自1885年德国人卡尔·本茨创立奔驰公司,标志着世界上第一辆汽车的诞生,人类陆地交通出行方式自此由生物动力驱动转变为化石能源驱动。历经一百三十多年的发展与演变,汽车的驾驶操控性与乘坐舒适性得到了显著提升,这背后离不开车辆底盘技术的持续进步。
传统上,车辆底盘技术可大致分为两大类:独立悬挂与非独立悬挂。非独立悬挂系统,如板簧悬挂和扭力梁悬挂,在载重型的商用车如客车和货车上应用广泛。板簧悬挂通过高强度合金材料将一系列具有弹性形变的钢板捆扎在一起,搭建在底盘关键轴上,以支撑动辄数十吨的重量。而独立悬挂系统,包括麦弗逊悬挂、双叉臂悬挂和多连杆悬挂等,则更多地被应用于追求操控性和舒适性的乘用车上。
扭力梁悬架
扭力梁悬架的设计巧妙,它将两端车轮分别固定在一个横置的钢铁轴上,而这个钢铁轴就构成了扭力梁的主体。当一侧车轮在行驶过程中发生跳动时,扭力梁会在一个预定的范围内进行相应的跳动,进而带动另一侧车轮同步跳动,有效地减少了车身的摇摆和晃动。此外,这根横置的钢铁轴还发挥了横向防倾杆的作用,进一步增强了车辆在转向或过弯时的稳定性。由于扭力梁悬架的这些优点,它被广泛应用于中低端车型以及商用载重车辆的后轴位置。
麦弗逊悬架
麦弗逊悬架的发明者,天才般的存在,名为麦弗逊(Mcpherson)。他在大学毕业后,曾在欧洲涉足航空发动机领域,后加入美国通用汽车公司,为雪佛兰设计出一款小轿车,并创新性地引入了麦弗逊悬架。1950年,他跳槽至美国福特公司,同年便将这一技术广泛应用于福特英国公司生产的两款轿车上。
作为全球首款独立悬架,麦弗逊悬架巧妙地融合了人体工程学原理。它巧妙地将承载震动冲击的螺旋弹簧、减震器以及传力装置合为一体,不仅实现了车身结构的紧凑性,更显著提升了驾乘的舒适度。时至今日,麦弗逊悬架已成为全球应用最广泛的车型悬挂系统,尤其在前置前驱车型中占据主导地位。其结构紧凑、耐用可靠的特点深受大众喜爱,无论是经济实惠的大众宝来,还是奢华的保时捷911,都选择了麦弗逊悬架。
双叉臂悬架可视为麦弗逊悬架的升级版。通过在传力装置上增设一根连接柱与液压减震器上方的控制臂相连,双叉臂悬架在稳定性和可靠性方面取得了显著提升。其最大的优势在于横向刚度大、抗侧倾性能出色、抓地力强大以及路感清晰。双叉臂技术通常应用于高端车型的前悬系统,特别是在玛莎拉蒂、阿尔法·罗密欧等欧系超级跑车制造商的产品中得到了淋漓尽致的体现。
多连杆悬架
多连杆悬架系统宛如一座稳固的高塔,其下方由数根支撑杆或拉伸线共同组成稳定器。这种悬架系统以3~5根连杆作为传力装置,与螺旋弹簧及减震器共同构建了一个高效的整体。相较于双叉臂悬架,多连杆在提升车辆舒适度与稳定性方面表现更为出色。然而,由于其制造工艺复杂且成本较高,因此多连杆悬架系统常被中高端轿车所采用,例如奔驰S级等豪华车型。
从结构复杂度来看,多连杆悬架的系统最为繁复,其次是双叉臂悬架,再其次是麦弗逊悬架,而扭力梁悬架和板簧悬架则相对简单。同样地,从成本角度分析,多连杆悬架作为高端车型的标配,其成本也是最高的,其次是双叉臂悬架,麦弗逊悬架,再往下是扭力梁悬架和板簧悬架。
然而,在耐用可靠性和维修经济性方面,板簧悬架却表现出色,其次是扭力梁悬架,麦弗逊悬架,而双叉臂悬架和多连杆悬架则相对较弱。至于操控性和驾驶舒适性,多连杆悬架则凭借其出色的表现位居榜首,双叉臂悬架紧随其后,麦弗逊悬架位列第三,而扭力梁悬架和板簧悬架则在这方面稍显逊色。
此外,空气悬挂作为一种高端技术,在高端车型中广泛应用。它通过压缩空气来替代传统的螺旋弹簧,从而提供更为舒适的驾乘体验。同时,减震器的发展也日新月异,涌现出多种形式和技术,如液压减震器、自适应阻尼可变减震器、连续阻尼可变减震器以及磁流体阻尼减震器等。这些先进的减震技术不仅提升了车辆的驾乘舒适性,更确保了行车安全性。
在悬挂系统中,减震器元件扮演着至关重要的角色。几乎所有的悬挂系统都会依赖减震器来提供稳定的支撑和舒适的驾乘体验。因此,一旦发现减震器出现漏油或失效的情况,应立即进行更换,以确保行车安全和驾乘舒适性不受影响。