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盘点世界上那些调得比独悬还好的扭力梁悬架

好车有生活 4291浏览 2021-09-23 IP属地: 未知
盘点世界上那些调得比独悬还好的扭力梁悬架

一直以来,人们普遍认为,独立悬架比非独立悬架更好。而在我们日常所接触到的城市SUV、轿车等车型中,也形成一种悬架的鄙视链。那就是“双叉臂双横臂独悬看不起多连杆独悬;多连杆独悬看不起麦弗逊独悬;麦弗逊独悬看不起扭力梁非独悬”。可见,扭力梁式非独立悬架,几乎已经到了乘用车悬架类型的“底层”。

盘点世界上那些调得比独悬还好的扭力梁悬架

大家买车的时候,能选前麦弗逊+后多连杆悬架的,就尽量不会选前麦弗逊+后扭力梁悬架。但是,这样的选车套路真的就是如此绝对的吗?真的就没有扭力梁性能超越多连杆性能的吗?今天,我们就来分析一下,扭力梁和多连杆到底该如何选?哪些车的扭力梁悬架,比多连杆悬架设计得还要出色?

首先,我们聊聊扭力梁和多连杆的区别

以家用前驱车为例,其后悬架要么是多连杆独悬,要么是扭力梁非独悬。而两者的差异,归根结底在于结构上的不同。

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通过图例,我们可以显而易见地发现两者在构造上的不同。多连杆悬架,是两侧相对独立的悬架类型。每一侧的悬架,是由底部的横臂、连杆以及避震器套装(阻尼器+避震弹簧)所组成的。其连杆数量,分为三连杆、四连杆和五连杆不等。在车辆的行驶过程中,由于连杆数量较多,可以使车轮和地面尽最大可能保持垂直,尽最大可能减小车身的倾斜,最大可能维持轮胎的贴地性。并且,由于左右两组悬架是相对独立的存在,当一侧的避震器压缩时,不会对另一侧造成影响,所以其稳定性在理论上是比较出色的。

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而扭力梁悬架的结构,明显比多连杆更加简单。从典型的扭力梁结构示意图上可以看出,这一类悬架由一根扭力梁(这一根扭力梁并非完全的刚性结构,而是可以扭转运动的)把左右两侧车轮给连接在了一起。当一侧车轮发生跳动的时候,会使扭力梁发生形变扭转,从而带动另一侧车轮也相应地跳动,在一定程度上降低了舒适性。但是这一类悬架结构的承载能力更强,并且对车辆的内部空间占用较小,制造成本也较低。

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按照理论来看,论舒适和运动,多连杆悬架的结构类型,其实要比扭力梁式非独立悬架更加出色。但是,凡事也都有意外。随着汽车厂商技术的进步,再加上设计理念的进步,也有很多扭力梁式非独立悬架的舒适性和运动性,达到甚至超越了多连杆悬架的水准。接下来,我们就以雪铁龙、马自达以及通用这几大厂商的实际产品为例,来看看扭力梁的“顶尖水平”到底如何。

雪铁龙的扭力梁,以先进避震系统成为了现象级的存在

代表车型:雪铁龙凡尔赛C5 X、C5 AIRCROSS

1932年,雪铁龙开始使用液压减震器;1970年,雪铁龙捣鼓出了可以自动调节高度的液压气动悬架;1991年,雪铁龙又发明了标志性的后轮被动转向技术。可以说,雪铁龙在底盘方面的造诣,已经达到了世界的巅峰。那么雪铁龙为何会数十年来坚持使用后扭力梁悬架呢?

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其实,雪铁龙数十年来对扭力梁后悬一直在进行优化,其悬架性能已经超越了市面上大部分民用车搭载的三连杆或者四连杆独悬。在雪铁龙C5 AIRCROSS这台SUV上就能明显感觉到雪铁龙的功底。按理来说,扭力梁后悬会给人以“单薄”、“颠簸”等感觉。然而在C5 AIRCROSS这台车上,能明显感到它的底盘十分厚重,而且支撑性、滤震性尚佳。此处,就不得不聊一聊雪铁龙的底盘设计技术了。

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在雪铁龙C5 AIRCORSS以及全新的凡尔赛C5 X上,采用了标致雪铁龙最新的第二代扭力梁悬架。雪铁龙的上一代扭力梁悬架由于扭力梁的截面是双层钢板冲压的钟型截面,钟型开口是指向车尾方向,这条扭力梁的特点是Q弹,比较偏向舒适性的调校。但也出现了一个问题,那就是整体Z轴的支撑性不是很好,所以会出现经过颠簸路面时车尾横向晃动的情况。

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而在新一代的扭力梁悬架上,针对这一问题进行了优化,在目前的全新扭力梁悬架结构上,其扭力梁的钟型开口朝向地面,从而在Z轴上形成了一个背弓形的姿态,增加了悬架的支撑性。在支撑性得到保障之后,雪铁龙的工程师着力解决高支撑性带来的舒适度下降问题。

