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什么车的底盘悬架好?

2020-07-20 16:13阅读(75)

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:-悬架,

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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?

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底盘是除了变速箱、发动机外的三大件之一,底盘表现还包括转向、动力、制动,而悬架只是底盘的一部分,他们四部分共同组成了底盘,我们评价一副底盘好坏或合不合适应该也是这几个方面的综合。

底盘好坏或者悬架好坏其实根据需求来定,比如天籁、凯美瑞、这两车子定位是偏舒适取向,这悬架同样要往舒适偏软的需求去走,对于这种定位的车,好的悬架应该是,在过沟过坎不会有很大起伏感,能过滤掉很多细碎的滤震,坐起来应该舒舒服服,不前后颠倒,不容易让人晕车。

举个栗子,凯美瑞的悬架。

跟颇运动的外观相比,凯美瑞的悬架似乎又回到了以前那个舒舒服服的凯美瑞,在连续弯道中,由于较长的行程,车内侧倾非常大、座椅的包裹性和支撑性也非常一般,几乎能把人甩出去,不能给予很足的过弯信心,但同样,在舒适方面,它是极好的,高速大起伏坐起来不会有落差感,低速能把滤震过滤得一干二净,开起来不运动,但坐起来很舒服,因为它的骨子里就是舒适的定位取向。

同样,对于定位偏运动的车型,那么它底盘取向就要往偏硬的取走了,不过在这个定位下,好的悬架应该并不是都要非常硬的!除了过弯支撑要足,侧倾小,还要有韧性!同时过弯支撑很好,它会将小滤震化解,不残留,将大滤震反馈给驾驶者,保证了很好的循迹性。

举个栗子,阿特兹的悬架。

阿特兹的前麦弗逊后多连杆悬架就属于有韧性但过弯支撑很好的类型,它会将小滤震化解,不残留,将大滤震反馈给驾驶者,保证了很好的循迹性,这在连续弯道,或者变道上给你很强信心,但它给后面的乘客的感受就不太好了,因为后排支撑性跟前排相当,对于长途行车不讨好,头枕偏硬而且后排座椅腰部支撑不够柔软,长途乘坐也容易累。

凯美瑞和阿特兹算是这个两个领域悬架表现极致好的体现了,车企造车看定位,买车看需求,悬架在相同的领域才有评价好坏的可能,不同领域不可对比,辐射到不同车型,就是偏运动和偏舒适、还有纯运动和纯舒适车型了。

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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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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

总结

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。。。

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市面上常见的三款底盘好的平民汽车福克斯,高尔夫,马自达3,底盘都很好。底盘悬架是一个比较玄乎的系统,因为除了硬件要好,还需要好的调教,就像软件一样我经常给我的新同事举这样的例子,如果底盘软就好比人光着脚奔跑在沙滩上,虽然不会脚震动的疼,但是加速慢,容易打滑,如果底盘硬,就好比人奔跑在水泥路面上,虽然加速和减速响应快,但脚会疼。这需要一个很长经验积累的过程,市面上哪些车底盘悬架好呢?

在这里我们只讨论下平价汽车,类似F1,超级跑车这样的,小工了解不多,也从来没参与过这种汽车的设计制造,就不瞎扯。奔驰宝马也非常好,在豪华车里面奔驰宝马的中高系列也必须好啊,毕竟太贵了。非承载车身+整体桥式在这里我们也不讨论。

福特福克斯

  • 福克斯是福特欧洲研发中心的拳头产品,前麦弗逊+后多连杆的结构。主打底盘性能,高速车身稳定,转向精确无虚位,高速再提速能力强,过颠簸路面车身稳定,同时路感也强,急速转弯车身稳定。包括我徒弟最早也问,这些数据能否量化,试验场是有很多量化的数据的,这些即便我贴出来,也太难懂了。在汽车行业也有一个争论,到底是福克斯底盘最好还是高尔夫呢?争论不休,但是不是第一就是第二。

大众高尔夫

  • 大众车的种类非常多,主攻各个方向,高尔夫就是主打底盘性能的家用轿车,虽然作为家用,但是几乎所有的大众成熟新科技都应用在这款汽车上面。和福克斯一样,它也是前麦弗逊后多连杆的结构。高尔夫相比较于福克斯在急速转弯的能力更强进,在80km/h速度下转更小的负角弯道,但是在颠簸路面车身稳定和转向反馈这方面要略弱于福克斯。


马自达3

日本的马自达汽车号称东方的宝马,也主打运动,旗下汽车底盘都不错,同时汽车车身轻巧,虽然和老牌运动轿车福克斯和高尔夫还略有差距,但是不在专业的测试环境下比较难发现,同时马自达3的轴距不福克斯和高尔夫略大,这方面也补偿了部分车身稳定性能。遗憾的是现款马自达3昂克塞拉比老款星骋底盘性能有所减弱。


虽然悬架有独立和非独立两种,并不意味着独立一定好于非独立悬架,比如法系车很多非独立悬架就比市面上大多独立的要好,正如我们之前所说,需要硬件和软件(调教)共同作用。如何能有效传递动力到车轮,如何缓和车身冲击,减少动载荷,该刚性的时候刚,该柔的时候柔,才是好的悬架。



我是汽车工程师,喜欢汽车技术,欢迎大家加我关注一起讨论汽车技术和买车用车的问题

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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。

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福特车的最好

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目前来说,应该还是法系车

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底盘好还是法系 大众 美国车

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法系雪铁龙不容置疑?