说到后悬挂,其中最热门的话题就是扭力梁与多连杆之间的争议,这是硬要把非独立式和独立式两种不同等级的悬架较量。一般人认为,非独立式悬吊已经落伍,不符合现代汽车的需求,双A臂和多连杆才是王道。
无论如何,我们从早期汽车使用的扭力梁谈起,到现代很火的多连杆,之间到底进步了多少?
扭力梁:非独立式悬挂,用一根梁连接左右车轮,代表其中一侧车轮的跳动会影响另一侧的车轮,影响舒适性和操控性。
多连杆:由双A臂衍生出的多连杆式悬吊,连杆之间以橡胶衬套或球面接头(关节)衔接,拥有更大的自由度应付路况。
1、连杆或多或少的差异
扭力梁悬吊的两侧设置拖拽臂,使悬挂呈工字形状。拖曳臂前端直接跟车体结合,由后端带动悬挂。由于横梁与拖拽臂是牵制在一起,强大的刚性足够扮演防倾杆的角色。当两侧的拖拽臂相对作出上下移动时,会扭转来提供悬吊的侧倾角度。简单的构造,自然缩减制造成本和维修费,使用空间也小,因此使用扭力梁的车款,行李厢的内轮拱占据空间比多连杆小,但车轮跳动时容易互相牵连,贴地性就变差,过弯的稳定也受影响。
扭力梁悬吊常伴随着两侧的拖拽臂(牛腿)与车体相接,横梁被当作横向定位的连杆。因使用空间小,在小型车款的后轴很常见到这种悬吊,实现空间最大化。
由双A臂进化的多连杆悬挂,构造跟双A臂极为相似且不易辨认,多以原厂公布为准。与扭力梁悬挂的最大不同是,多连杆的支臂可以独立运作,大大减缓路面的冲击。以五连杆居多的多连杆悬挂,能调整几何变化的自由度更高,使赛车队中的工程师能利用电脑模拟悬挂的动态作出更细腻的调校来提高过弯的稳定性。尤其越野赛车中,非常需要能自行调整定位的多连杆,以适应路况多变的越野操驾。而在高级房车中对舒适性和操控性的要求甚高,多连杆也吸引更多车厂投入研究,但复杂的结构对塑造空间最大化的小型车来说是不利的。
多连杆悬挂为缔造更佳的乘坐舒适和操控,设定每根连杆有不同的长度和角度,作出更连续的动作来保持轮胎贴地,多半使用在性能车和高级房车。
2、悬挂如何影响定位
悬挂的种类决定车轮的外倾角、后倾角和内倾角定位,只要其中一项调整不正确就会造成轮胎偏磨耗,影响操驾。而前束角也是非常重要的一环,从前轮上方来看,是车轮与车辆前进方向的夹角,呈现内八的形态,目的是让前束角的侧向力和外倾角的侧倾推力相互抵消,也就是说抵消外倾角的外滚作用,减少轮胎磨耗和提高行车的前进力。而市面上的前驱/后驱车多设定为内八形态(toe-in)配合正外倾角,用于一般道路行驶;而赛车会被调整成外八形态(toe-out)配合负外倾角,提高车尾的稳定性。
用在前轴的多连杆,有推杆的加持下,受到前后力量(加速和煞车煞车的力)或侧向力时能自行调整最合适的前束角,强化车子前进的稳定。
虽然扭力梁在操控感上不及多连杆,但在定位中仍有它的优点。当左右轮跳动时,靠横梁牵扯在一起,使外倾角和前束角不会被改变,轮胎磨耗变小。此外,在车速由高降低时,不容易改变轮胎的角度,让操控感还能保持。(小编还发现了扭力梁后桥的一个较大的缺点,就是在上坡且拐弯的时候车身极度不稳定,且车轮容易打滑)
而多连杆最大的优点,在于调校其中一根连杆的角度时,不会影响其他连杆的参数,方便车队调校,达到赛车的最佳状态,相对于双A臂其调校的自由度更高了。多连杆受力时能自行调整外倾角和内倾角以保持轮胎贴地性外,也能自行调整前束角,对提高前行的稳定性更上一层。
当左右轮跳动不一致时,很难做到像多连杆精准的车轮角度变化,且简单的构造使设定的自由度较小,操控的安定性也较差。
3、刚性上的差异
扭力梁的结构本体非常坚固耐用,变形率很低,所以对接头的磨损相对比较少,但重量不轻,面对颠簸的路面时,悬挂的上下移动产生的惯性很大,避震器无法很精确的吸收能量,不容易达到很高舒适性和操控性的要求。当其中一轮压到石头向上升起时,会拉扯另一轮胎作横向位移,造成车尾会有轻微的摆动。但为何都是小车在使用?最主要的原因在于研发成本低和时程短,简单的构造容易组装。此外,借由非独立悬吊的高刚性特点,皮卡车和部分越野车会采用这款作为后悬挂来提高承载量,只不过是用叶片弹簧式悬挂(另一种非独立悬挂)。
虽然很重的扭力梁无法精准的避震,但高刚性也提升耐用度,是很多车厂推出市场销售的前驱车的首选(尤其是紧凑型,小型普通家用轿车)
作为独立悬挂的多连杆有很高的灵活度和很大的改装空间,但刚性不比扭力梁强大,每根连杆的接头受力很大,磨损的机率也越大,从而提高保养成本。因此,若要达到扭力梁的耐用度,在研发过程中,用料和结构要非常讲究,才不会让连杆变形,也直接在价格上翻倍。扭力梁也并非是操控的杀手,其结构也能维持良好的高速稳定性,只不过在弯道上不是多连杆的对手,所以搭载非独立悬挂没有一定比独立悬挂差,车身的配重也是关键,要达到好的操控和舒适并非只有调校悬挂而已。
为了提高耐用度,多连杆的结构就比扭力梁复杂许多,所以这款悬挂多用在后驱车和4WD车,但也在性能前驱车出现,如10th Civic FC。
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