血緣關係,它們的共同點為:下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂構成,液壓減震器充當支柱支撐整個車身。不同處則在於雙叉臂式懸架多了一根連接支柱減震器的上控制臂,這樣一來有效增強了懸架整體的可靠性和穩定性。
雙叉臂式獨立懸架擁有很多優勢:出色的側向支撐、精確的車輪方向控制等,但由於使用上下控制臂結構,過於穩定的特性卻使車輪的響應速度較其他形式懸架緩慢,上下控制臂的結構也導致這種懸架的橫向安裝空間增大。因此雙叉臂懸架常出現在車身寬大的豪華轎車、全尺寸SUV、皮卡甚至超級跑車上。
雙叉臂式前懸掛的轎車主要有一汽豐田皇冠和一汽豐田銳志
奧迪Q7和大眾途銳也採用了雙叉臂懸掛
大眾途銳的雙叉臂懸掛結構圖
蘭博基尼蓋拉多等超級跑車的前後懸都採用雙叉臂懸架
國內採用雙叉臂式前懸掛的轎車主要有一汽豐田皇冠和銳志,另外還有我們比較熟悉的凱迪拉克賽威SLS、雪鐵龍C6[綜述圖片論壇]、奧迪Q7、大眾途銳。另外蘭博基尼蓋拉多、瑪莎拉蒂3000GT等注重操控性能的跑車在前後懸都採用雙叉臂懸架,這足以說明雙叉臂的應用範圍廣泛,重要的是它能為車身提供很好的側向支撐。
東風本田思域採用了雙橫臂式後懸掛
雅閣和馬自達6都採用了上雙橫臂式前懸掛
有些人可能會提到雙橫臂式懸掛和雙叉臂懸掛的關係,可以說雙叉臂式懸掛屬於雙橫臂式懸掛的一種,但是結構更為複雜一些。大部分雙橫臂懸掛都偏向運動性,國內採用雙橫臂式前懸掛的主要有:廣州本田雅閣、一汽轎車馬自達6以及北京賓士-戴克的克萊斯勒300C。而採用雙橫臂式後懸掛的有東風本田思域。多連桿懸掛:更好的操控性和舒適性主要優點:舒適性好、操控性和雙叉臂懸掛有一拼主要缺點:結構複雜、佔用空間大、成本較高適用車型:注重舒適性和操控性的中高檔轎車
多連桿獨立懸掛,可分為多連桿前懸掛和多連桿後懸掛系統。其中前懸掛一般為3連桿或4連桿式獨立懸掛;後懸掛則一般為4連桿或5連桿式後懸掛系統,其中5連桿式後懸掛應用較為廣泛。
多連桿懸掛能實現主銷後傾角的最佳位置,大幅度減少來自路面的前後方向力,從而改善加速和制動時的平順性和舒適性,同時也保證了直線行駛的穩定性,因為由螺旋彈簧拉伸或壓縮導致的車輪橫向偏移量很小,不易造成非直線行駛。在車輛轉彎或制動時,多連桿懸掛結構可使後輪形成正前束,提高了車輛的控制性能,減少轉向不足的情況。
多連桿懸掛在收縮時能自動調整外傾角,前束角以及使後輪獲得一定的轉向角度。通過對連接運動點的約束角度設計使得懸掛在壓縮時能主動調整車輪定位(這個設計自由度非常大),能完全針對車型做匹配和調校以最大限度的發揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限。
賓士E級
多連桿懸掛結構相對複雜,材料成本、研發實驗成本以及製造成本遠高於其它類型的的懸掛,而且其佔用空間大,中小型車出於成本和空間考慮極少使用這種懸掛。 但多連桿式懸掛舒適性能是所有懸掛中最好的,操控性能也和雙叉臂式懸掛難分伯仲,高檔轎車由於空間充裕、且注重舒適性能和操控穩定性,所以大多使用多連桿懸掛,可以說多連桿懸掛是高檔轎車的絕佳搭檔。
華晨寶馬的3系及5系轎車都採用前後多連桿
高爾夫6和速騰都採用了多連桿後懸掛
奇瑞A3(左)的多連桿注重舒適性/翼神注重運動性
