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诺诺课堂:悬架扫盲01-理清一些基础概念【经典科普巡礼】

【编者序】

2015年下半年,我在“诺诺课堂”栏目里发表了7篇《悬架扫盲》帖,把过去一个世纪的汽车悬架精华知识,以及网传的一些悬挂忽悠,用诺式风格聊了一遍,目的是让大家能轻松地学到比较正宗的汽车知识,并具备强大的“忽悠抵抗力”。

时隔三年,诺粉数量已经翻了好几番,从平时接到的咨询判断,可能很多新粉还没读过这些文章,所以我做了个编撰再版,再次分享给大家。对我而言,回顾自己以前写的东西,也会找出一些小错误,这也是种自我提高,的确是“温故而知新”。

——诺诺

【诺诺课堂】悬架扫盲01理清一些基础概念


写在前面


*网上曾热传过一些视频,教人用底盘零件的售后价格、材质等特征来“直观”地评价悬挂品质,一下子让不少豪华车型黯然失色,一时深得人心,对于小白用户,很有影响力;

*基本所有人都觉得麦弗逊悬架是一种没有B格的低廉设计,扭力梁简直是一无是处,似乎只有多连杆才够高级;

*为了改善操控,悬架改装简直是重中之重,追求极致的还要做特调,而且时不时会听圈内高人说“全国真正会调减振的,只有xx(改装店)”;

……

悬架,是一个迫切需要科普的汽车知识重灾区,有人问我有什么书可以看,我真还不知道什么书能帮助大家走出这些误区,而且还要容易读下去,那就自己写点吧。

专门聊悬架之前,我先从一些基础概念开始,循序渐进的进入主题。


请忘记价格

卖得贵的零件就一定好么?


以我们淘了那么多二手车的经验看:便宜无好货,而且贵的也不一定好。

所以,用价格判断好坏并不一定靠谱,只是在你完全不懂时,能有点帮助而已。

为了整明白一个东西的好坏,要么找一个值得信任的人,听之任之,要么就是提高自己对这个东西本身的认识,通过成本结构去分析价格。



如上图的BMW诊断口防尘盖,属于二手车经常缺失的部件,大约普通麻将大小,售后价格在150元左右,相当于我当年大学里半个月的伙食费。

一个塑料盖子真要这么贵么?我想说的是,价格并不表征成本。

在当今主打服务和品牌的社会,这个命题尤其适用!

你去修车时看到的零件价格,其实是后市场售价,由于经历了很多“渠道加价”而面目全非,材料成本占比已经很少。

同样的一根底盘拉杆,用在老帕萨特上是300元,用在奥迪A6上是800元,如果有幸被宾利“采纳”,可能就要奔1万去了。

我们上海店曾经给一位江苏铁粉的宾利更换过前悬架所有摆臂和衬套,4S店报价10万的,我们给他节约了近7万元,就是用了这种方法。

虽说零件在出厂后被加价几倍甚至十几倍卖给消费者,但就算是追溯到零件的出厂价,也不一定正比于材料的好坏。因为出厂价还必须和研发成本、制造工艺、批量大小、废品率、物流成本、人工成本,甚至客户压价力度等因素有关,而这些因素跟产品品质是没有直接关系的。

比如生产批量大小对产品价格有非常大的影响,一款全球限量300台的汽车,和每年100万台的量产车,零件的售后价格就会差很多,而成本通常不会差太多。我们不能简单地说贵的就好。

要探讨品质(可靠性、强度、性能等),那就必须抛开价格的干扰。简而言之,谈技术,就得忘记价格!

明白了这些,我们开始讲悬架的概念。


概念层面

悬架,避震,底盘?


有时听到人说“悬架,就是避震”,或“底盘设计就是悬架设计”,其实这些都是初级概念,一定要搞清楚。

“避震”指的是避震器,学名“减振器”,是用来吸收振动能量的一个金属筒;带上弹簧、缓冲胶、防尘罩和塔顶后,就叫“减振器模块”了,有的厂商也晦涩地称之为“减振支柱”或“悬架滑柱”。

减震器模块只是悬架上的一个部件而已,也是改装迷最爱更换的部件之一,后面诺诺会在“没有知识真可怕”环节,让大家逐渐了解什么是“盲目改装”,换短避震真的能提升操控么?



“悬架”,则是一个更加复杂的系统,是车轮与车身之间所有连接机构的总称,用来缓冲路面冲击,衰减振动,保证汽车舒适性和操纵稳定性(也叫“悬挂“)。



这是本田的一款跑车(S2000)的前后悬架。去掉车轮和刹车盘,剩下的部件就是真正的“悬架系统”了。

悬架系统除了减振器之外,还有弹簧和各种摆臂以及附件。不同的摆臂组合方式构成了不同的悬架结构,如大家耳熟能详的“麦弗逊”、“双叉臂”、“多连杆”、“扭力梁”,都是很常见的悬架结构。

至于“底盘”,则是一个更宽泛的大系统。转向、制动、传动、车桥、悬架等很多系统,都属于底盘。

可以理解成,底盘+动力总成+车身+车内设施 = 车。




图:马自达3的前桥

上图是马自达3的前桥,即底盘中属于车头的那截。采用了经典的麦弗逊悬架结构。

中间的银色的是方向机,方向机正下方是副车架,用来固定悬架和托举发动机变速箱。

学好悬架几何设计,再精通底盘,再透析动力总成,理论上我们就可以设计出驾控精湛的车子了。

手工造超跑的公司,当年就是这样的汽车狂热分子一点一滴地做起来的,在实践中不断进步,无一例外。



这就是典型的“底盘+发动机”,不难吧?国内很多民间高人做过类似的东西,木头车架,跑个40~50km/h不是问题。

当它与下面这个可以跑300km/h的艺术品相比时,最大的差距不是速度,而是系统的知识沉淀,因此人要不断学习。



这个看上去带劲吧?以我做汽车研发和测试的经验,如果不考虑成本,造出好车并不难,而且是件很爽的事!(而目前的二手车业务其实只用到自己三成的汽车知识,略表遗憾。)


悬架分类


思想放飞太远了,回归基础知识!