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在凡尔赛C5 X的全系车型上,都搭载了PHC自适应液压系统。这套避震系统,可以实时扫描路面的颠簸状况。在遇到路面颠簸时,会自动调软避震器的阻尼,使得回弹压缩形成能够确保车内的舒适性表现。

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另外,传统的扭力梁悬架还有“一轮弹跳、另一轮也会弹跳”的问题。而雪铁龙的工程师则在悬架总成与车身的连接处,采用了由高强度钢梁+橡胶止震块组成的连接系统。如此一来,能够更彻底地吸收由轮胎引起的振动,确保避震性能和支撑性的出众。由此,雪铁龙的悬架结构也几乎达到了完美的程度,其性能和质感足以媲美大部分四连杆独立悬架。

马自达SEB蝶形仿生后悬,材料和工艺的集大成者

代表车型:次世代马自达3昂克赛拉

当马自达3昂克赛拉在前两年改款时,很多车迷一听到这辆车将放弃多连杆独立后悬而换用扭力梁非独立后悬的时候,一时间“群情激奋”,认为马自达实在是太过于“离经叛道”。一台主打操控的买菜车,竟然和11代卡罗拉一样,用上了扭力梁悬架!这样的操作,还不如不换代!

但很多车迷朋友在开过新车之后,真香定律再一次主宰了他们的内心!嗯!SEB蝶形仿生后悬真香!

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事实上,马自达研发的SEB蝶形仿生后悬的升级点,并没有像PSA那样又改结构又换避震系统。而是采用了一个巧妙的设计,使得这套扭力梁悬架的性能堪比多连杆。在这套悬架的扭力梁上,采用了非常独特的造型:两侧与车轮连接处形状粗壮,中间又慢慢收细,好似蝴蝶展翅的形状,这就是"蝶形仿生"名字的由来。

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其实,这套悬架的巧妙之处,在于可变扭力梁的材料应用。独特的造型,使得SEB蝶形仿生悬架兼容了扭力梁和多连杆两种悬架的双重优势,兼顾了弯曲刚度和扭转刚度,并且不需要增加任何冗余的设计,确保了轻量化水平,从而提升了车辆的操控性能。

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也正是这种SEB蝶形悬架结构,对于材料和工艺的要求那是相当地高。一方面,选用的钢材要兼具足够的刚性和韧性;另一方面,为了满足扭力梁内外不等周长的特性,需要新的加工工艺。为此,马自达还特意研发出了一套冷锻工艺。值得一说的是,马自达的这种悬架,由于成品率和工艺限制,需要从日本进口,其“金贵度”也可见一斑。

通用瓦特连杆扭力梁悬架,让扭力梁也能拥有高极限

代表车型:别克威朗Pro(欧宝雅特)、别克昂科拉GX

之前我们已经提到,传统扭力梁由于结构的限制,在一侧车轮发生跳动的时候,另外一侧车轮也可能会发生对应的跳动。而众多研发扭力梁的厂商,也在优化着这一问题。雪铁龙巧妙地增加了一块橡胶垫、马自达则用上了全新的材料和扭力梁设计。而通用,则采用了更加复杂的扭力梁+瓦特连杆的设计。

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在目前通用旗下的别克威朗Pro、别克昂科拉GX等车型上,也是采用了这样的悬架结构。事实上,瓦特连杆早在数十年前就已经被发明出来了。不过,在以前,由于瓦特连杆造价昂贵、“并没有什么大用”、不如直接用多连杆,所以被“嫌弃”了很长一段时间。但随着大家对小车的空间要求越来越高,通用再次启用了瓦特连杆。

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在结构方面,瓦特连杆就像是传统扭力梁悬架上的“增生组织”。通过图示可以看出,在扭力梁的一侧,分别有两根连杆连接车轮,而它们可以让左右两侧车轮在受力时,实现相互补偿,避免一侧车轮跳动而引起另一侧车轮跳动。如此一来,扭力梁只需承受上下的作用力,而其余的力矩则分散到两根瓦特连杆上,从而确保车辆舒适的同时,也提升了车辆的操控精准性。

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另外再提一点,由于瓦特连杆的出现,使得整个悬架的扭力梁位置可以向后移动,而不是在车轮轴心位置。如此一来,就预留出了后桥传动轴的位置。在昂科拉GX这台车上,我们可以看见一个“奇观”,那就是配备后扭力梁的同时,也兼容了适时四驱系统,这样的设计很有意思。

结语

万事无绝对,这五个字用在汽车的悬架机构上可是太准确了。PSA、马自达、通用这些车企,用巧妙绝伦的设计,向我们证明了,所谓的“非独立悬架”和“独立悬架”,并没有明确的好坏之分。一套悬架的品质到底如何,还得看车企的技术和设计,当然最终也得回归到驾驶者实际的体验上面去。其实,还有很多采用扭力梁悬架的“好车”,例如9.5代思域Type-R、雷诺梅甘娜RS等车型,在此我们就不一一赘述了。

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