國內前後懸掛均採用多連桿的車型有:華晨寶馬的3系及5系轎車、一汽大眾奧迪A6L以及賓士家族的E級和S級;採用多連桿前懸掛的車型有上海大眾的帕薩特領域;採用多連桿後懸掛的車型就更多了,自主汽車的代表就是奇瑞自主研發的奇瑞A3,主打的就是舒適性;另外現在非常火熱的高爾夫6和速騰等車型也都採用了多連桿懸掛,更好的兼顧了操控性和舒適性;還有一些注重運動性能的轎車,例如藍瑟翼神和福克斯。
福克斯的SLA Control Blade後懸掛
關於福克斯的後懸掛問題爭論很多,有人認為它是雙叉臂懸掛,又有一部分人認為它是多連桿懸掛,但是唯一可以肯定的是它是獨立懸掛,其實這個問題不是死的,或者按照廠家的說法就是SLA Control Blade懸掛,翻譯過來就是「長短臂刀鋒式懸掛」。
拖曳臂式懸掛:半獨立懸掛主要優點:結構簡單實用、佔用空間最小、製造成本低主要缺點:承載性能差、抗側傾能力較弱、減震性能差、舒適性有限適用車型:中小型汽車、低端SUV後懸掛
不同廠家對這種懸掛的稱謂不同:例如縱臂扭轉梁獨立懸掛,縱臂扭轉梁非獨立懸掛,H型縱向擺臂懸掛等等。歸根結底它們都是同一種懸掛結構——拖曳臂式懸掛,只是調教稍有不同。
拖曳臂式懸掛我們姑且稱之為半獨立懸掛,因為從懸掛結構來看它屬於不折不扣的非獨立懸掛,因為左右縱向搖臂被一跟粗大的扭轉梁焊接在一起,但是從懸掛性能來看,這種懸掛實現的是具有更高穩定性的全拖式獨立懸掛的性能。
很多小型車均採用了拖曳臂式的後懸掛
在實際使用效果方面,後拖曳臂式懸掛由於具有一定的非獨立懸架特性所以導致舒適性一般。因為由於左右後輪有橫樑相連,所以左右兩側車輪都會同時隨起伏不平的路面抖動,雖然減震器和螺旋彈簧能吸收部分震動,但由於後懸橫樑的整體性,剩餘的震動還是會不可避免地快速傳遞到車身,這就是為什麼採用拖曳臂後懸架的車型普遍都比較顛的原因。
卡羅拉和桑塔納均採用了拖曳臂後懸掛
在操控性能方面,拖曳臂後懸架相對多連桿獨立懸架的極限也來得較早。在動態運動尤其是高速轉向中,車身隨慣性會產生一定的側傾。由於縱向拖臂所連接的車輪在轉向中不會發生外傾角變化,由此會造成前輪的轉向不足。加之跳動範圍有限,因此在很多操控測試中,不少採用後拖曳臂懸架結構的車型在入彎後單邊後輪會離地的情況也正是後拖曳臂懸架的先天不足。
雪鐵龍家族採用的後拖曳臂式懸掛帶後輪隨動轉向功能
雖然拖曳臂後懸架有如此多的先天不足,但是在小型車中卻應用得最普遍。我們所熟知的飛度和標緻207都採用了此後懸掛。實用性與成本的平衡是拖曳臂後懸架長盛不衰的根本,加之緊湊的結構使得佔用車身空間小,外傾角不變使得輪胎磨損小的優點使之成為一些車型絕配。一汽豐田的卡羅拉和大眾老將桑塔納也採用了拖曳臂後懸掛。
愛麗舍和畢加索在後輪隨動轉向技術的輔助下挖掘了拖曳臂的潛力
說到此也要提一下,雪鐵龍家族算是拖曳臂式後懸架的一個忠實擁躉。從九十年代初到現在,後懸架仍然不折不扣地還在使用拖曳臂式。真的是雪鐵龍止步不前?但它在WRC中取得的優異戰績卻能否定你的這一看法。實際上在雪鐵龍看家本領——後輪隨動轉向技術的輔助下,拖曳臂懸架的潛力是可以隨意挖掘的。拖曳臂懸架也正是經受住了這樣的考驗,方才走到了今天。
總結:
今天為大家介紹的4款常用懸掛能夠給消費者一個大體的框架,了解到例如雙叉臂的運動性能以及多連桿的舒適性能和操控性能等等。其實懸掛對於車輛的操控和舒適方面的重要性並不是靠單純的結構就能夠完全控制的,這其中還包括廠家對其的調教,是偏於操控性還是舒適性,還是要達到兩者的均衡。
推薦閱讀:
※選擇的假象:《生化奇兵》和《生化奇兵:無限》
※命里有沒有生兒子的八字解析
※「武神」趙子龍全解析:被誇大的英雄與被忽略的凄涼
※廉貞星獨坐命宮解析
※解析「妻管嚴」的三種類別