汽車底盤之彈簧、避震及懸掛

眾所周知，汽車的底盤是衡量一輛車行駛品質(zhì)的重中之重。一輛車的研發(fā)到最終的成型，底盤的研發(fā)占據(jù)了工程師們大多的時間，其中的投入成本也大概占到了整車的30%左右，甚至更多。因為一輛車的底盤的好壞代表了某個品牌的造車?yán)砟钜约皯B(tài)度。例如我們熟知的：寶馬，馬自達(dá)，福特等品牌，底盤的調(diào)校都是品牌中屈指可數(shù)的。

其實底盤的作用是很好理解的，底盤的作用是支撐、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動機的動力，使得汽車產(chǎn)生運動，保證正常行駛。同時，一個好的底盤，可以保證駕駛者的生命安全。下面我們來看下底盤的部分組成。總的來說，底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成。每個系列都很重要，但是作為每個司機其實關(guān)注最多的當(dāng)然是行駛系，因為這一部分是我們在駕駛時感觀最明顯的部分。而今天我們要探討的就是行駛系中的重要組成部分，彈簧、避震、以及懸架！

先來看彈簧和避震?，F(xiàn)在大部分車輛用的彈簧，都是螺旋彈簧，也有部分車用的事空氣彈簧和鋼板彈簧。（如上圖123）鋼板彈簧一般都是部分非承載式的SUV采用，貨車大部分都是采用鋼板式彈簧。但是不管什么樣的彈簧，作用只有一個，就是讓安置車輪的車橋與車身之間的連接富有彈性，可以一定程度的緩和路面不平對車身造成的沖擊。雖然聽起來很好，但是彈簧其實是有一個缺點的，就是他們回彈的慣性很大，如果單單的只是用彈簧作為彈性的連接，那么對于每輛汽車而言，不會有多舒適，可能會和坐小船一樣，晃晃悠悠，極容易暈車，除非路面就對的平滑，否則車在路上行駛，就會一直煎熬于汽車的彈跳中，很難受，根本停不下來。那么面對這種情況怎么辦呢？工程師們當(dāng)然會解決這個問題，于是他們想到了一個可行的方案，運用避震器。

其實避震器真正應(yīng)該叫做阻尼器。這里我們就習(xí)慣的叫它為避震器好了。避震器分為很多種類，但是不管什么種類，它們的工作原理是一樣的：當(dāng)車架（或車身）和車橋間震動而出現(xiàn)相對運動時，減震器內(nèi)的活塞上下移動，減震器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個腔內(nèi)。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對震動形成阻尼力，使汽車震動能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減震器吸收散發(fā)到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時，阻尼力隨車架與車橋（或車輪）之間的相對運動速度增減，并與油液粘度有關(guān)。但是，避震器其實是不能單獨使用的，因為它并沒有彈簧那樣回彈的效果，壓下去就壓下去了，它就不會往回彈了，沒有外力的介入，避震器是不會回彈的。因此想要回彈，就必須得往回拉，所以這個往回拉的動作就交給了彈簧。所以彈簧和避震器之間配合使用，才可以讓汽車的減震效果達(dá)到最佳。

下面我們再來談一談懸架。這里我們用通俗易懂的話來闡明，太專業(yè)的理論不太容易懂。我們可以把車就看做是一個人，要把汽車輪胎比作我們?nèi)说哪_的話，那么懸架就相當(dāng)于人的腿，彈簧和避震的組合就相當(dāng)于人的大腿。先來說說前橋的懸架，麥弗遜獨立式懸架。一個彈簧避震的總成，加一個下擺臂，再加一個羊角，這就組成了最簡單的獨立懸掛結(jié)構(gòu)，優(yōu)點很明顯：占用空間小，生產(chǎn)簡單，造價便宜。那么缺點是什么呢？從結(jié)構(gòu)上我們可以看出，這里的避震不光是起到減震的作用，還要和下擺臂一起，面對來自橫向的力比如說平時的剎車點頭。由于避震總成的下端是裝在羊角上的，所以當(dāng)車輪在轉(zhuǎn)向的時候，避震支柱會隨著一起轉(zhuǎn)向，那么懸架塔頂?shù)哪z套和壓力軸承就成立易損件，如果我們原地打方向，聽到了咯噔咯噔的響聲，多半是壓力軸承該換了，壓力軸承也就是平面軸承。而且，對于前置發(fā)動機的車輛來說，這種懸架的操控和抓地力其實一般，但并不絕對，而為了改善這些缺點，便誕生了雙叉臂獨立懸架：橫向剛度大、抗側(cè)傾性能優(yōu)異、抓地性能好、路感清晰。

首先，對于定位參數(shù)的精確控制，讓車輪能夠很好的緊貼地面，較強的橫向剛性又提供了很好的側(cè)向支撐，對于車輛的操控性能來說，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性是顯而易見的，它不僅是法拉利，蘭博基尼和瑪莎拉蒂這些超級跑車們的首選，甚至是現(xiàn)今的F1賽車所使用的懸掛結(jié)構(gòu)依舊能看到雙叉臂的影子。而兩根三角形結(jié)構(gòu)的搖臂還擁有出色的抗扭強度和橫向剛性，因此在硬派SUV或者皮卡上也經(jīng)常會使用雙叉臂的懸掛結(jié)構(gòu)，而前雙叉臂后整體橋的結(jié)構(gòu)也是硬派越野SUV的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。像是大切諾基，豐田普拉多和大眾途銳等，前懸都用了雙叉臂的懸掛結(jié)構(gòu)。但是也是有缺點的：制造成本高、懸架定位參數(shù)設(shè)定復(fù)雜。同時維修保養(yǎng)時的復(fù)雜程度高，在定位懸架及四輪定位時，參數(shù)也較難確定。相對于麥弗遜懸掛，它的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，占用空間較大，成本較高，因此并不適用于小型車前懸掛，此外，定位參數(shù)的確定需要精確計算和調(diào)校，對于制造商的技術(shù)實力要求也比較高。