前言:
汽车的悬架系统影响到整车的操控&驾驭感。但是,汽车如果没有悬架系统也是照常可以行驶的,例如如游乐园的儿童汽车。那么今天的问题来了:汽车的悬架系统到底作用是什么呢?是如何影响车辆的行驶与转向的呢?
Q48:汽车的悬架系统如何影响到车辆的行驶与转向?
A48:首先,汽车悬架系统的结构由四大部分(类别)组成:1)弹簧、 2)减震器、3)稳定杆、4)悬架摆臂
这四大类部件在行驶时分别有什么样的作用?我们用两个实际路况来分析一下:
第一,车辆直线行驶时。
我们以前轮为例,当前轮经过减震带时,轮胎因为路面的凸起开始向上运动。此时弹簧开始起作用,缓和这种轮胎的向上的振动。感觉就像使劲往沙发坐下去,并不会摔疼一样,是弹簧将路面的震动变的柔和了。
我们不会反复的往沙发上坐,但是车辆可能会反复遇到颠簸,弹簧自身的特性决定了如果反复叠加振动,车身的振动就会成倍增加,如同蹦床上的小孩子越跳越高一样,这时车辆就难以驾驭了。因此,这时我们还有需要有一个装置去迅速吸收振动,它就叫——减震器。
减震器内部加入油液,同时还有一个带小孔的活塞,弹簧的振动带动活塞上下运动,其中的油液穿过活塞的孔隙产生阻力,由此迅速吸收弹簧传递来的振动。其原理就像医生注射使用的针筒,套上针头以后,推动针筒就阻力更大了。
回顾一下,当车辆直线行驶,遇到车轮上下颠簸时,弹簧首先缓和振动,接着减震器吸收振动,从而保证车厢内驾乘人员的舒适感。下面我们接着分析第二种实际路况。
第二,车辆转向时。
当车辆直线行驶时,即使遇到颠簸路面左右两只轮胎都是同时上下运动,即左轮向上运动,右轮也向上运动,彼此方向一致。但是在车辆转向时,我们会发现车辆运动的方向开始变化,并且轮胎有了上下高度差。(如下图)

转向时上图的车身发生严重侧倾,此时需要连接在左右轮上的稳定杆发挥作用了。稳定杆通过金属扭转后的回弹特性,抑制车身的横向侧倾。(车辆直线行驶时稳定杠仅随左右车轮同时上下跳动,不存在扭转,自然也不起作用)
最后,我来谈谈第四个部件悬架摆臂。回忆一下我们之前专栏文章中讲过的一个结论:轮胎的抓地力越大,过弯时更就容易克服离心力,顺利实现转向。如何提高轮胎的抓地力?除去轮胎自身配方因素和外部气候条件不谈,我们知道轮胎与地面的接触面积越大,抓地力也就越大。那么又如何保证轮胎与地面的接触面积最大呢?答案很简单,时刻保持轮胎与地面垂直!(上图是一个明显反例)。说了这么多,悬架摆臂的作用大家都应该猜到了吧:车辆转向时,悬架摆臂确保轮胎最大程度与地面垂直,让车轮始终获得最大的抓地力。
总结一下,在车辆转向时,稳定杠抑制左右车轮的高度差,防止车辆过渡侧倾;悬架摆臂则通过不同形式的机械结构,确保轮胎与地面垂直,进而获得最大的抓地力。对于驾驶者来说弹簧与减震器更多影响车辆的舒适性;而悬架摆臂与稳定杠更多的影响车辆的操控稳定性。
总之,悬架系统在保证了车辆不会过于颠簸,提升了驾乘人员的舒适性;同时,还能够确保轮胎有足够的抓地力,进而提升车辆的操控性以及安全性。
东西小评:
谈到悬架好像我们更关心其结构特征,如:三连杆式、五连杆式、双叉臂式 等等,但这些不过是悬架摆臂的不同形式而已。如何评价一副悬架的好坏,还必须综合考量其他三组部件:稳定杠、弹簧、减震器“团队配合”下的工作成效。简单来说就是整个悬架系统对车身姿态控制能力的高低,决定了悬架系统的优异。(文/张璠)