汽车操纵稳定性的灵魂：汽车悬架

汽车操纵稳定性是汽车的核心性能，轻则影响到汽车的驾驶乐趣，重则影响行车安全，各大车企都投入了大量的人力、物力和财力来提高汽车的操纵稳定性。本文浅谈一下对汽车操纵稳定影响最为重要的悬架系统（Suspension System）。

汽车悬架属于汽车四大系统之一的底盘系统，连接车轮和车架，主要由弹性元件（弹簧、衬套）、导向装置（摆臂）及减振器三个基本部分组成。此外，还包括一些特殊功能件，如缓冲块（位于减振器上端和Top Mount之间，主要是在车轮在上跳极限位置起缓冲限位作用，不致于使减振器击穿）和稳定杆等。

常见的汽车悬架型式有三大类：

1. 刚性悬架／非独立悬架（Rigid Axle）
2. 半独立悬架（Compound Crank Axle）
3. 独立悬架（Independent Suspension）

1刚性悬架／非独立悬架（Rigid Axle）

顾名思义，是将左、右两侧车轮刚性连接，一侧车轮的跳动会影响到另一侧车轮。该悬架历史悠久，最初是用在马车上。如今，该悬架已经很少使用，只在一些厢式货车、轻型卡车和一些越野车上使用。如下图，是2007款Jeep Rubicon（四驱）的悬架，前后均为刚性悬架，以使车辆有很好的越野性能。



刚性悬架的特点如下：
结构简单，成本低，便于搭载轮间差速器，实现四驱；
刚性大，装载能力强；
侧倾中心高；
两侧车轮同向跳动时的方向相同，即两侧车轮有相同的前束和外倾角；
能实现很大的车桥运动（便于越野车使用）；
具有很大的簧下质量，尤其是对于带有驱动的刚性悬架（有差速器和半轴）；

下图是刚性悬架综合性能的雷达图，可以看到其优势主要集中在经济性，而平顺性和操稳性能较差。



2半独立悬架/扭力梁悬架（Compound Crank Axle）

该悬架是目前10万左右及其以下的紧凑型车使用最多的后悬架型式。由于左右车轮是靠一根可以扭转的V字形截面梁连接，故又可称为扭力梁悬架。下图为2004款欧宝 Astra的后悬架，为扭力梁。该悬架由于结构简单、便于装配、且兼有独立悬架和非独立悬架的一些特性，故目前被广泛使用。



目前，该悬架使用最多的是法系车，尤其是PSA在国内出售的几乎所有车型（508、C5以及进口的C4-AirCross和4008除外）的后悬都是该类型。要补充的是，法系车对该悬架的调校水平很高，国内某些OEM用多连杆独立悬架调教出来的操稳水平甚至都不及法系车扭力梁车型的表现。所以，不能人云亦云地一听到扭力梁就认为是板车悬架，性能差。

扭力梁悬架常见的型式有如下几种：

1. 扭转梁：横向的扭转梁和两侧车轮同轴；
2. 耦合型：横向的扭转梁在两侧车轮轴线的前面，通过两根和扭转梁焊接的纵臂和车轮连接，扭转梁和纵臂的焊接位置在纵臂的前半端；
3. 标准型：和耦合性的区别是，扭转梁和纵臂的焊接位置在纵臂的最前端靠近安装衬套的位置。



下图为扭力梁悬架综合性能雷达图，可以看出其主要的优势在经济性，且平顺性和操稳性略优于刚性悬架。



3独立悬架（Independent Suspension）

该悬架型式在B级以上车型上使用很广泛，甚至有些A级车为了追求操控性，也配备了独立悬架。比如福克斯、高尔夫（国内新款的已换成扭力梁）、昂克赛拉、明锐（国内新款的已换成扭力梁）等。



常见的独立悬架有麦弗逊式（Mcpherson Strut）、双叉臂式（Double Wishbone）和多连杆式（Multi-link）等。为了便于理解可以将双叉臂悬架视为最基本的多连杆悬架，其他形式的独立悬架都是在其基础上衍生出来的。

麦弗逊式是目前A级车和一部分B级车使用最为广泛的前悬架型式，由于该悬架型式结构紧凑，占用的横向空间小，所以大部分前置前驱的车型都采用这一型式的悬架。该悬架可以看成是将双叉臂悬架的上臂缩成一个点（弹簧减振器支柱和车身连接点）。该悬架最主要的三个部件是：弹簧减震器支柱、下控制臂、稳定杆。下图是2003款Golf的前悬架。



双叉臂悬架是上下两根叉臂组成的悬架，由于该型式的悬架侧向刚度大，多用于对操稳要求高的性能车和大部分赛车上。下图是Audi A4、A6和A8的前悬架。



下图为双叉臂悬架综合性能雷达图，可以看出其最大的优势是其出色的操稳性和平顺性，但其经济型不占优势，且占用的横向空间大，不适用于横置发动机的车型。



多连杆悬架一般是指杆系数量在3以上的，常见的有E型多连杆（福克斯后悬架）和5连杆型（BMW很多车型的后悬架）。下图为BMW 3系5连杆后悬架：其中最上端的青色连杆可用来调节前束，下端紫色和青色一体的连杆为支撑臂，用来固定弹簧和减振器，承载车身重量。



下图为奔驰M级5连杆后悬架。该车型使用的是空气弹簧和主动式减振器，能主动调节车身高度，以及更精准的调节减振器阻尼力以适应实时路况，达到出色的舒适性。



由于多连杆悬架的设计自由度高，可以实现对车轮精准的导向，但也对应相关的设计和调校工作非常复杂。没有超高的设计和调校水平，用该悬架型式也打造不出一款操稳性出色的车子。

下图为多连杆悬架综合性能雷达图，可以看到调教良好的多连杆悬架拥有出色的操稳性能和平顺性，但经济性和布置空间依然是其软肋。



4结论

下面我们对不同类型的悬架进行总结并打分，为大家买车提供一个参考。



以上打分是根据不同悬架自身的机械结构而言，汽车的操纵稳定性还取决于各车企的设计、调校、工艺以及制造水平 。有一句话说的很好：独立悬架是一个大容器的杯子，扭力梁是一个小容器的杯子，至于能装多少水，就看各车企的调校水平。

普通家用车，扭力梁能满足所有常规驾驶工况下的操纵稳定性和平顺性要求。现如今国内相当一部分自主车企，底盘调校工作委托给国外有经验的调教公司，其调教水平也越来越接近合资车的水平。

以后会详细为大家解析目前市场上的主流车型的悬架结构以及调教性能，敬请期待！