出品|虎嗅汽車組
題圖|IC Photo
除了斷軸、特供、簡配之類尷尬事,極少有中國消費者會在意一輛車的“裙下事”。
車內耀眼奪目的觸控大屏,絢爛多姿的夜店風氛圍燈,都遠比車底那片不見天日的機械金屬世界,更能吸引千千萬消費者的目光。從車企到媒體,從廣告到 KOL,都在悄無聲息中引導著你:我應該看車里,不應該看車底——反正給我看,我也看不懂。
有些經驗的買車老司機,都會留意一輛車配置表上的后懸架結構:是代表著廉價的扭力梁?還是更“高級”的多連桿?扭力梁的優(yōu)劣功過,先前在《慘遭中國車主集體嫌棄,一根鋼梁做錯了啥?》中向大家交代過。現在但凡你預算稍稍上升,到了主流家用車甚至更高價位,就勢必要進入到這片名叫“多連桿”的廣袤世界。
然而魔高一丈,分得清扭力梁與多連桿,也不夠讓你免交“學費”和“智商稅”。
正因為貼上多連桿式后懸架這個名詞兒,就好比脫離了經濟適用,奔向全面小康。當你翻閱汽車門戶網站的車型庫,卻會發(fā)現從十幾萬元主流家用車一直到幾百萬級豪車,后懸架幾乎都寫著“多連桿”仨字兒。聰明的你應該警惕起來:如此巨大的價格范圍,怎么可能是同一貨色?
(圖:caranddriver)
多連桿(Multi-link suspension)就像任人打扮的小姑娘,是人是鬼都想貼上來蹭一蹭。這里頭不光有優(yōu)劣貴賤之水深,更不乏濫竽充數的存在。然而在這個廠商與媒體綁定合謀的時代,再沒有什么人能幫你免交學費、免除智商稅——除了你自己的好奇心。
一雙“筷子”的虛假共謀
不得不嘆服民間消費者的語言創(chuàng)造力,總能為干巴巴的技術名詞,找到一個粗淺而不失形象的別名。比如扭力梁,被輕蔑但又傳神的稱為“板車懸架”。第一個要被拉出來批斗的“偽多連桿”,當屬被坊間稱為“筷子懸架”的雙連桿/后麥弗遜/彈簧支柱懸架(三個名字等價)。
在汽車術語中,多連桿懸架是指車輪與車身由三個或更多數量連桿連接——這本來就是一個很寬泛的概念。多連桿嘛,多(≥3)就行了,別的反正也沒限制,我愛叫多連桿就能叫多連桿。
利用這種寬泛帶來的灰色地帶,一些廠商堂而皇之將后麥弗遜懸架也定義為“多連桿”。看著配置表單上寫著昂首挺胸的“后多連桿懸架”,實則血統純正的后麥弗遜。廠商們當然心知肚明,自己的這個“多連桿”,和正經的多連桿懸架完全兩碼事。可問題是,多數家用車的前軸正是麥弗遜懸架(麥弗遜用于前懸是很正常的),怎么同樣結構放到后軸,就搖身一變成了更“高級“的多連桿呢?
