SUV選購必須懂的知識(2) 懸掛與車身結(jié)構(gòu)
【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】購買一款SUV時,除了上期介紹的四驅(qū)系統(tǒng)(SUV選購知識一:該選兩驅(qū)還是四驅(qū))外,車身結(jié)構(gòu)以及懸掛系統(tǒng)也是影響SUV性能的一個重要部分。時下熱門的城市SUV中,前懸多為麥弗遜式懸掛或雙叉臂,后懸則有扭力梁、雙叉臂、多連桿式懸掛,而偏向越野的SUV,則多數(shù)采用整體橋式非獨立懸掛。這些不同的懸掛對車的性能有著怎樣的影響?下面我們來了解下。
● 麥弗遜式懸掛 結(jié)構(gòu)簡單 占用空間少 穩(wěn)定性不足
現(xiàn)在主流的城市SUV的前懸多數(shù)采用麥弗遜式懸掛,這種懸掛也是最為常見的一種懸掛,結(jié)構(gòu)簡單,主要由A型(或L型)叉臂與減振機構(gòu)構(gòu)成。
從圖上結(jié)構(gòu)可以看到,下部的叉臂一端與車輪相連,另一端與副車架相連,主要承受車輪下端的橫向力和縱向力。減振機構(gòu)的上部與車身相連,下部與叉臂相連,主要的任務是減震與支撐車身,同時還要承受車輪上端的橫向力。
麥弗遜懸掛的設(shè)計特點是結(jié)構(gòu)簡單,機件少,占用空間小,作為家用轎車的前懸,可以騰出更多的空間來布置動力及電器系統(tǒng)。這種懸掛重量輕,響應速度與回彈速度也快,所以它的減振能力較強,具有良好的舒適性。單純從結(jié)構(gòu)來看,由于這種懸掛結(jié)構(gòu)過于簡單,懸掛的剛度也是有限的,畢竟只有下擺臂與減振器來承受車輪與車身的力,穩(wěn)定性較差,表現(xiàn)在轉(zhuǎn)彎時的側(cè)傾以及制動點頭等,通常采用加裝防傾桿來減少側(cè)傾。
● 扭轉(zhuǎn)梁懸掛 占用空間少 維護費用少 舒適性有限
扭轉(zhuǎn)梁式懸掛的結(jié)構(gòu)中,兩個車輪之間沒有硬軸直接相連,而是通過一根扭轉(zhuǎn)梁進行連接,扭轉(zhuǎn)梁可以在一定范圍內(nèi)扭轉(zhuǎn)。但如果一個車輪遇到非平整路面時,之間的扭轉(zhuǎn)梁仍然會對另一側(cè)車輪產(chǎn)生一定的干涉的,嚴格上說,扭轉(zhuǎn)梁式懸掛屬于半獨立式懸掛。
不同的廠家對這種懸掛的稱謂有所不同,如縱臂扭轉(zhuǎn)梁懸掛、H型縱向擺臂懸掛等等,歸根到底還是扭力梁懸掛,只是調(diào)教有所不同。如橫梁安裝越靠近縱臂與車身的連接處,則舒適性會更好點,但轉(zhuǎn)彎時的側(cè)傾也會大些。如果橫梁安裝靠近車輪中心,就接近整體橋的設(shè)計,舒適性就沒那么好,而是傾向于車輛的通過性能與承載能力。
從結(jié)構(gòu)來看,扭力梁式懸掛相對于獨立式懸掛來說舒適性要差一些,不過結(jié)構(gòu)簡單可靠,也不占空間,而且維修費用也比獨立懸掛低,所以扭力梁懸掛多用作小型車和緊湊型車的后懸掛。如近期上市的別克昂科拉,其后懸掛就是采用扭力梁懸掛。
● 雙叉臂式懸掛 橫向剛度大 抗側(cè)傾性能好
雙叉臂式懸掛,從結(jié)構(gòu)上可以理解為在麥弗遜式懸掛基礎(chǔ)上多加一支上叉臂,這樣車輪的橫向力和縱向力都是由叉臂承受,而減震機構(gòu)只擔當支撐車體和減振的任務。
可以看到雙叉臂懸掛的上下兩根A字臂擁有類似三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不僅擁有足夠的抗扭強度,而且上下兩根A臂對橫向力都具有很好的導向作用,因而雙叉臂式懸掛的強度和耐沖擊力比麥弗遜式懸掛要強很多,采用這種懸掛的車輛在轉(zhuǎn)彎時能很好的抑制側(cè)傾以及制動點頭的能力。
雙叉臂懸掛可以對定位參數(shù)進行精準控制,可以讓車輪很好地緊貼地面,而較強的橫向剛性能提供很好的側(cè)向支撐,對于操控性能來說,這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性是顯而易見的,這也是法拉利、瑪莎拉蒂等眾多超跑采用這種懸掛的原因之一。
由于雙叉臂的兩根三角形結(jié)構(gòu)的擺臂還擁有出色的抗扭強度和橫向剛性,因此在硬派SUV或上也經(jīng)常會使用雙叉臂懸掛作為前懸掛。像榮威W5、吉普大切諾基、豐田普拉多等等。不過相對于麥弗遜懸掛,這種懸掛結(jié)構(gòu)更為復雜,占用空間大,成本較高。
● 多連桿懸掛 結(jié)構(gòu)復雜 占用空間大 舒適性最好
多連桿懸掛,就是通過各種連桿配置把車輪與車身相連的一套懸掛機構(gòu),其連桿數(shù)比普通的懸掛要多一些,一般把連桿數(shù)為三或以上的懸掛稱為多連桿懸掛。前懸掛一般為3連桿或4連桿式獨立懸掛;后懸掛則一般為4連桿或5連桿式后懸掛。
