愛上了她ing

如今的消費者在選購汽車的時候，已經不僅僅是看外在了，更多的消費者開始關注內在的表現。而在內在的表現中，底盤懸架的表現是最容易被消費者們忽略的一部分。底盤懸架的好壞，關乎到一輛車的行駛品質好壞，而行駛品質是會直接影響到我們的駕駛感受的。今天，我們就來聊聊底盤懸架的那些事。

懸架作為底盤中的一部分，懸架的好壞對整個底盤的影響非常大，一個好的懸架能讓底盤的表現如虎添翼。一般來說，現代汽車上的懸架可以大致分為獨立懸架和非獨立懸架兩種。

先來說說獨立懸架，簡單來說，獨立懸架的意思就是每個車輪的懸架都是獨立運作的，不受其他車輪懸架的影響。獨立懸架常見的有雙叉臂式、麥弗遜式、多連桿式這幾種。獨立懸架的成本較高，調教難度相對於非獨立懸架來說比較大，但因其天生的結構優勢，獨立懸架在運動性、舒適性上都能有較好的表現。

非獨立懸架因在其兩個車輪間會有互相影響，所以一般作為汽車的後懸架來使用。雖然非獨立懸架在結構上並不佔優勢，但其簡單的結構可以最大程度的減小對車內空間的影響，並且成本較低，車企往往將其用在經濟型小車上。

除此之外，還有非常重要的一點就是調教。一款調教的好的非獨立懸架是可以在各種性能指標上追趕獨立懸架的，法系車就是一個非常好的例子。所以我們在看車的時候，不僅要看懸架的結構，還要切實去駕駛感受一下工程師們對於懸架的調教水平。

總而言之，一個好的底盤離不開一個好的懸架，一個好的懸架也不足以支撐起一個好的底盤。為什麼這麼說呢？除了懸架，影響底盤的表現還有很多因素，如轉向系統的調教、制動系統的調教等等。所以說底盤的表現除了看懸架的結構和調教外，其他的部件間的配合也必不可少。你知道怎麼分辨了嗎？

汽車觀察家

這個問題挺難回答的，畢竟脫離了成本談技術優劣性很沒有意義。跑車的懸架都槓槓好！哈哈

不過既然這麼問了，咱們把範圍限制在普通家用車（從捷達到奧迪A4這個價格區間）。普通家用車的懸掛按形式來分，目前絕大多數無非這四種：前麥弗遜+後多連桿，前麥弗遜+後扭力梁，前雙橫臂+後多連桿，前後都是多連桿。

一般而言從性能的角度，對於前懸架，多連桿和雙橫臂是優於麥弗遜的，而對於後懸架，多連桿也是優於扭力梁懸架的。

不過，後扭力梁和後多連桿一直是不斷爭吵的話題，尤其是速騰車的斷軸事件讓人談“扭”色變。我在之前的文章詳細對比了兩個懸架。在此再拿出來獻醜啦。

扭力梁懸架結構

先來看看扭力梁懸架吧。如圖1所示，扭力梁的結構特點就一個詞：“簡單”。所有的扭力梁結構都遵循“兩縱一橫”模式。一橫指的是中間的扭力梁（又稱扭轉梁），這是這種懸架的核心。學過工程力學的工科學生應該從字面意思上就能看出來，這個結構既承受“扭矩”（扭）又承受“彎矩”（梁）。“兩縱”指的是左右縱臂，其方向與車身縱向方向一致，所以稱之為縱臂，縱臂前端與左右支架通過襯套（圖中未標註）相連，左右支架固定在車身地板上。縱臂的運動軌跡是繞著襯套軸線旋轉。一般而言，彈簧和減振器的下端固定在縱臂上，上端固定在車身地板。

圖1 扭力梁懸架結構示意圖

扭力梁懸架設計要點

為了更好的理解扭力梁懸架，小P科普下工程師在設計扭力梁懸架時注意的關鍵要點。大家千萬不要以為扭力梁結構簡單，它的設計就很簡單，其實能輕鬆玩轉扭力梁的設計師在國內幾乎沒有...小P雖然也是設計懸架的，說起這個也自慚形穢。

扭力梁的截面形狀

扭力梁作為後懸架最重要的承載單元，其結構形狀是很關鍵的，尤其是梁的截面形狀。通常市面上我們常見到的梁的截面形狀就以下幾種：開口的V型、U型和封閉式的。每一種的截面幾何的參數，比如開口角度、過度的圓角半徑都是要反覆技術驗證的。如果涉及到變截面梁（從中間到兩邊，梁的截面形狀變化）就更加複雜了，這一些都需要先進的計算機輔助工程（CAE技術）軟件來計算。