(車底斜向上視角看“筷子”)
所謂“筷子懸架”這個別名,是因車底可見兩根平行的細長拉桿。在很多民間反對者的說法中,又細又長意味著脆弱易損壞,但其實這只是民科性質的無端猜忌,“筷子懸架”的真正短板另有所在。
“筷子懸架”,本質上就是麥弗遜式獨立懸架——如今乘用車最常用最主流的前懸架類型——用在后軸時的標準形態(tài)。多年前,豐田舊款凱美瑞的后軸使用這種懸架結構時,官方給出的名稱是“雙連桿懸架”,雖然沒直說是麥弗遜,但好歹沒去蹭“多連桿”;如今的保時捷 718 前、后軸皆為麥弗遜結構,于是官方配置表上,后懸架那欄和前懸一樣,大大方方寫著“彈簧滑柱懸架”(麥弗遜的學名)。
而偏偏到了今天,一些國內廠商在配置表中,開始給這類后懸套上了“多連桿”的名字,絕口不提“麥弗遜”或“彈簧滑柱”。至于媒體報道也有意識無意識的參與合謀,不懂的就直接默許和搬運官方說辭;懂但又不便明說的,只好扭捏稱之為“帶彈簧支柱設計的多連桿”——俗話說得好,定語老長必有妖。
麥弗遜懸架(MacPhersan Strut)的正式名字,應該叫彈簧減振支柱式獨立懸架,因發(fā)明人麥弗遜而得名。它是如今最為常見和主流的汽車前懸架類型,但用于后懸架已越來越少。其最大特點,是基礎結構相當簡單:一體式彈簧減振支柱(也叫滑柱),加上下方的 A 字形控制臂(下叉臂),over。
提一句,之所以下控制臂要做成 A 字形,是因為汽車前輪要負責轉向。A 字形的“尖端”與車輪(其實連的是轉向節(jié))單點連接,于是前輪轉向時,可以繞著“減振器頂點-A 臂與車輪連接點”這根軸線轉動(學名叫主銷)。
(麥弗遜在前懸,圖中省略了轉向拉桿)
(斯巴魯 BRZ 前麥弗遜)
而當麥弗遜懸架用在后軸時,不再需要轉向功能,A 形下臂就可以被拆開,變成一根垂直縱臂和一根細長橫拉桿,前輪的轉向拉桿則變成另一根細長橫拉桿——這兩根細長拉桿就是所謂的“筷子”。
這個所謂的“多連桿后懸架”中,縱臂+“筷子”組成的下部結構,與前麥弗遜懸架的下 A 字形臂+轉向拉桿的下部結構是等價的,區(qū)別只是前輪要轉向、后輪固定死而已。
上部結構才是真正的重點。所謂的“多連桿”和前麥弗遜懸架完全一致:都是單獨一根彈簧減振支柱獨撐大局,不再有其他連桿等部件。而利用一體化彈簧減振支柱,來兼顧約束垂直方向以外的車輪自由度,正是麥弗遜懸架的核心要素和辨別依據。
所以我們說,無管你下面的 A 形臂改成“筷子”還是改成“勺子”還是改成“叉子”,只要上面依然是單獨一個彈簧減振支柱,它就必然屬于麥弗遜結構,與真正意義上的多連桿懸架毫無瓜葛。把“筷子”/雙連桿/后麥弗遜/彈簧滑柱懸架歸為“多連桿懸架”,純屬是一場利用普通消費者對“多連桿懸架”的不了解,強行給自己產品貼金的騙局。
麥弗遜怎么不行?
和正經的多連桿懸架相比,麥弗遜懸架成本低、占空間小、結構簡單,而性能表現帶有明顯的妥協意味,但用于后懸架時尤甚。
因為汽車前軸多了轉向功能,前懸架設計時受限更多,一來要照顧前輪轉向的角度,二來中間還有個大塊頭的發(fā)動機占地方。于是前軸所能選擇的懸架結構本就不多,使用麥弗遜懸架很多時候是沒辦法的事,睜一只眼閉一只眼也就過去了。
事實上,麥弗遜懸架最初被發(fā)明出來,正是為了橫置發(fā)動機前輪驅動的家用買菜車,幫助它們進一步縮減成本、節(jié)省空間。但汽車的后軸不需要考慮轉向,空間又相對充裕,所以后懸架再使用麥弗遜結構,就只能說是成本所限罷了。
(左:麥弗遜的彈簧滑柱承受多個方向力)
