【转帖】是什么提高了扭力梁悬架的操控性？|汽车拆客

离线ziyuling1981

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只看楼主倒序阅读我要置顶楼主发表于: 2016-12-04

【写在前面】
扭力梁悬架，本来是一个中性的汽车构造术语，但为什么听上去就觉得low呢？它蒙受的冤屈虽然不如“麦弗逊悬架”那么大，但诺诺依然觉得有必要为它洗洗白，看看这一集能为大家带来什么“so~de~s~ne”的干货吧？
老规矩，瓜子、饮料端好。

【转帖】是什么提高了扭力梁悬架的操控性？

【车企是被舆论带沟里去的】
扭力梁悬架，被大家习惯性地归类为“半独立悬架”（诺诺今天暂不纠正，就顺着这个“半独立”聊下去吧），大致意思就是说，它虽不能像独立悬架那样左右可以互不相干地跳动，但也不像刚性车桥那样“硬派”，但这句话却被很多汽车媒体演绎成了“半独立悬架舒适性不好”。
舒适性，其实和悬架种类是没有关系的，只和弹簧、减震器的参数有关。所谓舒适，就是要更好地吸收地面冲击，那我把弹簧选软一点就好了啊，跟独立、非独立什么关系呢？悬架的种类，核心区别在于车轮跳动时，轮平面的运动轨迹，主要影响的是操控极限和车身姿态。

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结果，大江南北的车友都觉得，后悬架只要是扭力梁的，哦shit，好不舒适啊，技术好落后啊…车企也觉得不好意思，要么咬咬牙，在后桥上多花点钱上独立悬架吧；要么就在营销时尽量回避这个问题，仿佛半独立悬架真的见不得人似的。

【扭力梁悬架的优劣】
我曾经在悬架扫盲系列里，简单提到过扭力梁悬架的结构优势，就是占用空间很少，作为后悬挂时，有更多的空间留给油箱、后座（横向空间）以及后备箱，这在紧凑型家用轿车上，是很重要的优势。当然，它的结构和装配简单，成本比较低，都是优势。
（别紧张哈，成本低，不一定意味着车企利润多，结果往往是车价更低，或者可以在别处增加预算，用好东西。相反，成本越高的车子，售价越高，利润比例往往越高。）

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劣势呢，就是“没有那么独立”嘛！话说回来哈，独立悬架就真的是独立的么？大家趴车底看看，有哪个装独立悬架的车子不用平衡杆的？平衡杆，目的是为了减少车辆过弯时的车身倾斜（侧倾）。某种程度上讲，它其实也是把独立悬架沦为半独立悬架的神器！平衡杆越粗，你的悬架就越“不独立”。不知道那些改装加粗平衡杆的兄弟，是不是心理阴影面积开始增加？
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所以，我们也可以把扭力梁悬架看作平衡杆比较粗的独立悬架。那好了，天下乌鸦一般黑咯，只是大黑和小黑的区别啦。别介意，诺式科普就是那么通俗和犀利。

【扭力梁悬架被人忽略的一个劣势】
既然舒适性和扭力梁并无关系，那扭力梁悬架有没有矬点呢？其实，它真还有一个很少被人注意的硬伤：悬架侧向刚度不足。
我画了一个扭力梁悬架的示意图，大梁（BC段）的扭转弹性充当了独立悬架里的平衡杆，让左右车轮有了相对独立的自由度，而小梁（AB段和CD段）也存在弹性，这个弹性则是设计师不喜欢的。

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过弯时，车轮受到来自地面的巨大侧向力，小梁会发生扭转变形，造成车轮平面偏斜，不再垂直于地面。（夸张后如下图）
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而以多连杆为例的独立悬架，根本不存在这样的担心，连杆与车轮的连接点间距较大，对车轮平面的侧向支撑有先天的优势，因此连杆类的独立悬架，天生的侧向支撑就好。在这一点上，扭力梁悬架输了！
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【为什么要追求侧向刚度】
悬架的侧向刚度高，就能保证在巨大侧向力作用下，车轮尽量垂直于地面。那么，工程师为什么希望车轮尽量垂直于地面呢？
其实，车轮能够时刻垂直于地面，是轮胎工程师和悬架工程师共同追求的目标。垂直地面的车轮，可以在轮胎接地面上均匀分摊压强，从而获得最大的附着力。这源于橡胶逆反的摩擦特性，你越是压的紧，它的摩擦系数反而越小（详见我以前关于“改装流言：宽胎抓地力更好？（上）”的帖子）。