扭力梁的強度

設計扭力梁的3D工程師做出數模後，要交給負責強度計算的CAE工程師來驗證，如果不行就要重新設計。下圖顯示了CAE工程師通過計算發現該款扭力梁在靠近與縱梁連接位置處強度不足。（CAE強度分析軟件一般將受力較大的地方用深紅色表示）。

動力學分析

強度校核通過只是第一步！設計出的扭力梁在車輛行駛過程中能否滿足舒適性和操縱性的要求呢？如果剛性（描述物體不易變形的物理量）設計的過於強，那麼車輛的舒適性就會很差，如果剛性設計的特別弱，那麼操縱性就會很差。整車廠有專門負責車輛動力學的工程師負責對此進行驗證。

襯套的設計

扭力梁與車身的連接主要依靠襯套，縱臂圍繞著襯套軸線旋轉。所謂襯套就是一種橡膠件，避免硬連接，起到隔振的作用。但襯套不能設計的太硬，否則舒適性會很差，也不能設計的太軟，否則操縱性會差。同時襯套與車身橫向的角度也是重要的設計參數，下圖中的角度如果太小，則懸架無法抵抗來自側向的力，操縱性就很差，反之舒適性就很差。

扭力梁懸架只有這一對襯套，這是一個巨大的短板，這個襯套要兼顧抵抗側向的受力又要緩和垂向的衝擊，所以往往只能做到相互妥協，不會兼顧。

結構振動

扭力梁這種結構天然就容易產生振動，尤其是與後面的剎車盤產生共振。當制動剎車的時候，制動盤往往會產生高頻振動，直接通過縱臂傳遞給車身，縱臂這個零件往往還會起到“大喇叭”的作用，將振動和噪聲放大。而扭力梁懸架只有一對可憐的襯套起隔振、降噪作用（別忘了這個襯套還需要兼顧其他很多工作）。怎麼辦？還是算！工程師要計算這套結構的固有頻率，將其固有頻率與制動盤的頻率避開，儘量減少共振。

其他

你以為完了嗎？沒有！！！這些都設計完以後，還可能面臨很多問題：你的這結構衝壓工藝能做出來嗎？焊接工藝怎麼樣？耐久性怎麼樣？一系列的問題接踵而至...所以，設計一款成熟的扭力梁是很耗時費力的大工程...據說這玩意法國人玩的最溜...

多連桿懸架的結構

其實，小P今天特意在扭力樑上扯了很多，有機會可以再專門寫一篇介紹文章，剛才那些對於扭力梁的設計研發都是鳳毛麟角。之所以寫這麼多，主要是因為大多數消費者對扭力梁不夠了解，關注度也不如多連桿懸架，以為其設計很簡單。所以小P多發揮了一些^_^。好了，現在看看多連桿吧！

先上圖！看看我們的神車寶馬！

看到沒有！是不是逼格很高。的確，扭力梁與它比起來簡直可以用“簡陋”形容。多連桿懸架就是副車架+各種杆+各種襯套。多連桿小P今天就不展開說了，簡單說說它為什麼難，難就意味著逼格高，所以性能車、豪華車都用它，哈哈^_^

多連桿的設計難點

關於多連桿的設計，核心在於懸架硬點的設計（所謂懸架硬點，就是懸架這些杆的連接點的空間位置）。假如有5個連桿，那麼就有10個硬點位置，每個位置有XYZ三個方向的座標，這就是30個參數。5個連桿就有10個襯套，每個襯套有徑向和軸向兩個剛度參數，這就是20個參數。再加上其他參數，工程師要考慮50+個參數對於車輛動力學（車輛動力學是極其複雜的一個研究領域）中20+的設計目標，你說難不難？

懸架大PK

好了，還是迴歸主題吧，到底這兩種懸架怎麼比？先來分析下各自的優劣勢：

扭力梁懸架

優點：

• 成本低（一個扭梁充當了副車架+穩定杆）
• 結構簡答，佈置空間小，留給後排及後備箱的空間多

缺點

• 勉強做到舒適性與操縱性兼顧，很難做到雙優
• 對側向力的抵抗不足，一般側向發生一點碰撞，整個懸架都得全換（親身經歷）
• 逼格低。。。

多連桿懸架

優點：

• 設計空間大，可優化的參數空間多，各個襯套各司其職，如果設計的好，可以同時具備優秀的舒適性和操控性
• 更高的物理極限
• 抵抗側向力的能力強
• 逼格高。。。尤其是全鋁的多連桿。。。

