什么车的底盘悬架好?
底盘悬架的优劣只能以类型进行区分-什么车更好很难一概而论
内容概述:
- 底盘概念与类型
- 五类广泛应用的悬架特点解析
哪些车的底盘悬架好?类似的问题不胜枚举。然而这个问题是不会有标准答案的,因为海内外量产汽车有数千款,可以确定的说没有任何人能够全部进行测试;所以谁也不能说哪台车的水平一定最高,所谓“山外青山楼外青楼”是非常有哲理的一句话。
所以咱们就来从底盘和悬架的类型作为切入点进行分析,参考一些价格相对亲民的量产汽车就好。
承载结构·五类悬架「承载式车身」是轿车、SUV、MPV与主流品牌轻客使用的结构。
所谓的承载指车身框架(涵盖底盘)负责安装剩余的四大总成,负责载重并承受路面起伏的冲击力;这种车身又被成为框架式或笼式车身,整体结构的特点就像是个笼子,结构强度显然是不会很高的。
标准可以在10000-25000N·m/1°之间,大部分车辆都在两万牛米以内;结果则是只适合在平整的铺装路面行驶,如高频率行驶于崎岖道路的话,车身频繁的扭转变形很容易造成钢材的金属疲劳。也就是无法修复的塑性变形,即使强拉会原形,钢材的强度也无法恢复了;所以此类车型只适合公路代步驾驶,需要的悬架类型当然要以提升驾乘舒适性和操控为主。
前悬架的三个类型:
1:主流选项是「麦弗逊悬架」。这种悬架是用其发明者麦弗逊来命名,港台地区习惯称之为“麦花臣悬架”,也许是习惯于臣服的心态作祟的命名吧。
话归正题,这种悬架从3万级别的面包车到30万级别的中端车都有使用,是目前使用最多的悬架类型;原因首先是制造成本低,因其只有减振器与螺旋弹簧,以及一组定位下方的A型摇臂。车轮在转弯时会产生倾斜,下摇臂能提供车轮下方的横向支撑,但上部分就会因作用力而侧倾,这会相当程度的影响操控感。
然而麦弗逊悬架也不是没有优点,其优势在于占用空间很少,与副车架廉价后就像是个【U型】(盆);发动机舱就会有很大的横向空间,绝大多数汽车都是前置前驱系统,这种使用小体积变速箱与精简的传动系统的驱动平台制造成本最低,同时也能实现一定程度的轻量化,所以被代步汽车用户认可了。
而所谓的前置前驱是将发动机与变速箱,以平行于前桥的方式横置在车头,也就是麦弗逊悬架与副车架组合后的“U型空间”中;所以前驱代步汽车更适合使用这种悬架,当然也确实是降低制造成本的产物。
2:升级类型是「双球节悬架」。麦弗逊悬架的A型摇臂只有一个与车轮连接的活动球节,控制的角度是当然也非常的单一;所以上半部分的角度是难以控制的,但如果把一组A型臂的拆分为两根,每根单独加入球节并固定于不同的角度。这样的设计是不是就能起到对车轮上下两端的同步控制了呢?