多連桿懸掛有多根連桿可以對車輪進行“全方位”的約束,使車輪按預定的軌跡運動,擁有更出色的舒適性與操控性。舉個簡單例子,當車輪滾過坑洼路面時,在上下控制臂控制的范圍內(nèi),給予車輪足夠的彈跳行程。如車輛同時加速,那么前、后控制臂可把車輪始終固定在一個范圍內(nèi)運動,這時減震器也會伴隨上下控制臂的擺動吸收震動,使車廂始終處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)。
多連桿懸掛能最大限度的發(fā)揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限,是所有懸掛設(shè)計中最好的。當然,凡事都有另一面,多連桿懸掛結(jié)構(gòu)復雜,占用空間大,制造成本也很高,一般的中小型轎車出于成本和空間考慮很少使用這種懸掛。在SUV車型中,后懸掛采用多連桿則比較常見,近期火熱的福特翼虎、現(xiàn)代新勝達等,高端的SUV如寶馬X1、X3,奔馳的M系等。
● 整體橋式非獨立懸掛
整體橋式(硬軸)懸掛的結(jié)構(gòu)很簡單,通過一根硬軸將左右兩個車輪相連,再將硬軸與車身相連。早期的整體橋采用的是鋼板彈簧,現(xiàn)在則多數(shù)采用螺旋彈簧作為彈性元件。
這種懸掛結(jié)構(gòu)簡單,能承受很大扭力,同時采用螺旋彈簧的整體橋懸掛具備更大的行程,在復雜的越野路面行駛時,可以讓四輪獲得更好的抓地力,所以延續(xù)了越野血統(tǒng)的車型大多依然采用后整體橋或者前后整體橋的結(jié)構(gòu),比如奔馳G系列、路虎衛(wèi)士、吉普牧馬人等等。硬派的城市SUV如榮威W5、長城H5、陸風X8的后懸也是采用整體橋式懸掛。
硬軸加螺旋彈簧的設(shè)計,目前主要是三種形式,一種是以牧馬人為代表的5連桿整體橋式懸掛設(shè)計,除了一個橫向的止推桿外,硬軸兩邊各需要兩根連桿,因此構(gòu)成了5連桿。一種是較為少見的以鈴木吉姆尼為代表的3連桿整體橋式懸掛,還有以普拉多為代表的4連桿整體橋式懸掛。
不過這里說的連桿跟前面提到的多連桿獨立懸掛有所不同,這些連桿主要是提高車輪在側(cè)傾、顛簸路段時,車軸與車身之間的強度與穩(wěn)定性,并非調(diào)整車輪的傾角等參數(shù)。
在選購SUV時,我想車身結(jié)構(gòu)也是必須了解的一個部分。相信“承載式車身”與“非承載式車身”這兩個詞大家并不陌生,那這兩種車身結(jié)構(gòu)到底有什么不同?
非承載式車身,顧名思義就是不參與承載重量的車身。采用非承載式車身的汽車,車架通過前后懸掛系統(tǒng)與車輪相連,而發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、車身的總成部分是固定在這個剛性車架上的,就算“拿掉”車身,車架與動力總成、懸掛還是一個整體。
可以看到,非承載式車身有根大梁貫穿整個車身結(jié)構(gòu),因此底盤的強度是很高的,抗顛簸性能也好。就算車的四個車輪受力不均勻,也是由車架承受,不會傳遞到車身,所以車身不容易扭曲變形。
不過非承載式車身比較笨重、質(zhì)量大、質(zhì)心高,多見于偏向越野的SUV上,如奔馳G級、吉普牧馬人、豐田普拉多等,硬派的城市SUV如榮威W5、長城H5、陸風X8等也是采用非承載式車身。由于非承載式車身具有較好的平穩(wěn)性和安全性,有些高級轎車也使用。
而承載式車身汽車的整個車身是為一體的,沒有貫穿整體的大梁,發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、前后懸掛等部件都裝配到車身上,車身負載通過懸掛系統(tǒng)傳給車輪。
承載式車身的汽車平直路上行駛很平穩(wěn)、固有頻率、重量輕,大部分的城市SUV都是采用這種車身結(jié)構(gòu)。相對來說,底盤的強度是不及有大梁結(jié)構(gòu)的非承載式車身。
目前熱銷的SUV車型中,還是以城市型SUV為主,車身結(jié)構(gòu)則大部分采用以舒適性為主的承載式車身,而抗扭性能強的非承載式車身則多用于以越野為主的硬派SUV中。不過隨著車身制造工藝的進一步提升,現(xiàn)在的承載式車身強度與抗扭性也有了很大的提升,可以保證城市駕駛舒適的同時,也兼具越野性能。
如果要了解一輛SUV的通過性能的話,我想最直觀就是看它的最小離地間隙、接近角、離去角等參數(shù)了。常見的通過性能指標有接近角、離去角、最大爬坡度、最大側(cè)傾度、最小離地間隙、最大涉水深度等等。下面我們用更為直觀的方式來展示這些參數(shù)的含義。
總結(jié):本文針對時下熱門SUV懸掛從結(jié)構(gòu)上介紹了不同懸掛的不同特點,但是需要明白的一點是,汽車操控性能的好壞不僅僅取決于懸掛的固有特性,還在于廠家對底盤的調(diào)教。但是調(diào)教再好,也不可能“越級”(如扭力梁調(diào)到多連桿的特性),我們可從基本的懸掛結(jié)構(gòu)對車的操控性與舒適性做出初步判斷。
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