毫无用处的汽车知识篇十八:汽车悬挂二三事上篇-基础知识( 三 )


扭力梁
所以如果不是后桥驱动,干脆就直接用一个H粱连接两个车轮,扭转粱(扭力梁)悬挂就诞生了 。对于买菜车来说,这是一个极其优秀的悬挂方案,首先没有副车架,成本低,然后除了两根弹簧占用垂直空间外,没有零零碎碎的空间占用,可以为后排和后备箱提供极大的空间 。
但是扭力梁的问题在于粱前的两个衬套要吃两个方向的力,这个部件极其重要且负担大,所以福特最先开发了一种带瓦特连杆的扭力梁,用瓦特连杆分担衬套一个方向的力,增加一些驾驶乐趣 。
当然还可以做的更便宜,比如奔驰老a级b级,用一个抛物线型扭力梁,又省了一个衬套 。要知道一个衬套可是不便宜 。
扭力梁的主要问题是两个轮子非独立,受路面影响比较大,不过买菜车要求不要太高,正常驾驶问题不大 。扭转粱方面psa应该是非常专业的,可能要归功于出色的变截面梁设计能力,板车悬挂做出独立悬挂的感觉,psa这点还是值得肯定的 。
甚至psa还做过基于衬套技术的后轮随动转向,这在之前一期曾经介绍过 。
拖曳臂及变种(刀锋臂,H臂)
拖曳臂是汽车早期采用的一种独立悬挂方式,并且一直被改进至今,原始版本拖曳臂和羊角是死的,直接约束5个自由度,这也导致转弯时外倾非常严重,比如经典的雪铁龙2cv 。
所以针对拖曳臂的改进集中在释放自由度上,原始的拖曳臂与车架有两个铰接点,如果改为一个,就可以释放2个自由度,宝马e36就是这样增加两根控制臂,这种拖曳臂也可以叫做拖曳杆 。(上面那张进化图里拖曳臂那项第二个)
那张图里第三个,再释放一个拖曳臂和wheel hub的铰接点,改为3横臂1纵臂(不完整的拖曳杆),就成为了一种可以叫做多连杆但实际上仍然是拖曳臂的悬挂,比如雷克萨斯rx就用这种
拖曳臂再进化就是现在比较流行的刀锋控制臂了,也叫E型多连杆,4连杆,也就是进化图上的第四种 。一个纵臂控制两个自由度,3个横臂控制3个自由度 。
比如奥迪tt直接就叫4连杆,但是本质上应该还是基于拖曳臂改进的,不然4个连杆咋约束5个自由度呢 。刀锋臂主要问题是横杆和纵臂都有约束XZ面轮心运动的功能,轮心前后位移明显,X向的冲击也有部分会直接通过纵臂传到车身上,NVH也会受此影响;刀锋臂还会扭转,对操稳有影响,后续演进成H臂来解决这一问题 。
所以后来会产生一种H臂约束的系统,因为一个H臂会约束4个自由度,所以只用在后轮上,加一个控制杆组成 。
不过H臂轮距变化比较大,内外倾控制不好,再加上H臂体积大一般要用铝合金,所以高端跑车喜欢使用这种设计的改进型,比如宝马
这个后桥的H臂断开一脚用活动导杆连接或用大衬套释放一个自由度+2个连杆约束2个自由度
老a8的后悬挂,保留的外倾控制,轮胎和地面接触佳,操稳极限性能好,没有刀锋臂的缺点,轮心不会在上下跳的时候前后位移很多,同时相对双叉臂来说可以省一些乘员舱空间 。缺点是这种布置H臂的前衬套如合布置,非常讲究 。
法拉利也喜欢采用这种设计,不过法拉利应该是处于悬挂系统强度的考虑 。
双叉臂及其变种(5连杆)
与拖曳臂差不多时候出现的另一种悬挂形式是双叉臂,因为A臂形状像鸡骨头,所以老外也叫wishbone型,两个a臂各约束2个自由度,如果放在前轮的话转向拉杆再约束一个,如果放在后轮就加一根前束杆约束一个自由度即可 。如果需要后轮转向,那么把后轮的前束杆换成分体转向机即可 。
双叉臂的运动轨迹非常简单,控制性也很好,而且转向拉杆布置自由,减震方面推杆拉杆也都可以布置,但是上A臂还是比较占空间的,再加上对a臂强度要求,球铰和衬套多,现在一般豪华一点的车才会用双叉臂 。如果将上球铰点延申到高位,就是之前我们看到的演进图中的第一个变化高位双叉,这种布置稍微省一点空间 。