双球节的概念基本就是这样了,这种简单的升级仍旧不会占用过多的空间;不过对于设计、调校、材料的要求都会有大幅提升,研发与制造成本是会提升很多的。
量产汽车中很少有汽车使用这种结构,其中知名度比较高的有凯迪拉克ATS和宝马3系;然而这些轿车已经是后轮驱动的高性能中高端选项,只有ATSL在停产清库存的阶段价格一度低至接近15万。不过新款凯迪拉克还是换用了麦弗逊悬架,只有准大型轿车CT6使用了双横臂结构,这种结构的概念类似于“双球节PLUS”,水平还是不错的。
3:理想类型是「双A臂悬架」(也叫做双叉臂)。相信这种悬架的特点没有必要赘述了,说白了就“麦弗逊悬架+上A型摇臂”;提升的自然是上部分车轮的车型支撑,前轮的倾角可以更加理想的控制,这对于轮胎的抓地力、转向清晰度都会有相当程度的提升。
而且双A臂悬架的横向支撑性要比一般的五连杆都要强,所以很多的赛车与高性能轿跑车都会使用这种结构。
量产汽车中还有些前驱轿车也用这种悬架,比如吉利博瑞和传祺GA8,这些5米级别的中大型轿车在转向时会产生相当程度的横向作用力;而前驱轿车的重量本就集中在车头位置,所有用双A臂才理想的选项,至于很多中端前驱轿车还在使用麦弗逊当然是因为控制造车成本。
后驱轿车中有很多使用这种悬架的选项,不过中端及以下范围内却不躲;比较有代表性的是捷豹XEL,其次则是奥迪A4/6的所谓五连杆,其实是用连根定位臂替代了上A臂,本质也还是这种结果或者理解为PLUS吧。
后悬架的两个类型:
1:双横臂悬架应用不多,但是使用这种悬架的汽车保有量很大,因其叫做「哈弗」。关于双横臂的争议很大,有些人认为这就是个“二连杆”,也有人说它是“双球节”;然而虽然都是两根但是结构与强度完全不同,下图为双横臂的结构特点,可以看出这种悬架总能够提供理想的横向支撑,而且很少占用立体空间。
所以也有一些赛车是使用双横臂悬架的,这种结构不能说是差。
2:多连杆悬架的应用最广泛,实际制造成本不是很高;因为称之为“多连杆”是应为连杆普通为≤3,参考英朗、瑞虎3、凯美瑞、汉兰达等车都是二连杆,级别显然是不够高的,但相比扭力悬架倒还是会好一些。
至于三连杆的悬架就有太多了,这里不再一一列举;需要了解的是这种结构的特点是利用连杆自身的刚性,以及结构衬套的液压力特点,实现对不同角度冲击力的缓冲,强度的概念确实不如是双横臂或双A臂,多连杆悬架适合的是代步汽车。
特殊类型·非承载关于扭力梁实际应该放在第一节来分析,因为只有承载式车身的车辆会使用;但是这种结构又属于「非独立悬架」,所以也可以与「整体桥非独立悬架」对比分析。
所谓独立悬架指悬架的连杆摇臂不像不接触,在车辆的四个角与副车架与车架单独连接固定;车辆在起伏时或转弯时,单侧车轮角度的变化不会轻易的影响对侧车轮。但是非独立悬架则是通过一个硬轴或可以轻微扭转的梁体连接两侧车轮,单侧的运动必然会影响对侧车轮,车辆的操控感会差很多。
图1:扭力梁悬架的结构特点
图2:非独立悬架运动特点
图3:独立悬架的运动特点(有些夸张)
扭力梁悬架的缺点已经无需赘述了,一根梁体、减振器加螺旋弹簧的结构太简单,没有连杆摇臂当然难以精准的控制车轮。不过这种结构的制造成本低,所以还是有些入门级车辆可以使用的。
不过非承载式车身的车辆不不会选择它了。所谓非承载指车架不承重了,而是在车架底部加上一套独立的底盘,该底盘由大量的高强度与超高强度钢打造,抗扭强度高不用担心变形,不过也确实很重。脆弱的扭力梁单纯承受其重量已经够呛,装备在≥2吨级别的越野车上高频率的扭转,短轴只是时间问题。载重量很大的货车当然更不会选择扭力梁,整体桥是理想选项。
从图片就能看出整体桥的结构强度优势,内部集成的是牙包与半轴,所以整体桥也是驱动桥;只有这种结构能真正的承受大的冲击力,以及核载非常大质量的货物,这就是同为非独立悬架但只有扭力梁被吐槽的原因。
关于各类悬架的特点就讲这些了,扭力梁悬架的车辆很多也不赘述了,但≥8万的汽车着实没有使用扭力梁的理由;至于整体桥悬架主要是越野车型使用,知名度较高的选项诸如BJ212、牧马人(前后硬桥),BJ40、WEY300、H9、牧游侠、撼路者等车都是这种结构。
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什么车的底盘悬架好?
