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诺诺课堂:悬架扫盲04关于麦弗逊,你了解得太少【经典科普巡礼】

写在前面

前天一位清华老校友给我发来消息,建议我回学校客串开课,因为读诺诺这几篇帖子而了解到的麦弗逊,比学校里学的深刻而有趣。再考虑到近几年清华女生比例明显提高,这件事情就更值得提上议程了。

Anyway,今天这一集将是MacPherson先生生平讲述的最后一集,我们会因终于看到麦弗逊方案的大量应用而欣喜,但也如世间诸多美好的事物一样,繁花簇拥之后,我们总觉得谢幕来得太突然。

Part 7:福特岁月:是金子终究会发光

接二连三的打击,MacPherson用光了对GM最后的好感,年近60岁的他接下来该怎么办?换其他人,估计早就不想在事业上出什么力气了,但我估计老麦不是这种怂人。这时,轮到福特汽车出场挖墙脚了!

天才工程师MacPherson在GM的遭遇和尴尬处境很快被当时福特汽车的研发副总Youngren发现,所谓“该出手时就出手”,大家都懂的。

诺诺点评:作为一个出色的领导,一半的精力得用来沾花惹草,到处撩闲,这样你才有机会发现价值被低估的美好事物。

在Youngren的骚扰下,1947年,MacPherson毫无悬念地离开了GM,应邀转投福特汽车,任研发事业部的执行工程师。GM的Cadet项目没了MacPherson,也就顺理成章地尘封起来。

诺诺点评:从GM的事业部总监跳槽到另一家公司去当工程师,这在很多人看来是不可理喻的“下坡路”,这时候就看是不是想清楚是为什么而跳槽了。如果仅仅是追求职位升迁和收入增加(或基于其他原因,但把升迁和加薪作为硬指标),是不会领会其中的奥妙的。事实上,自成年后,找一个可以淋漓尽致施展自我的舞台,肆无忌惮做自己喜欢的事情,竟然成为了一种奢望。一旦认清了这点,就可以衡量为奢望埋单是需要付出代价的了。诺诺团队丢开外企稳定的工作,选择辞职创业,以及很多精英诺粉愿自残身价入伙吃苦,也是因为我们都是坚定的追梦者。


和GM一样,当时的福特总部已经叫停了曾经有点成果的轻型车研发项目,但福特的法国分公司有较大的自主决策权,法国分舵的老板看中了总部的轻型车设计方案,希望买下来后做改进,并投放到法国市场,也就是后来的Ford Vedette。

Vedette的设计方案虽然采用了独立悬架,但根据多方考证,并没有采用麦弗逊的滑柱式减振器,因此也不属于麦弗逊悬架。在这一点上,一些国外媒体记载出现了笔误。

从1934年,麦弗逊的悬挂设计方案在样车上首次应用,一直到1949年,MacPherson才正式为它的心血结晶申请了专利,此时的麦弗逊悬架在Cadet的基础上又经历了一些改进(但还是看得出方案比较原始,比如减振器垂直于地面)。沿用至今的各种麦弗逊悬架就是基于这个专利的衍生设计。

当然,专利当时归属于福特公司。



图:1949年麦弗逊终于提交专利申请

这是何等感人的坚持,15年来一直饱受不公正待遇的杰出创意,MacPherson不但没有泯灭和消沉,反而一直在咀嚼和改进,因为他坚信金子一定有发光的那天。MacPherson决不是最苦逼的,有人在与世长辞数年之后,才得到诺贝尔奖。

福特高度重视英国市场的新车型,由于欧洲人喜欢的车型普遍偏小,给动力总成留出空间后,悬架布置就会相当局促,这里正好发挥麦弗逊悬架紧凑的优势。



图:福特Consul

1950年,麦弗逊悬挂的首次批量用于福特投放在英国市场的Ford Consul。与当年的Cadet不同的是,Consul的后悬架没有使用麦弗逊方案,而是采用了Hotchkiss悬架方案,也就是钢板弹簧+减振器的非独立悬架。



图:Hotchkiss悬架

诺诺点评:很多人一见到这种悬架,就会想到货车啥的,然后一堆吐槽就来了。其实,诺诺想告诉大家,任何一款设计都会因被不断沿用而堪称经典,必然有其精髓所在,一棍子打死的说法都有2B的嫌疑。Hotchkiss悬架也有不少鲜为人知的设计要点和精髓,就看厂家会不会调了。秘籍玩转了后,完全可以调出舒适的驾乘感受,只是它无法支持运动驾驶,所以至今还应用在一些客用MPV上,舒适性也可以调教得相当不错哦!比如我们的首长专座——丰田考斯特。