在如今主流的各類懸架結構中,只有麥弗遜式懸架,其彈簧與減振器是需要承擔起一部分車輪導向與定位作用的(所以前文中,我們說“彈簧減振支柱約束車輪”是麥弗遜懸架的判別依據)。
在其他各類“正經”多連桿懸架中,彈簧減振器干彈簧減振器的活兒(垂直方向上的支撐和減振),各個連桿干各個連桿的活兒(除垂直方向外的各方向上束縛住車輪),各司其職。而麥弗遜懸架省掉了大部分連桿(只保留下 A 臂),彈簧減振器就得負擔起雙重任務。
空間和成本就是這么省下來的,相應的作為代價,行駛性能也是因此而犧牲掉的。世上的道理大多相通。一個部件兼任雙重職責,好處是簡單、省地方、省成本,壞處當然是壓力大、難周全。
如果你懶得看詳細的解釋,這里劃下重點,麥弗遜懸架的三個短板:
負外傾角增益特性變化迷惑,結果是不利于提高車輛彎道性能;
側傾中心與重心形成的側傾力臂難以縮短,結果是抗側傾能力難提高;
縱傾中心與重心形成的縱傾力臂難以縮短,結果是剎車點頭現象難抑制。
1. 吃虧的負外傾角增益
麥弗遜懸架很少會出現在注重駕駛性能的車型上,很大一個原因,是它能提供的負外傾角增益(camber gain)太少。
所謂負外傾角(negtive camber),是指車輪上端向車身內側傾斜的角度。在車輛過彎時,我們希望隨著外側懸架被壓縮程度的增大,外側車輪的負外傾角能跟著增大。這樣可以讓外側輪胎時刻擁有最大化的接地面積,從而保證彎道中輪胎的抓地力。轉向時由于車輛重心外移,外側輪胎的抓地力更加重要。
(我們希望的,注意左側車輪接地處)
然而負外傾角增益特性,是麥弗遜懸架天然的短板:
首先,當車輪向上跳動,減振彈簧被壓縮時,車輪相對于地面的角度變化是不線性的。其次,車輪向上跳動的行程越大,負外傾角增加得越緩慢(負外傾角增益減?。?/span>;隨著車輪向上,當彈簧滑柱和下臂角度超過 90°,負外傾角增益甚至會變?yōu)樨撝?span id="9fhfjhvzf" class="text-remarks" label="備注">(車身繼續(xù)傾斜壓縮懸架,負外傾角反而會減?。?/span>。原因其實是很簡單的幾何問題,不多解釋。
(麥弗遜的現實,彈簧向上壓縮,車輪傾角幾乎沒變化)
而負外傾角增益特性,對于多連桿懸架以及原理相通的雙叉臂懸架來講,情況就要好太多。由于上下皆有連桿,這類懸架只需要調整上、下臂的長度,就可以輕松實現或大或小的負外傾角增益效果。想運動能運動,想舒適能舒適,比麥弗遜強到不知哪里去。
(雙叉臂懸架的負外傾角變化)
所以大幾十萬元往上的高端車世界,前雙叉臂后多連桿(真正的那種)是生存的基本功。至于麥弗遜懸架,別說后軸了,隨著價位和級別上升,前軸都已經容不下它(只有寶馬和保時捷等個別例外)。
2. 尷尬的側傾中心
不論是為了舒適還是性能,我們都不希望車輛過彎時側傾程度過大。車輛過彎時會向外側側傾,因為車輛的重心(CoG)在懸架側傾中心(Roll center/RC)之上,二“心”的高度差越大,側傾時的力臂越長,也就越容易發(fā)生側傾。所以針對懸架系統而言,要減小側傾趨勢,應適當提高側傾中心,縮短側傾力臂。
決定側傾中心位置的,是懸架系統的幾何結構。對你沒猜錯,這又是麥弗遜結構的天然短板。
麥弗遜懸架的側傾中心高度,與下擺臂角度、彈簧支柱角度相關。彈簧支柱傾角越大,圖中的 IC 離得越近,IC-車輪接地點連線與中軸線的交點越靠上,側傾力臂就會越短——前面這句看迷糊了沒關系,簡單但繁瑣的幾何問題而已,知道彈簧支柱傾角越大、側傾趨勢越小就行了。