如今的消费者在选购汽车的时候,已经不仅仅是看外在了,更多的消费者开始关注内在的表现。而在内在的表现中,底盘悬架的表现是最容易被消费者们忽略的一部分。底盘悬架的好坏,关乎到一辆车的行驶品质好坏,而行驶品质是会直接影响到我们的驾驶感受的。今天,我们就来聊聊底盘悬架的那些事。
悬架作为底盘中的一部分,悬架的好坏对整个底盘的影响非常大,一个好的悬架能让底盘的表现如虎添翼。一般来说,现代汽车上的悬架可以大致分为独立悬架和非独立悬架两种。
先来说说独立悬架,简单来说,独立悬架的意思就是每个车轮的悬架都是独立运作的,不受其他车轮悬架的影响。独立悬架常见的有双叉臂式、麦弗逊式、多连杆式这几种。独立悬架的成本较高,调教难度相对于非独立悬架来说比较大,但因其天生的结构优势,独立悬架在运动性、舒适性上都能有较好的表现。
非独立悬架因在其两个车轮间会有互相影响,所以一般作为汽车的后悬架来使用。虽然非独立悬架在结构上并不占优势,但其简单的结构可以最大程度的减小对车内空间的影响,并且成本较低,车企往往将其用在经济型小车上。
除此之外,还有非常重要的一点就是调教。一款调教的好的非独立悬架是可以在各种性能指标上追赶独立悬架的,法系车就是一个非常好的例子。所以我们在看车的时候,不仅要看悬架的结构,还要切实去驾驶感受一下工程师们对于悬架的调教水平。
总而言之,一个好的底盘离不开一个好的悬架,一个好的悬架也不足以支撑起一个好的底盘。为什么这么说呢?除了悬架,影响底盘的表现还有很多因素,如转向系统的调教、制动系统的调教等等。所以说底盘的表现除了看悬架的结构和调教外,其他的部件间的配合也必不可少。你知道怎么分辨了吗?
什么车的底盘悬架好?
底盘悬架好不好,就看高速稳不稳。
经常听到一大堆的车主在喊法系车雪铁龙底盘悬架最好。而另一部分车主在喊:不对,美系车才是最好的。当然也有人在喊日系车才是最好的。每个人的理解都不一样,毕竟情人眼里出西施。
买车最重要的就是看三大件,发动机、变速箱以及底盘,三大件能直接影响汽车的档次以及安全,而底盘直接影响汽车的安全性、操控性以及舒适性。
如果你说哪一款车的底盘悬架最好,车价越贵越好?这是肯定的,你见过哪款上百万的车底盘有差的,跑车虽然舒适性不好,甚至感觉还有点硬邦邦的,但人家除此之外全是优点。
就拿呼声最高的法系车雪铁龙举个例子,雪铁龙的底盘调校技术,很多车主都说敢认第二没有车敢认第一。不过这句话也确实不是随口而说的,雪铁龙的底盘确实有一定的厉害之处。
虽然说法系车在国内一直以来都不被看好,销量和口碑最高的反而是德系和日系车。而雪铁龙是在各大赛事上的出色表现,才被众人认可的。
新一代的AMCS大师级平顺底盘搭载在雪铁龙第三代C5上,这套底盘传承自雪铁龙XM的液压悬挂技术,正因为其独有的FML减震韧性多连杆后悬挂,才能有效地减少不同路况对车身的冲击,保证悬挂运行定位精准,有效地提高了舒适性和驾驶操控性能。
当然还有底盘液压缓冲系统,其前后避震也不直接接触车身,从另一方面减少了车身多余震动以及可靠耐用。
底盘技术的好与坏并不是一两句话就能够说明白的,再比如美系车雪佛兰,起在过弯的时候倾斜不会过大,但舒适性相对来说就比较差,悬挂偏硬。
在往大了说,宝马、沃尔沃,哪一款车型操控性不好?安全性不好?宝马是出名的操控性,如果底盘做的不好,那操控性也好不到哪去。而沃尔沃主打安全性,其驾驶性和舒适性方面的表现也不错。
所以按照这么说,每一款车型都有好的一方面,并不能针对所有的车型来说,每个车主对汽车的认识都不一样的。
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什么车的底盘悬架好?
如果说什么车的底盘悬架好,我认为法系车最有发言权,法系车的底盘悬架表现是其底盘技术的集中体现,在汽车界都是出了名的。法系车能把板悬车调教成独立悬挂的效果,也只有法系能做到,论底盘技术,法系称第二,没人敢称第一,就连宝马都买法系的底盘技术,可见法系车的调教功底。法系车向世界证明了,用最简单的悬挂结构和低廉成本创造了底盘性能的优越性和舒适性,法系车的底盘悬挂给人的最大感受就是恰到好处,不软不硬,既兼顾舒适性,又做到了操控性,把底盘调教的炉火纯青,这是其它车企做不到的,这才是真正底盘技术的体现。
什么车的底盘悬架好?
