可能会消失的悬架结构·「扭力梁」特点解析

【悬架】是汽车五大总成之一 , 悬架组合包含两个部分 。

  1. 支撑车身
  2. 支撑车轮
车身的支撑依靠的是螺旋弹簧和减振器 , 弹簧是真正支撑部件 , 依靠材料的强度与车身受到的重力作用达到平衡状态;行驶中的车辆受到的冲击力会由弹簧来缓冲 , 而弹簧在异常作用力的影响下会高频率的起伏 , 此时减振器则要通过阻力来抵消掉作用力 , 说白了就是限制弹簧的弹跳频率 , 让车身快速回到平稳的行驶状态 。
这是所有类型的悬架系统都必须有的基础结构 , 区别只是弹性元件的差异 , 比如有些车辆会用扭杆弹簧 , 重载车型多用钢板弹簧 , 部分高端车辆用所谓的“空气悬架”(压缩空气弹簧) , 那么这与扭力梁悬架有什么关系呢?
图1:扭力梁悬架的结构特点
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图2:扭杆弹簧
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图3:空气弹簧
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【连杆摆臂】是悬架系统的另一组成部分 , 在弹簧与减振器固定好并撑起车身后 , 此时车辆只是具备正常减振的能力;而想要提升操控能力则需要各种连杆或摇臂 , 以五连杆独立悬架为参考 , 其中有前后定位臂、上臂、下臂与控制臂 , 这些结构分别为底盘和半轴连接 , 对于轮的角度可以起到精准控制的作用 。
这样的描述也许不太好理解 , 难道行驶中的汽车车轮的角度会发生变化吗?答案是当然会发生变化 , 汽车在转弯过程中会受到侧向力的影响 , 车身带动车轮必然会产生倾角 。 有前悬架为例的话 , 麦弗逊结构是最不理想的选项 , 因其缺少对车轮上部分的支撑 , 状态如下 。
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行驶中车轮的角度会直接影响抓地力 , 抓地力的变化直接影响操控(失控)极限;所以也才会有各种各样的连杆与摇臂的悬架结构 , 双A臂是麦弗逊的升级版 , 多出上部分的支撑臂可以有效抵消侧向力以保证车轮的角度更理想 。
多连杆、4/5连杆、双横臂、双A臂、梯形连杆等结构多用于后桥 , 包括越野车使用的整体桥式非独立悬架也有五连杆的选项 。 这些结构能够在行驶中有效控制后轮的倾角 , 对于车辆的失控极限能够起到有效的提升效果——对于绝大多数家用代步汽车而言 , 操控极限有多高没有很大意义 , 但以多高的车速急转弯不会失控的意义很大 , 这与悬架结构有很大的关系 , 然而扭力梁似乎没有什么连杆哦 。
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【扭力梁式非独立悬架】最大的缺点不是刚性连接了两车车轮 , 最大的缺点是除了支撑车身的弹簧和减振器以外 , 没有什么结构能够去支撑车轮 。 那么最大的问题当然是行驶中的失控极限会比较低 , 这不是一些品牌拿试装车或者以娴熟的驾驶技巧测试出好成绩就能否定的事实 。
扭力梁的梁体虽然有小幅度的扭转能力 , 但是程度毕竟是很小的;能起到的作用主要还是在崎岖路面一定程度的控制侧倾 , 对于车轮的角度控制并没有什么价值 。 所以这种悬架确实比较差 , 甚至连独立悬架的二连杆都不如 , 下图为崎岖路面非独立悬架与独立悬架的姿态差异 。
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重点:扭力梁悬架唯一的优势是「制造成本低」 , 在价格低廉的汽车上用一用其实还是可以接受的;但凡是似乎都要有个度 , 什么价格标准的汽车该用扭力梁呢?