其实麦弗逊悬挂是完全可以胜任后桥布置的,只是福特坚持了低成本的折衷方案,记得福特的造车宗旨是“造每个人都买得起的车”哈,果不其然。

Part 8:曙光到来:遍地开花

出于对成本的考虑,福特公司直到1980年出产的Ford Escort Mark 3才首次采用后独立悬架。

说到Escort,这款车被誉为欧洲福特最成功的紧凑型家轿,也是著名的平民性能车,地位类似VW的golf。Escort从第一代到第六代,跨度达30多年,2002年推出的第七代就是地球人都知道的福克斯了。(推荐一篇网文介绍Escort的昨日今生,请百度“以前的Escort不叫福睿斯”)



图:福特Escort Mark 3

继Ford Consul之后,麦弗逊悬架方案大行其道,批量应用于福特投放在英国的所有车型。但是麦弗逊专利在美国本土车型上的应用,一直推迟到1978年问世的Fox平台,这一点我一直想不通为什么?在1958年的林肯等豪华车型上,福特一直采用的是双A臂独立悬架,国内有人也称“双叉臂”就是不用麦弗逊方案;同年,在雷鸟(Thunderbird)的设计阶段,本来已经计划采用麦弗逊悬架来提高舒适性,最终福特还是决定优先确保产品成本优势,牺牲平台借用性,而放弃麦弗逊方案。可见麦弗逊悬架方案在当时还是相当高大上的。

从麦弗逊悬架开始广泛使用开始,其他车企(包括其他国家的)则沉默了将近15年。为什么呢?因为专利保护嘛!歪果仁很有知识产权意识的,你家申请了专利,我家就不打擦边球了,老老实实等专利到期。

麦弗逊悬架对世人的启迪是史无前例的。在Consul量产后,人们很快认识到了麦弗逊悬架的巨大优势,在专利保护期间,不少工程师就开始迫不及待地寻找规避专利的“改进方案”,当时比较有名的是查普曼悬架(Chapman Strut),这是英国莲花工程师Chapman于1957年提出的麦弗逊悬架变型方案。查普曼悬架标新立异地利用驱动轴充当了悬架控制臂,进一步节省了悬架零件,并应用于Lotus Type 12和Type 14的后悬挂。

由于只能用于驱动轴和定位调整的局限性(由驱动轴扮演的控制臂必须经过轮心),查普曼悬架的生命周期并不长,在不久后莲花推出的ELAN上就被取代了。



图:Lotus Type Elan的底盘设计

直至MacPherson的专利保护期满,各大汽车制造商开始大胆体验和应用之后,逐渐催生了不少基于它的改进专利。我就搜到了不下30个比较有意义的专利,其中不少是日本工程师的作品,多数是在优化某个具体细节,进一步提高悬架性能或耐用性。



图:各种针对麦弗逊悬架的改进专利截图

这些事实都说明了麦弗逊悬架是一个很好的母版和平台,它为后人继续完善汽车的驾驶性能提供了足够的发挥空间。所以说麦弗逊悬架其实是一个大家族,里面有高有矮,有贵有贱,有强有弱。

有理由说,当今性能车上还能见到的麦弗逊悬架,绝非当年的麦弗逊,而是满载各国工程师智慧的结晶,每一处不同都可以讲出很多故事。这么强大的气场,这么多工程师趋之若鹜,都是其他悬架结构所望尘莫及的。

迄今为止,你能找到哪家车企完全不用麦弗逊悬架的么?


图:保时捷911 Carrera S的麦弗逊空气前悬架(2012)

Part 9:职业发展的启迪:工程师当总裁

故事讲到这里,也许你已经料到,关于老麦本人的内容已经不多了。麦弗逊悬架是MacPherson最受认可的技术贡献,当然并不是他的全部贡献,即便是他在职业生涯的后期,仍旧不断地为福特公司创造着技术财富。

接触过MacPherson的人都说他是一个急性子的工程师,坚决的理性主义者,对他认为没有价值的事情,他毫无耐性。很多事实也证明,不少具有独特才华的人,通常都有某种程度的偏执和不随和,至于这两者之间的因果关系,仁者见仁智者见智啦。