这个问题挺难回答的,毕竟脱离了成本谈技术优劣性很没有意义。跑车的悬架都杠杠好!哈哈
不过既然这么问了,咱们把范围限制在普通家用车(从捷达到奥迪A4这个价格区间)。普通家用车的悬挂按形式来分,目前绝大多数无非这四种:前麦弗逊+后多连杆,前麦弗逊+后扭力梁,前双横臂+后多连杆,前后都是多连杆。
一般而言从性能的角度,对于前悬架,多连杆和双横臂是优于麦弗逊的,而对于后悬架,多连杆也是优于扭力梁悬架的。
不过,后扭力梁和后多连杆一直是不断争吵的话题,尤其是速腾车的断轴事件让人谈“扭”色变。我在之前的文章详细对比了两个悬架。在此再拿出来献丑啦。
扭力梁悬架结构先来看看扭力梁悬架吧。如图1所示,扭力梁的结构特点就一个词:“简单”。所有的扭力梁结构都遵循“两纵一横”模式。一横指的是中间的扭力梁(又称扭转梁),这是这种悬架的核心。学过工程力学的工科学生应该从字面意思上就能看出来,这个结构既承受“扭矩”(扭)又承受“弯矩”(梁)。“两纵”指的是左右纵臂,其方向与车身纵向方向一致,所以称之为纵臂,纵臂前端与左右支架通过衬套(图中未标注)相连,左右支架固定在车身地板上。纵臂的运动轨迹是绕着衬套轴线旋转。一般而言,弹簧和减振器的下端固定在纵臂上,上端固定在车身地板。
图1 扭力梁悬架结构示意图
扭力梁悬架设计要点为了更好的理解扭力梁悬架,小P科普下工程师在设计扭力梁悬架时注意的关键要点。大家千万不要以为扭力梁结构简单,它的设计就很简单,其实能轻松玩转扭力梁的设计师在国内几乎没有...小P虽然也是设计悬架的,说起这个也自惭形秽。
扭力梁的截面形状
扭力梁作为后悬架最重要的承载单元,其结构形状是很关键的,尤其是梁的截面形状。通常市面上我们常见到的梁的截面形状就以下几种:开口的V型、U型和封闭式的。每一种的截面几何的参数,比如开口角度、过度的圆角半径都是要反复技术验证的。如果涉及到变截面梁(从中间到两边,梁的截面形状变化)就更加复杂了,这一些都需要先进的计算机辅助工程(CAE技术)软件来计算。
图2 截面形状
扭力梁的强度
设计扭力梁的3D工程师做出数模后,要交给负责强度计算的CAE工程师来验证,如果不行就要重新设计。下图显示了CAE工程师通过计算发现该款扭力梁在靠近与纵梁连接位置处强度不足。(CAE强度分析软件一般将受力较大的地方用深红色表示)。
图3 强度校核
动力学分析
强度校核通过只是第一步!设计出的扭力梁在车辆行驶过程中能否满足舒适性和操纵性的要求呢?如果刚性(描述物体不易变形的物理量)设计的过于强,那么车辆的舒适性就会很差,如果刚性设计的特别弱,那么操纵性就会很差。整车厂有专门负责车辆动力学的工程师负责对此进行验证。
图4 动力学校核
衬套的设计
扭力梁与车身的连接主要依靠衬套,纵臂围绕着衬套轴线旋转。所谓衬套就是一种橡胶件,避免硬连接,起到隔振的作用。但衬套不能设计的太硬,否则舒适性会很差,也不能设计的太软,否则操纵性会差。同时衬套与车身横向的角度也是重要的设计参数,下图中的角度如果太小,则悬架无法抵抗来自侧向的力,操纵性就很差,反之舒适性就很差。
图5 衬套的设计
扭力梁悬架只有这一对衬套,这是一个巨大的短板,这个衬套要兼顾抵抗侧向的受力又要缓和垂向的冲击,所以往往只能做到相互妥协,不会兼顾。
结构振动
扭力梁这种结构天然就容易产生振动,尤其是与后面的刹车盘产生共振。当制动刹车的时候,制动盘往往会产生高频振动,直接通过纵臂传递给车身,纵臂这个零件往往还会起到“大喇叭”的作用,将振动和噪声放大。而扭力梁悬架只有一对可怜的衬套起隔振、降噪作用(别忘了这个衬套还需要兼顾其他很多工作)。怎么办?还是算!工程师要计算这套结构的固有频率,将其固有频率与制动盘的频率避开,尽量减少共振。
图6 结构振动传递路径的分析
其他
你以为完了吗?没有!!!这些都设计完以后,还可能面临很多问题:你的这结构冲压工艺能做出来吗?焊接工艺怎么样?耐久性怎么样?一系列的问题接踵而至...所以,设计一款成熟的扭力梁是很耗时费力的大工程...据说这玩意法国人玩的最溜...