然而這個角度不是想加多少加多少。麥弗遜懸架之所以比其他類型懸架省空間,很大原因便是省去了上叉臂。假如彈簧滑柱向內大角度傾斜,必然侵蝕內側的車內空間。如果空間上的優(yōu)勢都丟掉,用麥弗遜就沒有多大意義了。
(動圖:彈簧支柱內傾角不能無限增加)
也有例外。比如保時捷 718 跑車前后都是麥弗遜結構,乍一看好像跟比亞迪漢、唐、宋 plus 等車型是同款?想多了,跑車畢竟是跑車,無需太顧及空間,所以 718 的麥弗遜懸架,彈簧支柱向內傾斜的角度相當可觀。由此獲得的負外傾角增益、抗側傾能力等等,遠不是使用前后麥弗遜的轎車、SUV 所能同日而語。
所以千萬不要看到保時捷也用前后麥弗遜就笑嘻嘻,保時捷是保時捷,你是你。
(保時捷 718,四根彈簧支柱傾角都不?。?/p>
3. 難抑制的點頭效應
不只是橫向運動,麥弗遜在縱向運動上同樣受制于自身結構。
我們知道,由于重心和慣性,車輛剎車會“點頭”、加速會“抬頭”。大家也都能想到,要抑制點頭和抬頭,增加彈簧避震器的硬度不就得了?但這不是能隨便加的,彈簧太硬,顛 skr 人。而少有人知的則是,懸架的幾何結構也會影響到車輛抗點頭、抗抬頭的能力。
和側傾的情況類似,如果從側面看,車輛也有一個縱傾中心??v傾中心通常在車輛重心之后,這兩個點間距越大、力臂越長,車輛點頭就越難以抑制。和上面講側傾的道理類似,麥弗遜懸架要抑制縱傾,需要加大彈簧支柱向后傾斜的角度——然而這個角度也不是想加就加的。角度大了,省空間優(yōu)勢就沒了,還用什么麥弗遜呢。
兩個不同的方向上,有著相同的尷尬。
(比亞迪漢,四根麥弗遜支柱直挺挺)
這些短板,麥弗遜懸架在作為前懸架和作為后懸架時都會表現出來。但我們說了,前軸用麥弗遜很大程度上是“沒辦法的事”,而后軸受到的非成本類限制因素要小得多,能不用則應不用。非要用的話,十有八九就是為了省成本。
除了多年前的老車,除了一些很廉價的小車,如今依舊前、后軸皆用麥弗遜懸架的案例,大概只剩下比亞迪的唐、漢、宋 plus 等等,還有前面提到的保時捷 718。但 718 使用麥弗遜后懸架,因它的發(fā)動機是放在后車身,車又很小,后軸空間局促。即便如此,保時捷也用大角度內傾的彈簧支柱,盡可能減小了麥弗遜懸架的劣勢。
至于其他用著前后麥弗遜的例子,球球就別扯什么“最強性能車”了拜托。(防杠:WRC 前后麥弗遜只是因為簡單好修。)
更重要的是,明明前后皆為麥弗遜懸架,卻趁著市場認知的不到位和模棱兩可,硬給后懸架安上一個“多連桿”的名頭,就純屬一場擦邊球性質的半騙局了。前懸架反正大家都是麥弗遜,那我就寫麥弗遜;后軸大家都開始用多連桿了,我也得“多連桿”起來,沒有那就硬湊,反正定義本來就模糊。
有幾根桿子,就有幾分真實
如今市面上常見的幾種獨立懸架:麥弗遜、雙叉臂、E 形多連桿、梯形連桿、五連桿,綜合來看麥弗遜只能算墊底(單純對比結構,不代表具體的應用表現)。除了麥弗遜以外,后面這四個名字,才是真正能稱得上“多連桿”的懸架類型。然而在絕大多數官方資料中,你只能看到統整齊劃一的三個字,“多連桿”(或者也可能是廠商起的稀奇古怪的名字)。
“茴”字有四種寫法,“多連桿”有 365 種“多”法。
1. 三橫一豎的 E 形多連桿
不甚專業(yè)地講,E 形多連桿算是真·多連桿世界中的“入門款”了。名字很直白:因其結構為“三橫一縱”的四根連桿,從上往下看形似字母 E 而得名。E 形多連桿有時也被稱為四連桿,但這個名字和“多連桿”一樣沒意義:誰知道你是怎么樣的四根桿呢?