1949年,MacPherson晋升为福特的首席工程师;1952年,他在选举中得票超过当年邀请他进入福特的Youngren,当选福特研发中心的副总裁。

读到这里,你也许发现,美国的汽车技术人才成长道路似乎与中国不同。

在国内,技术人才如果一直专心于技术,是很难获得职位提升的,薪水撑死也就那么点,饿不死也活不好;要加薪就得惦记着提升,要提升那就得告别技术进入管理;要想不断被提升,就得经常参加“务虚”技能比武。

这种中国特色的技术人才晋级制度,多数结果是损失了一个爱钻研有天赋的优秀工程师,同时培养了一个不懂事的领导者,而真正在一线和车打交道的工程师们,似乎永远是新手,周而复始。针对这个情况,个别车企已经开始想办法去改变了,我看到了一些希望。

MacPherson和很多著名的汽车工程师一样,一生都在技术的道路上执着前进,公司为他们的施展提供各种条件,他自己也获得了很高的职位和社会地位,相信收入也不菲。在这一点上,德国的体系也是类似的。我在德国工作时,需要给一个壳子钻孔,同事给我一个电话,说去找XXX即可。结果这是位类似圣诞老人的可爱老头,他说自己在ZF钻了40多年的孔了(指自己一直做钳工),公司现在给他一个十多台机床的样件车间,他负责制作所有的手工五金样品。侧面问及收入,人家有宝马2台,子女3个,老婆1个(全职),还有1套大别墅,每年工作240天…… 聊着聊着,二十几个孔就加工好了,完美之作!这要是在中国,你上哪家公司钻孔,钻得出这样的人生?

物尽其用,是好修理厂;才尽其用,是好公司。

还有值得注意的地方:工程师想成为车企的高层,只懂悬架是不行的。“一专多能”是必须的,除了精通某个领域,还得系统地了解整车核心总成和开发要素,这样才没人蒙得住你,否则怎么具备全局视野,怎么做决策,怎么对系统方案定调拍板啊。

按照诺诺的逻辑,凡事都有两面性,MacPherson也没有摆脱工程师中招最深的魔咒,止步于副总裁。而纵观这么多企业,真正的大老板多数是商人出身,因为情商和视野还是决定职业顶点坐标的重要参数,工程师在这方面,的确普遍比较捉急。要想彻底升级,必须成功完成蜕变,但是,三岁看大,六岁看老,要改变个性相当不容易。

所以,我给想创业的工程师提两个成功率相对较高的路径,要么找一个好公司踏踏实实打工,一步一步升级薪资;要么就坚持自己的风格,踏踏实实地做对客户有用的事情,大概率上也比“改变个性”要容易,胜算更高。

Part 10:英才陨落

MacPherson的心路历程并不顺利,在功成名就时,已经年近花甲,步入了职业生涯的尾声。和很多呕心沥血的汽车工程师一样,MacPherson后来堪忧的健康状况,迫使他当选副总裁不满5年就退居二线。

3年后,也就是1960年,MacPherson病逝,享年69岁。

几年后,麦弗逊悬架的专利保护期满,技术解封,英国、德国、法国和日本的诸多汽车制造商开始像病毒一样在自己的产品中应用麦弗逊悬架,即便是本田这样对双叉臂悬架津津乐道的车企也开始大胆尝试麦弗逊悬架,而美国作为专利原产地,却在麦弗逊悬架的普及和改进上始终落后于全球步伐,难怪连美国人都说自己“懒于对悬架的调校”。

让我们记住这位伟大的汽车工程师,E. S. MacPherson

篇尾点评

这注定是一篇只有极少数人才能追完的文章,感谢特别的你,陪诺诺读完了老麦的全部生平。

虽然写稿花了诺诺很多时间,但跟老麦的伟大相比,都是微不足道的。诺诺展示他的情怀,同时也向大家展示一种治学态度:只有在充分学习了解后,才可以对一个事物做评定。在这之前,你对麦弗逊知道几成?

感谢武汉诺粉“仔仔”的鼓励,“不要因为阅读量影响了自己,坚持下去,最真的就是最美的”。

鸣谢

感谢通用汽车、泛亚技术中心,美国福特,长安福特,江铃汽车的工程师朋友们的帮助,以及各地诺粉的耐心跟读和勉励。如文中信息有出入,欢迎指正。

下集预告

下集我们将告别人文,回归诺诺拿手的“白话技术”:

1. 麦弗逊悬架真的是低档悬挂么?

2. 麦弗逊悬架除了结构简单和成本低之外,还有哪些精髓?

3. 现在高档车上应用的麦弗逊悬架,发生了什么变异?

4. 麦弗逊悬架有没有天生“硬伤”?

… …

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