之前文章着重介绍了麦弗逊悬架和双叉臂悬架的差异,除此以外,还有很多各式各样的悬架构造,这些悬架里,有的注重操控,有的注重节约空间,还有的两者兼具,本文将一一介绍。
独立悬架or非独立悬架
悬架系统按照结构划分,可以分为独立悬架和非独立悬架。所谓独立悬架,车轮具备单独的悬架连杆,工作时与其他车轮互不干涉,能实现较好的舒适性和操控性。
而非独立悬架工作时,单侧车轮活动时,会因为悬架结构影响同轴另外一个车轮,舒适性操控性略差,因此称为非独立悬架。
双球节弹簧支柱
双球节弹簧支柱可以简答理解为麦弗逊悬架的改良版本。传统麦弗逊仅依靠一个A字臂约束全前、后、侧的力,连接羊角的只有一个点位。而双球节弹簧支柱将A字臂解耦成2跟独立的连杆,通过2个球头连接羊角。
这样带来的好处就是虚拟铰接点更贴近轮心,操控性能更好,同时工程师在调校车辆的时候,也有更大自由度。并且双球节弹簧支柱依旧具备占用空间小的优势。
连杆越多,操控越稳 多连杆独立悬架
多连杆入门 三连杆
多连杆独立悬架就是多根连杆组成的悬架结构,有五连杆、四连杆、三连杆等等,连杆还有不同形状,如H型臂。但无论如何,这些连杆的作用都是对车轮的自由度进行约束,连杆越多,约束度越高,但占用空间也更大,同时调校的难度也更高。
三连杆悬架和双球节弹簧支柱结构类似,基于双球节弹簧支柱,三连杆又多出了一根纵向拉杆用于约束前后方向的力,一般用于汽车的后悬架上。
成熟可靠 E型4连杆
四连杆悬架的形式主要有E型四连杆和双叉臂式的四连杆。其中E型四连杆在上面所说的三连杆的基础上,又增加了一根横向拉杆,也多布置在汽车后悬架上。是一种成本较低,但综合性能较好的独立悬架。
但这种悬架依然存在一些不足。纵向的连杆较长,一般连接点位置在车身上,振动和噪声能直接传递到车内,NVH性能略显不足。更主要的是,这根拉杆在工作时,其运动轨迹呈扇型,也就是说,车轮也存在一定的前后位移,约束程度较差。
双A臂解耦 四球节双叉臂
另外一种双叉臂式的四连杆,整体结构和双叉臂类似,不过将双叉臂的2个A字臂解耦,采用4根连杆连接羊角,相比双叉臂2个球头,这种悬架共有4个球头连接羊角,又称为四球节双叉臂。相比双叉臂,这种4连杆悬架的虚拟主要也更贴近轮心,理论上悬架的操控性能强于双叉臂。
奥迪称这种悬架为五连杆,是将转向拉杆也算作一个约束,搭载车型有奥迪Q5、S5等,但本质上还是算四连杆悬架。
民用天花板 五连杆
五连杆属于当前民用车的天花板悬架,从结构的角度出发,五连杆带来的约束度是最高的。但需要说明的是,悬架除了结构外,还有阻尼的匹配,弹簧的选择,调校才是更重要的。
五连杆悬架结构由2根上拉杆,2根斜拉杆,以及1个下控制臂组成,较四连杆多了一根连杆,对于车轮倾角、束角的控制也更加全面,可以实现对车轮精准的导向,没有纵向的拖曳臂,当受到路面颠簸时,车轮能够垂直于轮心跳动,对于纵向冲击的优化也更好,舒适度也更好,运动性能的上限也更高。
至于缺点,只能说由于结构复杂、连杆较多,设计、调校、结构复杂,对厂家的底盘的调校实力要求很高。
此外,还有一种H型摆臂的悬架,其主要控制臂像字母“H”得来。H型摆臂仅靠一个摆臂就能实现多个约束度,效率是很高的。但这种控制臂本质上类似双球节弹簧支柱,是通过将多个连杆集成为一个摆臂,实现多个约束度。
占用空间小,承载力强 非独立悬架
非独立悬架一般卡车、货车使用较多,但部分追求空间的乘用车如MPV、微型小客车使用也较多。不同于独立悬架有多个控制臂或者连杆的结构,非独立悬架由一根主梁连接两侧车轮,大致可以分为扭力梁式悬架和整体桥式悬架,此外还有一些带推力杆的变种非独立悬架。
扭力梁式悬架和整体桥式悬架最大区别在于连接车轮中间的梁体是否具备形变的能力。这也是扭力梁名字的来历,扭力梁式悬架就像是一个巨大的H臂,前面2端连接车身(副车架),后面直接连接车轮,中间的横梁部分刚度并不大,具备一定的形变能力。
这种悬架结构简单,价格便宜,维修方便,其次占用空间小,车内空间能够做得更大。然而扭力梁的缺点就是左右车轮上下跳动时会相互影响,乘坐舒适性较差,同时在转向时,侧倾带来车轮倾角,造成单侧抬轮和抓地力不足,总体上采用这种悬架的车型越来越少,主要以法系车居多。
整体桥悬架结构和扭力梁类似,但横梁无法扭转形变,优点是结构简单且可靠,承载力很强,主要是商用车采用,但缺点则是舒适性较差。
同时,这种结构通过推力杆与大梁相连接,再匹配上螺旋弹簧,能具备超长的悬架行程,实现极强的越野能力。
编后语
悬架结构没有绝对好坏一说,只有最适合的。同时,一辆车的操控和承载,悬架结构只是木桶的一个板,综合性能还要看阻尼匹配、弹簧、衬套等一系列的综合匹配,不能以悬架论英雄。