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聊操控悬架你真的懂吗?

发布时间:2018-11-23

  前一篇文章,球叔谈了悬挂操控评价的复杂性导致全球没有产生一个可以独立评价的汽车悬挂操控评价的机构。悬挂设计的参数非常之多,比如前束、外倾、内倾、后倾、横向偏置距、后倾拖距、侧倾中心高度、轮胎接地点的X、Y向位移,轮心距注销位移等等都需要考虑。

  当然悬挂最重要的是强度,只要能够承受车辆行驶中的各种力,悬挂就是合格的。而做到优秀最主要的则是结构布局,要考虑活动范围、稳定性和整体的灵活度。最优秀的赛车标准那就太复杂了(那可是篇万字以上的大论文)。

  今天球叔要谈一谈双球节弹簧减振支柱悬挂。这种悬挂总是被草率的归为麦弗逊式独立悬架,其实是小看了悬挂结构的差异,并忽视了其所带来的优势。球叔必须指出来,奔驰A级、C级、CLK实际上也是用的双球节弹簧减振支柱悬挂,但它在国内标注的是多连杆悬挂。所以到今天我认为有必要重视这个悬挂结构,并给出清晰的定义。

  球叔认为奔驰的标注虽然略有问题,但对悬挂结构的功能表述是没有问题的,当然最规范的还是宝马和凯迪拉克双球节弹簧减振支柱悬挂,这也是最真实的称谓。

  既然说到了麦弗逊式悬挂,就有必要谈一谈独立悬挂和非独立悬挂的区别,学术一点说:非独立悬挂是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上,乐橙国际官网左右两侧车轮是互相影响,一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮;独立悬挂则是两侧车轮通过彼此独立地杆件与车身相连,当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力,这种冲击力不会波及另一侧车轮,而前悬挂最常用的就是麦弗逊式独立悬挂。

  其实要理解这个问题,球叔教你最简单也是最关键的识别方式就是看有没有活动球节。

  简单说非独立悬挂式没有活动球节的,而独立悬挂是有活动球节的,活动球节越多意味可自由活动摆臂越多(也并非越多越好,要考虑簧下质量),有了球节的概念你才可以理解双球节弹簧减振支柱这个名称。宝马和凯迪拉克的这个悬挂命名没有任何猫腻,双球节讲的是与刹车盘固定的两个活动连接(三角臂是单球节),弹簧减振支柱也是最实在的说法,所以根本不用怀疑所谓的称谓忽悠。

  接着说麦弗逊式悬挂吧,麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一(如果比如成手表就可以称之为ETA统芯)。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成。其结构用IT和互联网思维说麦弗逊式悬挂就是高度简化集成的悬挂。

  螺旋弹簧套在减震器上工程师们称之为滑柱,它不仅承担了缓冲、减震的作用,还担当着导向机构的功能,这样做的好处可以避免螺旋弹簧受力时产生偏移,限制弹簧只能作上下方向的振动。而下面的三角摆臂也是集成式思路,通过一个零部件三个支点产生相对稳定的控制(多连杆式设计则是独立设计)。麦弗逊式悬挂在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角,让其能在过弯时自适应路面,让轮胎尽其可能的接地面。

  麦弗逊式悬挂结构的优势是简单、轻量、响应速度快,在常规的行车过程中,舒适性上的表现还是令人满意,不过由于其构造为集成式,普通版本的麦弗逊悬挂三角臂设定范围小,横向活动范围太短,在激烈驾驶时应对横向G值冲击力时能力较弱,且整体承受能力有限(性能车必须加强强度)转弯侧倾明显。所以就有了各种高阶版本(如同百年灵、卡地亚、万国、宇舶改进ETA统芯一样),其中高等级版的麦弗逊式悬挂以保时捷911的悬挂为代表。

  从整体角度看,保时捷911的前悬挂虽然是麦弗逊式结构但在提振性能上做了很多努力。一,是材料优化(高强度轻量化),减振和弹簧都用了高等级的,A臂材料采用铝合金材质,强化的横向稳定杆(这个现在基本标配的稳定杆实际对抑制侧倾帮助很大),而现在进化链接横向稳定杆和支柱的小杠杆臂实际上也能够更好承受和传递作用力(老式设计是链接在摆臂上);二是造型结构优化,三角下摆臂造型开口大而长(已经类似长叉臂了),给力的铝合金副车架与下三角臂形成了非常强的联动关系;三是设计位置精准,保时捷是全球悬挂调校的专家,在悬挂结构位置布局上相当精妙(比如注销偏距更短等)。

  如果还有人说保时捷跑车的悬挂和几万块钱的车采用一样的悬挂,我看多半是脑子进水了。这道理就如同你线万以上,以ETA机芯为基础材料更换,从新打磨的天文台标准的的宇舶机芯和4000元的天梭的ETA相提并论吗?