图7 法国小钢炮——梅甘娜
多连杆悬架的结构其实,小P今天特意在扭力梁上扯了很多,有机会可以再专门写一篇介绍文章,刚才那些对于扭力梁的设计研发都是凤毛麟角。之所以写这么多,主要是因为大多数消费者对扭力梁不够了解,关注度也不如多连杆悬架,以为其设计很简单。所以小P多发挥了一些^_^。好了,现在看看多连杆吧!
先上图!看看我们的神车宝马!
图8 宝马后悬架
图9 大爷我就是杆多
看到没有!是不是逼格很高。的确,扭力梁与它比起来简直可以用“简陋”形容。多连杆悬架就是副车架+各种杆+各种衬套。多连杆小P今天就不展开说了,简单说说它为什么难,难就意味着逼格高,所以性能车、豪华车都用它,哈哈^_^
多连杆的设计难点
关于多连杆的设计,核心在于悬架硬点的设计(所谓悬架硬点,就是悬架这些杆的连接点的空间位置)。假如有5个连杆,那么就有10个硬点位置,每个位置有XYZ三个方向的坐标,这就是30个参数。5个连杆就有10个衬套,每个衬套有径向和轴向两个刚度参数,这就是20个参数。再加上其他参数,工程师要考虑50+个参数对于车辆动力学(车辆动力学是极其复杂的一个研究领域)中20+的设计目标,你说难不难?
悬架大PK好了,还是回归主题吧,到底这两种悬架怎么比?先来分析下各自的优劣势:
扭力梁悬架
优点:
- 成本低(一个扭梁充当了副车架+稳定杆)
- 结构简答,布置空间小,留给后排及后备箱的空间多
缺点
- 勉强做到舒适性与操纵性兼顾,很难做到双优
- 对侧向力的抵抗不足,一般侧向发生一点碰撞,整个悬架都得全换(亲身经历)
- 逼格低。。。
多连杆悬架
优点:
- 设计空间大,可优化的参数空间多,各个衬套各司其职,如果设计的好,可以同时具备优秀的舒适性和操控性
- 更高的物理极限
- 抵抗侧向力的能力强
- 逼格高。。。尤其是全铝的多连杆。。。
缺点:
- 贵啊,死贵死贵的
- 需要的布置空间多,影响后备箱的空间
其实,悬架没有优劣之分,符合车型定位的悬架是最好的悬架。作为厂商,在成本与性能方面的平衡是很重要的,现在越来越多的车型开始向扭力梁悬架转型,也有的厂家反反复复犹豫不决,似乎在试探市场反应。作为消费者,买什么不重要,重要的是知道自己买了什么~
题外话大众的速腾案例给扭力梁抹了黑,小P觉得这只是一个失败的案例,但不能代表扭力梁不可靠。任何产品,可靠性和耐久性是最低的要求,这是我们工程师的底线。小P猜测,速腾扭力梁开发失败的原因可能是:在原有多连杆的平台上,工程师为了尽量减少其他零件的更改,硬是做出了一个嫁接的扭力梁。这项工作本身难度就极大,厂商还是太冒进了。
最后,看看神车Type R(最快前驱车)的扭力梁悬架,你知道我要说什么。。。
什么车的底盘悬架好?
目前来说,应该还是法系车
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