起步抬頭、剎車點頭、飛坡輪胎離地、過坎又顫又抖,這些描述都指的是底盤在某種工況下呈現的狀態,為什么汽車會出現這樣那樣的姿態,什么樣的底盤才是好底盤呢?
底盤不單純是懸架
底盤是個通俗的說法,包括懸架結構、驅動形式以及動力調校的風格。一輛車的底盤由動力系統、轉向系統、懸掛系統和制動系統四大部分組成,其作用是承托發動機、變速箱總成,并為車輪、轉向、減振、制動等零部件提供固定支點,確保車輛正常行駛。
當我們談論底盤好壞的時候,其實主要是在談論懸架的好壞。懸掛系統中的輪胎作為車輛唯一接觸地面的部件,輪胎給駕駛員的反饋,是實實在在的路面信息和車輛運動狀態,因此“懸架”也就逐漸成為了普通大眾認知概念中的“底盤”。而懸架的好壞,可以從結構、材質、調校三個方面來評價。
一分錢一分貨
車輛用什么樣的懸架結構,大部分時候取決于車輛的定位級別。就像昌河北斗星是萬萬不可能給你配上前雙叉臂、后五連桿的懸架結構。
原因是多方面的,其一取決于成本。昌河北斗星官方指導價僅5萬元,低廉的售價不足以支撐車輛使用更昂貴且調校成本更高的多連桿懸架。
而到了30萬元-40萬元級別的車型上,懸架可選的種類和范圍就多了很多了。以比亞迪的騰勢Z9GT為例,這幾乎是你在市面上能買到的30萬元級別里懸架配置最高的車型之一。在Z9GT上,你能看到鋁合金材質的雙叉臂前懸,以及帶有后輪轉向機構的鋁合金材質的五連桿后懸。
價格不設上限的F1賽車上,我們還能看到碳纖維材料制成的多連桿懸架結構。當然,F1賽車也幾乎全車都采用碳纖維材質。
鋼還是鐵?
汽車懸架的材質主要是鋼、鋁為主,少部分車型的懸架還采用尼龍玻纖一類的復合材料,但什么材質更好呢?
從材料學的角度上,鋁合金是輕金屬材料之一,密度為2.63-2.85g/cm3,有較高的強度,比強度不如高合金鋼,比剛度超過鋼,有良好的鑄造性能和塑性加工性能,還具備良好的耐蝕性。
而鋼是以鐵為主要元素,密度約為7.86g/cm3,有良好的延展性、導電、導熱性能,通過添加不同的元素,鋼材還具備不同的屬性,如更高的強度和韌性。但鐵元素又比較活潑,若有雜質,在潮濕的空氣中易銹蝕,在有酸、堿或鹽的溶液存在的濕空氣中生銹更快。
從汽車懸架的角度看,鋁合金比鐵更輕,簧下質量更輕,就意味著該車擁有更好的乘坐舒適性。同時,較小的簧下質量也意味著懸架系統擁有較好的動態響應能力以及車輛的操控簧上質量的能力。能帶來更快的車輪響應,增強駕控感受。
同時鋁合金也更耐腐蝕,非常適合在暴露的環境中工作,確實是更理想的懸架材質。
然而,更輕的鋁合金是否就一定比鐵好呢?當然不是,雖然鋁合金更輕更硬還耐腐蝕,但強度卻不如鋼材。從工況的角度出發,鋁合金抗機械應力和抗剪切力時的表現不如鋼材,在惡劣環境下,甚至濫用工況的用車條件下,鋼材才是更適合的懸架材質。
而類似跑車這樣對操控性能更加在意的車型,且幾乎不脫離鋪裝道路行駛,在懸架的材質上使用全鋁合金也更符合車型的定位。
因此,懸架上使用鋼材或是鋁合金,主要取決于車輛的定位,這個定位有價格因素,更有用途工況上的定位,鋼材和鋁合金的選擇,沒有最好一說,只有更適合。
要操控還是要空間
不同的懸架之間,對車身的空間占用也大不相同。北斗星車輛長寬高僅為3400mm*1575mm*1670mm,如此寬度的車輛,想要容納橫置4缸發動機外再加上雙叉臂前懸,汽車工程師估計會抓狂,后懸架同樣如此。
說到空間(魚)和懸架(熊掌)的選擇上,很多廠家也遇到類似的情況。在第一代沃爾沃XC90上市時,為了橫向布置更大的發動機(直六、V8),沃爾沃全系放棄了雙叉臂前懸,轉而使用更節省空間的麥弗遜前懸,S80和XC90都是如此。
到了第二代XC90,魚與熊掌依然不可兼得,第二代XC90全系采用前雙叉臂后多連桿懸架,但發動機則變為全系4缸。節省橫向空間,沃爾沃甚至還拉長了發動機的沖程以便于縮小缸徑。
一套雙叉臂懸架需要占用大量的空間
在昌河北斗星上,作為日系K-CAR車型,設計的目標追求的是小體積大空間,對于此車而言,前麥弗遜、后扭力梁這種不占用空間的懸架才是上上之選。
同理,在理想的MEGA上,為了保證后排乘員艙的空間,理想沒有繼續使用五連桿懸架,轉而采用了Y軸空間更小的H臂。通過一個H臂就能約束多個自由度,實現更小的空間占用。
對于某些不太注重空間的車型,如奧迪R8就采用了前后雙叉臂的布局,畢竟只坐2個人,加上縱置發動機,留給懸架的空間還很足。
懸架只是硬件 底盤好還得看調校
為什么有的車開起來像開船,有的車明明很大,開起來卻很靈活?這跟車輛的懸架風格調校有關系外,還和油門剎車有關聯。
舉例來說,如普拉多、大切諾基之類的越野車,為了提高在非鋪裝道路行駛的舒適性和通過性,多采用較長的懸架行程以及較軟的回彈阻尼,長懸掛行程配上軟簧和減振器,不僅通過性更強,還具備不錯的舒適性,但在部分場景下,如緊急變道時,缺乏部分支撐,車輛側傾較大。
相反,部分性能跑車為了更快的動態響應和彎道性能,懸架往往配備更粗的防傾桿和更硬的彈簧以及更大阻尼的減振器。但這只是冰山一角,懸架調試是極為復雜的過程,除了上面所說,懸架中涉及到的項目包括但不限于阻尼減振器的活塞直徑、拉伸/壓縮行程、緩沖塊材質、彈簧剛度/高度、副車架襯套剛度等等。
所謂魚和熊掌不可兼得,不同定位取向的車型,懸架的采用和調校的風格也截然不同。說一個再極端的例子,重載卡車定位是載貨,需要很強的承載能力,懸架幾乎清一色的整體橋,配少片簧,操控性能幾乎沒有,但承載能力極為出色。
編后語
對于汽車來說,沒有最好的懸架,只有最合適的懸架。面對千奇百怪的工況和截然不同定位取向的車型,只有擇優選擇,努力調試才能誕生出“好底盤”。對于車迷來說,懸架結構是基礎,懸架調試、動力匹配才是更重要的。(朋月)