悬架系统从自由度上分为独立悬架、半独立悬架和非独立悬架,逐个讲解。

用“粗暴”来形容非独立悬架很恰当,基本只在卡车和特种车辆上混迹(如下图)。



别以为这个东西已经过时,或不值一提,很多NB的山地越野车为什么还保持非独立悬架呢?因为这种悬架结构可以容易地设计出夸张的车轮行程来,纵向的控制臂可以做的很长。在非铺装路面上,尤其是乱石山地,哪找什么车轮定位角和精准操控呢?在这个时候,四轮全着地比什么都重要!

非独立悬架的缺点除了簧下质量大之外,就是两个轮子是“硬绑定”的,任何一个轮子跳动都会带动整个车桥一同起伏,车身姿势也受影响。在铺装道路上的行车操控性能会受较大限制,舒适性也较差,明显不适合轿车。

我们以后再单独聊簧下质量,这是一个很浑浊的话题,它在汽车工程上的确是一个重要参数,但是在民间玩车圈有过度神话的嫌疑。

“簧下1公斤,簧上10公斤”,大家都听说过吧,到底是不是这个量化关系呢?还是说这句话根本就是在扯淡呢?这次我先不在这个话题上花篇幅。



这里需要引入一个概念,叫车轮外倾角(camber angle),顾名思义就是车轮向车外倾倒的角度。



理想状态下,工程师希望外倾角为0,也就是车轮垂直地面,此时车轮和地面的接触最好,可以发挥最佳附着力。

对于非独立悬架,一旦单侧车轮抬高,车轮平面就斜了。

对于以追求公路驾驶性能的车辆而言,倾角就显得十分重要,因为外倾角的变化会导致侧向稳定性下降。

为保证车轮跳动时始终(近乎)垂直于路面,提供最佳操控附着,必须考虑使用独立悬架,让车轮在跳动中,尽可能保持或接近垂直地面,而且减少单侧车轮的跳动引起的车身起伏。



(负值外倾角的极端改装案例)



(外倾角失调造成的轮胎偏磨)

半独立悬架主要用在后桥上,结构简单,且允许两个后轮有一定程度的自由运动,最有代表性的是扭力梁结构。

当年被誉为“驾驶者之车”的老宝来用的就是这种后桥。

开过老宝来(或高尔夫4代)的都知道,在当年的众多A级车中,整车操控绝对算杠杠的,更不要提当年的GTI了。并不是说半独立悬架可以带来良好的操控,而是说宝来的操控并不因半独立悬架而平庸。

让一台车开起来“听话”,有很多途径可以达成,并不是配备半独立悬架,就能让它毁于一旦的。



扭力梁悬架又简单又结实,即便是调校得不那么考究,对于大多数日常行车也够了,因为毕竟没几个人用家轿去体验极限驾控,而且给后备箱和后排座椅留出了很大的空间,多好啊!

但却莫名其妙遭来媒体各种吐槽和贬低,以至于后来车企在新车型中普遍回避扭力梁,连一些买菜车也被逼采用多连杆后悬挂。而增加的成本呢,自然也就出在羊身上了。

这就是网络的力量,可以放大甚至编造一个产品的负面,严重的时候还能左右车企的技术路线。这样的黑锅一直层出不穷,比如从5速AT到DSG变速箱,从刹车掉黑粉到现在的三缸增压发动机,说多了都是眼泪。如今,只有在一些很low的车上才可以找到扭力梁了,属于一大冤情,也不值得重点讲述了。

独立悬架是悬架技术的精华,也是类型最多的悬架家族(下表是不完全统计,是否已经看晕?)。

独立悬架的优势在于可以独立设计单侧车轮的跳动姿态,除了大大改善舒适性外,更重要的是在车轮跳动时可以最大限度地控制车轮定位角。调教得当就能获得相当精准的操控,指哪打哪,车子会像紧身衣一样与你“浑然一体”。

需要强调的是,独立悬架只是“师傅领进门”,并不是说,只要装了独立悬架,或者用了铝质材料,整车的操控和舒适性就会好一截,最关键的“修行”还是得看工程师怎么调!

三万元的面包车用麦弗逊悬架,保时捷也用麦弗逊悬架,两者却无法同日而语,就是这个道理。无论如何,打造优秀的操控和培养优秀的工程师一样,永远是件难事。

下集预告

下一集,诺诺将带你进入独立悬架的世界,用诺式白话为大家解读麦弗逊悬架。

为什么这款悬架如此著名,从麦弗逊先生的传奇职场经历上我们可以悟到什么?

期待大家继续捧场。



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