缺點：

• 貴啊，死貴死貴的
• 需要的佈置空間多，影響後備箱的空間

總結

其實，懸架沒有優劣之分，符合車型定位的懸架是最好的懸架。作為廠商，在成本與性能方面的平衡是很重要的，現在越來越多的車型開始向扭力梁懸架轉型，也有的廠家反反覆覆猶豫不決，似乎在試探市場反應。作為消費者，買什麼不重要，重要的是知道自己買了什麼~

題外話

大眾的速騰案例給扭力梁抹了黑，小P覺得這只是一個失敗的案例，但不能代表扭力梁不可靠。任何產品，可靠性和耐久性是最低的要求，這是我們工程師的底線。小P猜測，速騰扭力梁開發失敗的原因可能是：在原有多連桿的平臺上，工程師為了儘量減少其他零件的更改，硬是做出了一個嫁接的扭力梁。這項工作本身難度就極大，廠商還是太冒進了。

最後，看看神車Type R（最快前驅車）的扭力梁懸架，你知道我要說什麼。。。

小P講車

市面上常見的三款底盤好的平民汽車福克斯，高爾夫，馬自達3，底盤都很好。底盤懸架是一個比較玄乎的系統，因為除了硬件要好，還需要好的調教，就像軟件一樣，我經常給我的新同事舉這樣的例子，如果底盤軟就好比人光著腳奔跑在沙灘上，雖然不會腳震動的疼，但是加速慢，容易打滑，如果底盤硬，就好比人奔跑在水泥路面上，雖然加速和減速響應快，但腳會疼。這需要一個很長經驗積累的過程，市面上哪些車底盤懸架好呢？

在這裡我們只討論下平價汽車，類似F1，超級跑車這樣的，小工瞭解不多，也從來沒參與過這種汽車的設計製造，就不瞎扯。奔馳寶馬也非常好，在豪華車裡面奔馳寶馬的中高系列也必須好啊，畢竟太貴了。非承載車身+整體橋式在這裡我們也不討論。

福特福克斯

• 福克斯是福特歐洲研發中心的拳頭產品，前麥弗遜+後多連桿的結構。主打底盤性能，高速車身穩定，轉向精確無虛位，高速再提速能力強，過顛簸路面車身穩定，同時路感也強，急速轉彎車身穩定。包括我徒弟最早也問，這些數據能否量化，試驗場是有很多量化的數據的，這些即便我貼出來，也太難懂了。在汽車行業也有一個爭論，到底是福克斯底盤最好還是高爾夫呢？爭論不休，但是不是第一就是第二。

  
  

大眾高爾夫

• 大眾車的種類非常多，主攻各個方向，高爾夫就是主打底盤性能的家用轎車，雖然作為家用，但是幾乎所有的大眾成熟新科技都應用在這款汽車上面。和福克斯一樣，它也是前麥弗遜後多連桿的結構。高爾夫相比較於福克斯在急速轉彎的能力更強進，在80km/h速度下轉更小的負角彎道，但是在顛簸路面車身穩定和轉向反饋這方面要略弱於福克斯。

馬自達3

日本的馬自達汽車號稱東方的寶馬，也主打運動，旗下汽車底盤都不錯，同時汽車車身輕巧，雖然和老牌運動轎車福克斯和高爾夫還略有差距，但是不在專業的測試環境下比較難發現，同時馬自達3的軸距不福克斯和高爾夫略大，這方面也補償了部分車身穩定性能。遺憾的是現款馬自達3昂克塞拉比老款星騁底盤性能有所減弱。

雖然懸架有獨立和非獨立兩種，並不意味著獨立一定好於非獨立懸架，比如法系車很多非獨立懸架就比市面上大多獨立的要好，正如我們之前所說，需要硬件和軟件（調教）共同作用。如何能有效傳遞動力到車輪，如何緩和車身衝擊，減少動載荷，該剛性的時候剛，該柔的時候柔，才是好的懸架。

我是汽車工程師，喜歡汽車技術，歡迎大家加我關注一起討論汽車技術和買車用車的問題

關鍵字: 懸架 底盤 消費者