這種后懸架結構,正逐漸在中價位車型中流行開來,取代了不少曾用麥弗遜式后懸架的舊車型。前面提到,豐田老款凱美瑞用的是后麥弗遜懸架(豐田叫雙連桿,前面提過),而今天的新一代凱美瑞就改成了 E 形多連桿(然而豐田管它叫雙叉臂,你說迷不迷)。
和后麥弗遜有點形似,E 形多連桿也有兩個縱臂,也被稱為 control blade;然而不同的是,E 形多連桿有三根彼此交錯的橫向連桿,車輪位置完全由三橫一豎四根連桿來束縛,彈簧減振器只承擔垂直方向的力,各司其職。
(縱臂上下跳動時會附帶前后位移)
作為結構較簡單、成本較低的一類多連桿懸架,E 形多連桿也有著明顯的不足。因為 control blade 向前伸出較長,頂端無法連接到副車架,只能直接連接車身。沒有了副車架這層緩沖,振動和噪聲會直接傳導至車身。另外 control blade 的幾何運動軌跡,從車側面看是一個扇形,后輪上下跳動時,難免會附帶一定的前后位移,對于后輪的束縛定位不夠精細(這一點后麥弗遜也一樣)。
然而在車型配置表中,只會出現三個字,“多連桿”。
2. 好用但貴的梯形多連桿
真正意義上體現出“多連桿”優(yōu)越性的,還得數梯形多連桿和五連桿這兩類。
梯形多連桿也被稱為 H 臂多連桿,核心部件是底部一個帶有四連接點的 H 臂或稱梯形連桿(下圖中黃色),除此之外還會有兩根單獨的橫向連桿(一根藍色,另一根未做顏色標注),再加上一個被稱為 integral link 的活動導桿(紫紅色)。
梯形多連桿后懸架,在高端豪華車上非常常見。蹲在車尾俯下身,你能在各色賓士、寶馬等車底見到它的身影。電動車愛好者也可以一起揚眉吐氣,特斯拉 Model S 和 Model X 的后懸架,都是標準的梯形多連桿結構,就倆字兒高級。以后跟人聊起特斯拉,不要只知道一個“空氣懸架”就沒詞了,空氣懸架只是說把螺旋彈簧換成了空氣彈簧,決定其性能基礎的,還是懸架系統的基本結構。
(Model S,注意藍色標出的 integral link)
梯形多連桿懸架中,僅一個 H 臂就可以約束車輪在多個方向上的自由度,縱向與橫向空間占用都較小,卻能實現比較完美的車輪定位控制。但 H 臂結構需要高剛性,若采用鋼制會很重,高端車型有時會動用昂貴的鋁材。大尺寸的鑄鋁中空 H 臂,對于沖擊振動有著很好的吸收過濾效果,天然就適合高端車型。
然而在車型配置表中,名字也只有三個字,“多連桿”。
3. 五連桿:新時代大趨勢
雖然五連桿是連桿數最多的,卻也是最好理解的:任何物體在空間中都有六個自由度(x、y、z 軸,平移與翻滾,3×2=6),車輪要允許上下平移(減振器和彈簧伸縮),于是剩下五個自由度需要限制(前輪則是剩四個),每個連桿可以束縛一個自由度,喏,五連桿。
五連桿懸架的連桿(5)和襯套(5×2=10)更多,調校起來擁有很高的靈活性。使用鋁材的五連桿重量可以很輕,輕量化方面的優(yōu)勢,可以幫車企應付越來越嚴苛的排放法規(guī)。近幾年,賓士、寶馬、奧迪等廠商幾乎無一例外,紛紛從梯形多連桿后懸轉向五連桿后懸。連桿在車輪上的五個連接點(稱為硬點)間距較大,對于瞬時大扭矩特性的電動機適應能力更好,特斯拉在 Model 3 和 Model Y 上改用了五連桿后懸。
