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汽车悬架 稳定压倒一切
作者:李方
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    ■本报记者 李方
  由于国内部分汽车品牌在介绍汽车性能时,突出强调表面配置、淡化核心基础配置,导致消费者挑选车辆的方法,存在严重误判。
  汽车舒适性体现在哪里?车辆安全性最基本构件是什么?驾驶操控性怎么理解?
  在厂商豪华内饰的渲染中,很多人将居室舒适性概念套用在移动的汽车上。厂商各种安全配置的罗列铺叙,形成了不少人对汽车安全性的判断……
  不可否认,座椅设计的舒适、各种主、被动安全配置,在提升汽车舒适性、强化汽车安全性能,确实发挥很大的改善作用。但是,对于移动、高速行驶中的汽车,舒适性、安全性、操控性的决定性因素主要取决于汽车的基础设计——悬架。
  汽车三大总成——发动机、变速箱、悬架。很多人对前两者比较熟悉,而对悬架,很多人一片茫然。
  如果把汽车发动机比喻为人的心脏、变速箱比喻为人的血液传导系统,那么,悬架就好比人的双腿。
  发动机、变速箱,决定了汽车跑得快不快;悬架,决定着汽车跑得稳不稳。
  又快又稳才是判断车辆性能优劣的关键。而从安全角度看,稳定压倒一切。
  三大总成“身体”之外的各种配置,则好比专业、精良的服饰,可谓锦上添花。

矛盾与平衡

  谈到悬架,别说普通消费者,即使是一些汽车相关人士,也是懵懂不清。
  对悬架的专业描述,是“汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称。”悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩,比如支撑力、制动力和驱动力等,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。简而言之,悬架将车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能。
  悬架的构件虽然简单但设定参数却相当的复杂。汽车厂家不但要考虑汽车的舒适性,操控稳定性,还要考虑到成本问题;而既要满足汽车操纵稳定性的要求,又要保证汽车的舒适性要求,就形成了一对矛盾。这是因为,要达到良好的舒适性,就需要缓冲汽车的震动,弹簧就要设计得柔软些;而弹簧柔软、座椅舒服了,却容易发生刹车“点头”、加速“抬头”以及严重侧倾偏向,不但不利于汽车的转向、操纵不稳定,而且也令人产生严重不适等。
  一辆汽车,既要舒适又操控性好,这个极难妥协又要达到尽可能平衡的悬架总成设计,相对厂家的技术实力,无疑是一个极大的挑战。

妥协与应对

  随着技术的发展,汽车舒适性、安全性与操控性难以调和的矛盾关系,渐渐趋于平衡;但这是以制造成本提升为前提的。
  既要舒适又得操控稳定性好,还得兼顾成本,围绕三个问题,就有了不同的解决方案。
  首先是独立悬架与非独立悬架的不同选择。
  独立悬架系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架系统悬架在车架或车身下面的。
  非独立悬架系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬架系统悬架在车架或车身的下面。非独立悬架系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点;但由于其舒适性及操纵稳定性都相对较差,在现代轿车中只有成本控制比较严格的车型才会使用,更多的用于货车和大客车上。
  独立悬架的优点是,质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。独立悬架也有软肋,它存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点,同时因为结构复杂,会侵占一些车内乘坐空间。
  非独立悬架系统的优点是,左右轮在弹跳时会相互牵连,轮胎角度的变化量小使轮胎的磨耗小。在车身高度降低时还不容易改变车轮的角度,使操控的感觉保持一致。构造简单,制造成本低,容易维修。占用的空间较小,可降低车底板的高度。
  非独立悬架的弱点非常突出,左右轮在弹跳时,会相互牵连,而降低乘坐的舒适性及操控的安定性。因构造简单使设计的自由度小,操控的安定性较差。在制造材料相同的前提下,非独立悬挂虽然更耐冲击,但肯定不舒适。
  综上所述,舒适性,非独立悬挂不可避免逊色于独立悬挂。但是,独立悬挂虽然有较好的舒适性,但若没有其他辅助手段,它更容易导致车身侧倾。而非独立悬挂的联动性却能保障其先天对侧倾的抑制性。
  独立悬挂、非独立悬架,为了扬长避短,又先后衍生出多种解决路径。
  目前,国内车型上比较常见独立悬架有三种技术类型,麦弗逊式、双叉臂式、多连杆式。非独立悬架,以扭力梁式为多。

选择与比较

  麦弗逊式独立悬架极常见,多应用在车辆的前轮。它构造简单,好处是质量轻、体积小,有利于对比较紧凑的发动机舱布局。另外,采用麦弗逊悬架也有控制成本的考量。几乎所有B级以下车辆都采用这种方式的前悬挂。
  也正是由于结构简单,它有一个明显缺陷,转弯时,车辆侧向支撑力度不足,车身侧倾明显;刹车点头现象比较多。
  相比麦弗逊式悬架,双叉臂式独立悬架,转弯时,上下两个A字形叉臂,能同时吸收轮胎所受的横向力,转弯侧倾较小。另外,悬架可调参数多、轮胎接地面积大、抓地性能优异,绝大部分跑车的前悬架,均选用双叉臂式悬架。
  但双叉臂需要占用较大的空间,制造成本高,经济型小车一般不会采用此种悬架。
  多连杆独立悬架,通过各种连杆配置,能实现双叉臂悬挂的所有性能,弯道适应性更好。用在前驱车前悬挂,在一定程度上缓解前驱车转向不足的问题。另外,它的舒适性能是所有悬架中最好的,操控性能也和双叉臂式悬架难分伯仲。
  高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能和操控稳定性,所以大多使用多连杆,它是当今高档轿车的绝配。
  但是,多连杆悬架结构相对复杂,材料成本、研发实验成本以及制造成本,远高于其他类型的悬架;因其占用空间大,中小型车出于成本和空间考虑,极少使用这种悬架。
  总而言之,独立前悬挂,最经济适用、性价比最高的是麦弗逊;能做高性能调校和匹配的悬挂是多连杆和双叉臂;结构最复杂实现性能最多的是多连杆。
  国内非独立悬架,以扭力梁式悬挂为多见。它是汽车后悬挂类型的一种,是通过一个扭力梁来平衡左右车轮的上下跳动,以减小车辆的摇晃,保持车辆的平稳,尽管有些厂商宣称自己的车装备的是扭力梁式半独立悬挂,但是扭力梁还是非独立悬挂的一种。由于其自身具有一定的扭转刚度,可以起到与横向稳定杆相同的作用,可增加车辆的侧倾刚度,提高车辆的侧倾稳定性。
  扭力梁式后悬架的结构简单,制造成本低,容易维修且占用车底空间较小,可降低车底盘的高度,从而车内空间得以增加,因而常用于小型车。其缺陷在于,因为无法调整定位角度,影响汽车的操控性。

  

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【第 B3 版:汽车·选择】
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