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悬架系统

作者:策划、撰文=王小雷 设计=唐辉

悬架系统是汽车整体构造中的一个重要组成部分,它是连接车架与车桥(非承载式车身结构)或车身与车轮(承载式车身结构)之间的连接装置的总称,悬架的主要作用是传递施加在车轮和车架之间的力和力扭,缓冲由路面传给车架或车身的冲击力。

在一款汽车的各项性能表现中发动机的动力输出和变速器的响应速度可以满足消费者对车辆加速性能的不同需求,而悬架系统则是通过不同的类型和调校方式,实现操控型和舒适型等不同的动态性能表现,与消费者的购车诉求密切相关。

策划、撰文=王小雷 设计=唐辉



悬架类型及应用

根据结构的不同,悬架系统可分为独立悬架和非独立悬架两大类。

独立悬架的结构从其字面意义上已经有所体现,每一个车轮都与一个相对独立的悬架个体相连。一个车轮在轧过沟坎时,其产生的纵向跳动不会对其他车轮产生影响。可以有效地减少路面颠簸对车身的冲击,同时可以提高车轮的抓地能力。不过,独立悬架系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。同时,因为结构复杂,会对车内空间造成影响,在后轴上的体现尤为明显。

非独立悬架与独立悬架相反,在同一轴上的两个车轮由一根硬轴相连,当一侧车轮弹跳时,同轴的另一侧车轮会产生倾角变化,进而使得车身发生扭曲变形,影响车辆的动态稳定性和舒适性。非独立悬架拥有较好的强度和承载能力,大型货车和大型客车通常采用这种悬架。而对于普通乘用车来说,除了一些非承载式车身结构的越野车采用非独立悬架实现四轮驱动和更好的悬架强度外,这种悬架通常只有成本控制严格的车辆才会采用,所以在网络上这种悬架也被称为板车悬架。非独立悬架结构简单、成本相对较低,但是动态舒适性较差,也不利于车辆稳定性。

由于不同悬架结构的稳定性和舒适性能力不同,不同的产品上也会出现不同的悬架组合模式。

前置前驱是目前多数乘用车采用的驱动模式,前轴不仅负责转向和驱动,还要负担发动机的重量,对悬架的要求也比较高。除了一部分强调通过能力,采用非承载式车身结构、分时四驱系统,并配备机械式差速锁的越野车采用整体桥式前非独立悬架外,轿车、MPV和多数SUV都采用了前轴独立悬架结构。独立悬架也是有多种类型的,其中麦弗逊式独立悬架是应用最为广泛的前悬架类型。这种悬架结构相对比较简单紧凑,对发动机舱空间影响比较小,重量比较轻,非常适合主流的前置前驱形式。此外,麦弗逊式悬架的成本相对较低,是一种物美价廉,性价比很高的悬架形式。

麦弗逊式独立悬架应用广泛,但是这种悬架在操控能力和舒适能力方面没有什么特别出众的性能。所以在强调运动操控或舒适性的车型上,还有更合适的悬架形式。一般来说,强调驾控质感和操控稳定性的车型,通常会在前轮采用双横臂式独立悬架模式。而强调舒适性的车型则会选择多连杆独立悬架。这两种悬架结构相对比较复杂,成本也远高于其他类型悬挂。而且它们占用空间较大,中小型车的成本和空间有限,不适宜使用这类悬架。

与前悬架一样,配备什么样的后悬架也是和车型定位密不可分的。无论是双横臂、多连杆,还是非独立悬架,都是与车辆的舒适或运动定位相关。由于非独立悬架在舒适性和操控性方面的不足,目前越来越多的产品开始采用四轮独立悬架结构。当然对于价位低廉、空间狭小的A0或是A00级小车来说,四轮独立悬架也许并不是最合适的,后轴独立悬架对乘坐和储物空间确实存在影响,而对这些小车来说原本有限的空间更是弥足珍贵的,所以非独立悬架仍然有它的存在空间。

悬架调校类型与使用需要

悬架可以反馈给驾乘人员舒适或是硬朗的质感,而软或是硬的感觉主要是由弹簧和减震元件决定的,通过细致的调校,不同阻尼的减震器和弹簧组合可以获得不同的软硬质感。

舒适型

舒适型悬架通常有较大的行程,遇到沟坎时车身的起伏明显,弯道中车身的侧倾感觉也比较明显,日系车通常采用这种悬架行程较大的设计调校方式,突出柔性强化对颠簸的吸收能力,在通过减速带或是坑洼路面时,可以感觉到车身的起伏,路面颠簸对车身和驾乘人员的冲击感比较小。不过较大幅度的起伏和侧倾对容易晕车的人士不利。

运动型

运动型悬架的调校与舒适型调校相反,由于转弯时车身侧倾会导致车辆重心偏移,所以运动型车的悬架通常调校得比较硬,悬架行程也比较小,转弯时车身侧倾也比较小,可以有效地控制重心的偏移,从而使车身在弯道中保持比较平稳的姿态,有利于提高车辆入弯和出弯速度,保证车辆的可控性。但是由于悬架行程小,且弹簧等减震部件较硬,在不平整的路面上悬架不能很好地吸收路面颠簸和震动,车内乘员对路面状况的感知会比较明显,舒适性较差。

均衡型

柔性和硬性这两种悬架调校都属于比较极端的类型,各有各的利弊,所以越来越多的车型开始采用均衡型的调校策略。这种调校达不到柔性舒适那种绵软的质感,但是能通过限制悬架行程和增加减震阻尼等手段减小弯道中车身侧倾幅度,使车辆的弯道性能有所提升。它也不同于运动型调校那样刚硬到毫无舒适性,在不平整的路面上能适度的吸收颠簸。

通常来说一款车的悬架软硬度是由弹簧减震器等弹性元件决定的,弹簧的软硬度和减震器的阻尼都是固定的,除了这种固定的模式,还有一种可变悬架可以通过手动或车辆自动改变悬架的高低或软硬来适应不同路面的行驶需求。

可变悬架也有不同的种类,目前应用较多的有空气悬架和电磁悬架等。君越配备的CDC全时主动式液力减震稳定系统也属于主动悬架系统的一种。该套系统可以每秒钟对路面监测100次以上,根据车身的行驶状态对悬架阻尼的强度实时调节。当以中低速于城市道路行驶时,系统可以根据路面的状况,将悬架阻尼的强度降低,从而有效吸收来自路面的震动,保证车辆行驶的平稳顺畅,提升驾乘的舒适性。高速行驶或者转向时,又可以瞬间提升悬架阻尼的强度,加强车身的稳定性,减小过弯时的侧倾。甚至可以在紧急制动时提高阻尼强度,控制车辆“点头”的现象,进而缩短刹车距离。


 

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