然而在車型配置表,還是就簡簡單單三個字,“多連桿”。
(紅、黃兩個叉臂,拆開就成了五連桿,集成起來就是雙叉臂,藍色是轉向拉桿)
前面說四種多連桿類別,還剩一個雙叉臂懸架(double wishbone),它和五連桿有很大相通性。五連桿懸架的五根連桿,上面兩根合二為一變成上叉臂,下面兩根合二為一變成下叉臂。剩下一根,在后軸上用于束縛后輪角度(束角),假如用在前軸上就作為轉向拉桿。雙叉臂通常用于前軸,因為輪端的五個硬點合并為兩個,形成一條轉向軸線(主銷)。
想免“學費稅”只能靠自己
需要講明:懸架只是底盤系統的一個部分,而幾何結構又只是懸架系統的一個基礎,用料、材質、調校都會影響到最后的底盤性能表現。所以決不能唯結構論,單憑結構判斷實際。但無論如何,首先把懸架結構跟消費者交代清楚,這要求一點不過分。
麥弗遜在前軸叫麥弗遜,挪到后軸就搖身一變,成了代表高端昂貴的“多連桿”。本身就含糊其辭、廠商也“熟練運用”的“多連桿后懸架”,說白了就是一場因全行業(yè)默許而生的,忽悠。沒人想告訴你真相,也默認你沒興趣了解,更引導你不覺得重要。于是廠商與媒體合謀,擦著虛假宣傳的邊緣,聯手杜撰出一張漂漂亮亮的配置參數,何樂而不為?
中國汽車市場,處于且將長期處于初級認知階段,這不是危言聳聽也不是妄自菲薄。
就前幾天,某自媒體鬧出天大笑話:采訪的一位車主以“踩油門加速車輛自動降檔”為由,對廠商提出質疑?!鞍蠢碚f,車輛加速檔位上升,車輛減速檔位下降,但是何先生的車卻是完全相反?!薄@樣的話,不知道 1921 年發(fā)明自動變速器的加拿大人 Alfred Horner Munro 聽了,會不會怒砸棺材板。
然而現實是,這確實代表了相當一部分汽車消費者的認知水平。甚至悲觀一點的話,可能還是絕大部分。
不論是流量明星來站臺代言,還是觸控大屏往臉上懟,還是自動駕駛畫大餅,還是手機 APP 夢幻遙控,還是座椅空間幾拳幾指……哪個不比看也看不懂、開也開不出來、布滿油泥塵污的汽車機械系統有意思?底盤懸架是一例,變速器又是一例,看到這兒依舊沒想明白“加速為何降檔”的朋友,我敢說不在少數。別說普通消費者了,汽車媒體從業(yè)者,基礎知識近乎為零的也大有人在,還不妨礙活得逍遙自在。
主流人群不關心的地方,也就同時有了瞎做文章的土壤。浮于表面的另一個極端,是層出不窮的跳大神式解讀。有升起車底拿個磁鐵到處吸的,有拿個游標卡尺測量粗細的。還有沒說幾句瞬間跳轉到“調校”“功底”的,其實自己也不懂的東西,只好往玄學上引。
廠商趁著消費者們認知淺薄,能忽悠的地方當然絕不手軟,貼個金就可能多撈一筆;媒體看讀者們反正都是一頭霧水,靠胡說八道把自己包裝成大仙,流量最后都會變成錢。剩下一地雞毛,錯的東西變成對的,對的東西也變成錯的,who cares?
除了在漫天軟文與流量爽文中,自己踮起腳尖擇出一星半點信得過的知識,再沒有其他什么辦法,能讓你在直面廠商的精湛話術時心里更有底。