  为啥要变呢?一个原因是,单球节的三角臂注销偏距还是略长,而双球节可以虚拟一个注销点,这样可以缩短注销偏移距,提高直行行驶稳定性,对转向精准度也有很大的提高。此外摆臂越多,越长,悬挂在设定各种参数时可自由掌握的度就多,车辆性能设定上的可变能力也就会越强。这对追求高性能和舒适平衡的车辆意义尤其重大。

  如果类比的话可能更好理解,双球节弹簧减振支柱悬挂之于传统麦弗逊和欧米茄的同轴擒纵至于传统机芯一样,有异曲同工之妙,只是前者提高操控性,后者提高走时精准性。

  在悬挂类型之中对比的话,双球节弹簧减振支柱这种结构和双横臂(特别体现这不是双叉臂)以及连杆支柱悬挂的优势都类似,只是双横臂和连杆支柱的横向双摆臂基本处于平行状态,所以还需要一根纵向的摆臂来承受传递纵向作用力。而双球节弹簧减振支柱悬挂,下方的两根摆臂形成了梯形结构,可以消化横向和纵向作用力,因此也就无需纵向摆臂了。

  相比双横臂和连杆支柱,双球节弹簧减振支柱优势要突出,主要是减少了簧下质量,操控更灵活。这种设计其实就等于双叉臂结构去掉了上层的单叉臂(双球节弹簧减振支柱有小幅垂直落差,这比单叉臂更优优势),虽然严格意义上,比双叉臂稳定性要略逊一筹,但簧下质量更轻,操控灵活性提高,在车重允许的范围内(像宝马用在1系、3系、奔驰用在A级、B级、C级,凯迪拉克则用在ATS上),它实际上优势更大。大型车辆承受的力不一样当然采用多连杆和双叉臂结构更好些。

  这里球叔想说一点,如果宝马、奔驰这个双球臂弹簧减振式前悬挂没有独到的地方的线系是绝对不可能成为全球量产车操控之王的,奔驰也不会成为同级操控与舒适平衡极佳的车型。而后来者,立志做同级最好操控的凯迪拉克的ATS就根本不可能跟随宝马、奔驰采用这种悬挂,它大可向英菲尼迪Q50一样直接采用双叉臂式悬挂。要知道凯迪拉克已经为ATS准备了前后5:5的配重,MRC主动电磁感应悬挂和Brembo刹车,绝对不可能在如此重要的悬挂结构上犯错误,当然答案是这种悬挂优势突出,量产的凯迪拉克ATS操控优势非常明显也验证了这种结构的突出优势。

  最后我们来谈谈结论吧,有人说宝马3系、凯迪拉克ATS、奔驰C级的双球节弹簧减振支柱悬挂是麦弗逊式悬挂,对此我并不认同。差异和优势上文已经讲得足够多了,球叔更愿意用类比的形式来下结论。打个比方你会认为欧米茄同轴擒纵的8500机芯是ETA2892机芯吗?你会把欧米茄、天梭的机芯档次归为一档吗?我想稍微有点手表认知的人都不会,在专业人士的眼里,欧米茄8500机芯和ETA2892机芯,结构不一样、摆频不一样,储能时间不同,材质不一样,工艺不一样,走时精准性标准也完全不同。8500机芯已经是公认的标准的高端自制机芯了。

  其实宝马、奔驰、凯迪拉克的双球节弹簧减振支柱悬挂与欧米茄的8500机芯类似,球叔并不认为它应该归为传统的麦弗逊式悬挂,它应该属于独立的细分高性能悬挂,当然从功能上讲,也可以被称之为连杆支柱悬挂。(有时间球叔也会谈一谈连杆支柱悬挂,这种因凯美瑞舒适性定位被误解的悬挂其实一定都不弱)

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