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需要吐槽一下，轮胎的这个特性让很多悬架工程师大伤脑筋，调教稍不注意，就会损失附着力，车子的极限操控性就会减分，相当考验悬架的调教水平。也正是这一点，让不同的车子有了不同的极限表现和驾控感受，全看请得起多牛逼的工程师了。具体我们以后在诺诺汽车学校里再聊吧，总之，车轮斜了，操控就废了。

【瓦特连杆荣誉登场】
侧向软，能不能改善呢？为了保持扭力梁的紧凑优势，英国工程师詹姆斯·瓦特，发明了瓦特连杆，完美地解决了这一问题。
不知道为啥，在国内外的网站上都搜不到什么靠谱的瓦特连杆工作原理，最权威的网站只是说“减少侧向力对车轮前束的影响”，“减少转弯离心力”，以及“让动力在两侧车轮上更加均匀地分配”。我勒个去，为了不让逼詹姆斯从坟墓里爬出来，诺诺最好尽快让大家了解一下真实的瓦特连杆。
瓦特连杆，在国内用得不多，上次我写《科鲁兹操控碾压福克斯》那篇文章时，留了科鲁兹的后悬架照片，大家可以很清楚看到瓦特连杆长啥样。

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图：瓦特连杆实物图（新科鲁兹）

这玩意怎么能提升侧向刚度呢？我画了一个简化结构图，中间小杆子的1/2处是个固定在车架上的支点，可以转动。大家可以根据结构关系，想象一下两侧车轮的摆动方向，不难发现，左轮如果向外倒，就会引起右轮也向外倒，所以由于瓦特连杆的约束，两侧车轮出现了镜像对称的运动关系。
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至于这个运动关系是怎么提高侧向刚度的呢？一般人想一晚上也不一定想得明白，诺诺给大家举一个简单的例子：
1）一个齿轮放在斜坡上，放手就会会咕噜咕噜滚下去；
2）两个啮合的齿轮，放在斜坡上，还会滚下去么？答案是不会的，它俩的确想往一个方向滚，但这违背了它们的啮合运动关系，所以相互矛盾的运动关系让两个齿轮不得不成为一个整体，靠摩擦力静止在斜坡上。

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矛盾的运动关系多数时候是需要避免的，比如手动变速箱的选档机构磨损过度，有时可以同时挂入1、3档，那么你一抬离合，发动机就会熄火。简单的说，1档和3档的齿比不同，车轮就不知道到底该听谁的，这个矛盾的机械运动关系，就会造成内部运动梗塞，把发动机拉熄火。
瓦特连杆是“矛盾运动关系”为数不多的积极案例。当车辆激烈过弯时，巨大的侧向力企图让两个车轮发生方向一样的歪斜，这就会和连杆机构发生矛盾，根本不允许车轮歪斜，所以大大提高了悬架的侧向刚度，保持车轮倾角，显著改善了车辆极限弯道下的附着和操控性能。
当然，好多采用扭力梁后悬架的车子，并没有使用瓦特连杆。一方面出于成本考虑，另一方面也看设计取向。我也可以负责任的说，要是把科鲁兹的瓦特连杆悄悄拆了，估计十个车主至少有八个开不出区别，因为用激进风格对待家轿的车主毕竟是少数。但不可否认，瓦特连杆对于家用车，好比晴天带的雨伞，一旦真遇到下雨就“谁有谁知道”了。

【写在后面】
汽车悬架，集工程师智慧与社会流言于一身，真的有很多东西值得挖掘。
好多媒体都为瓦特连杆点过赞，却没有什么文章认真地科普瓦特连杆的原理，希望这一期诺诺汽车学校可以点燃更多诺粉对汽车悬架的兴趣，关注和支持诺诺的汽车科普。

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