惨遭中国车主集体嫌弃,一根钢梁做错了啥?
原创2020-07-01 11:37

惨遭中国车主集体嫌弃,一根钢梁做错了啥?

出品 | 虎嗅汽车组

作者 | 胡洋


说来尴尬,真正促使中国汽车消费者们关注悬架这种底层玩意儿的,往往是断轴、特供、减配之类厂商“翻车”事件


老百姓常说汽车三大件,其中唯底盘悬架恍若一门玄学,仿佛道不透说不明。汽车文章每每谈及“底盘”二字,分分钟能给你绕得云里雾里、似是而非、不知所云。每当掰扯不明白,只消道一句“调校”“功底”云云,便似乎一切都合情合理。


悬架按结构可以分为很多类,其中最广为人知和遭受争议的,必须要说俗称“板车悬挂”的扭力梁。身为廉价简陋低劣的代名词,可以说“板悬”是以一种负面了自己的无私自残形式,助力了汽车底盘知识的最基础科普工作,简直共产国际。



所谓“板车悬挂”,其实与板车卡车没啥关系,而是指扭力梁结构的非独立后悬架。跑到车尾蹲下看看车底,如果有一根显眼的粗壮钢梁连接着左右后轮,就是扭力梁后悬无疑。至于扭力梁悬架怎么就被贬低成了“板车”,现在也难以考证了。


10 万元以下的廉价家用小车,扭力梁是一种非常普遍的后悬架结构。而当扭力梁被一些品牌用到更贵、更大的紧凑级车甚至 SUV 时,你会发现:一边是车企用“不看结构看调校”为话术辩解,另一边是消费者的口诛笔伐和抵制。到底哪方更占理?


(拆下来的扭力梁,长这样)


(左右独立的多连杆式后悬,明显可见左右分离)


影响最广的例子,是多年前大众速腾国产后换装扭力梁后悬。最近的例子,是福特新一代福克斯、马自达新昂克赛拉在车型更新时,不约而同将原来的后独立悬架,换成了非独立的扭力梁。另外,随着近年一些自主品牌推出廉价的中大型 SUV,以及价格天然较高的电动车越来越多,扭力梁应用的车型范围进一步扩大。




在主流论调中,扭力梁是一种自带原罪的劣等悬架类型,正如“板车悬挂”这个民间称呼。


非独立是原罪


扭力梁结构是一种非独立悬架,也是最为常见的乘用车非独立悬架。独立和非独立,是指左右车轮之间是否有刚性连接。独立悬架,左右车轮完全分离,各自独立跳动,左侧车轮碾到凸起,不会影响到右侧车轮。非独立悬架反之,左右车轮有物理连接,左侧车轮碾到凸起,会影响到右侧车轮的姿态。所以扭力梁悬架最广为人知的弊端,是左右不分离导致的舒适性天然劣势,也就注定只能用在价格相对较低的车型上。


(上:非独立,下:独立)


扭力梁的非独立悬架身份和相关特性,是它最为人所知的不足,但并不是全部。


真·硬伤,在侧身


悬架的主要作用之一,是束缚车轮的空间位移,说白了就是固定车轮位置姿态。车跑起来,车轮前后左右晃荡摇摆,肯定是不行的。真车不像玩具车,车轮轮轴就可以固定车轮位置。真实的汽车上,驱动车轮的半轴并不承受除旋转以外的力,即只管自己转动传递动力,车轮位置怎么固定是不归它管的。束缚固定住车轮的任务,是由悬架系统来负责。


(真正的汽车可不能是这样的……)


扭力梁的一大先天劣势,是对于车轮的横向支撑作用不足。


扭力梁悬架其实结构超简单:一根可形变的钢制横梁(扭力梁)连接着左右车轮,钢梁前方左右各有一个连接点,通过衬套固定在车身上。


其中的扭力梁,是一根经过特别设计的可扭曲钢梁,通常由钢板经冲压工艺制成。它既承担着约束固定车轮位置姿态的作用(术语叫导向机构),因为可以扭曲形变,也承担一部分控制车轮上下跳动的功能(兼任弹性元件)



(扭力梁形变示意,长得和上图不太一样,脑补理解一下)


别看避震器和弹簧顶端也连接着车身,但这些连接点仅承担垂直方向的作用力,即只负责支撑避震器与弹簧的上下运动,并不能承担其他方向受力。真正负责固定住车轮位置的,实际上只有扭力梁前端这两个衬套连接点。相当于两个点拖着一根柔性梁,梁两端安装车轮


在激烈驾驶、紧急变线等极端情况下,由于与车身连接点在车轮之前一段距离、后面缺乏横向支撑连接点,会导致整个悬架包括车轮的瞬时运动滞后于车身。而因为车轮连接点在后,外侧后车轮会有前端向外侧偏转、“外八字”的趋势(术语叫后轮负前束,见下图圈内)。后轮束角变负,会让车尾有向外甩的趋势,不利于行驶稳定性,这对于家用车来讲是一种危险因素。


所以扭力梁结构天然不利于极限稳定性,不适合高性能车型。凡是使用扭力梁后悬架的高性能车,几乎都会对扭力梁增加一些特殊杆件(潘哈德杆、瓦特连杆,好奇可以自己补课)以进行弥补,这里不细展开。



车小?瞬间真香!


有着这么多不足,但扭力梁应用如此广泛,自然肯定有自己的优势。


结构简单、成本低廉、节省空间,这三样是老生常谈,很好理解。与独立式的多连杆悬架相比,扭力梁的活动部件(相当于没有)、杆件数量(就一根梁)、铰接与衬套数量(就俩)都明显减少,并且还可以省去副车架。大部分多连杆类型的独立式后悬架,都要大量侵占后轴空间;而扭力梁悬架除了弹簧和避震器,中央的一大片位置都可以空出来。对于小型车而言,节省出的这点空间就非常宝贵。

(扭力梁与多连杆,对比下空间占用)


另一方面,车辆尺寸越小,扭力梁的不足就越不明显。


这是因为,车辆不论紧急变线还是高速转向,通常都会以减速刹车为前提。此时车辆重心向前转移,会让后轮有失去抓地力的倾向。对于小型车,由于轴距短、力臂短,车辆在减速时的重心前移会更快、幅度更大。这就导致,对减速时重心更容易前移的小型车而言,后轮对于操控的重要性,要低于大尺寸的车辆。这样一来,因为后轮的重要性更低,扭力梁悬架后轮缺乏横向支撑的劣势也就不明显。


(短轴距小车,重心前后转移更明显)


如果你经常关注高性能的两厢小车,会发现它们在极限驾驶时,有时出现内侧后轮离地的现象。这种情况通常只会出现尺寸较小、使用扭力梁后悬的车辆上。一侧后轮都离地了,可想而知后轴抓地力已经降到了什么程度。既然如此,负前束不负前束的,就那么着(zhao 一声)吧。


(如果你感兴趣的话:小型车后轮可以用鼓刹而不必追求碟刹,也是一样的道理。)


(对于高性能小车,内侧后轮离地很容易)


扭力梁在成本和空间上的优势,在小车上也会被放大。独立后悬架比较占空间、比较贵,这对于尺寸较大、级别较高的车影响不太大,但对于价格较低的小型车影响就很明显。再加上上面说的操控稳定性劣势相对减小,成本空间优势相对放大,两相叠加,扭力梁天生就适合小尺寸、低价格的车型。


可以说车越小,扭力梁越香。


传统上来讲,紧凑级(车长<4.6 米,轴距<2.7 米)以下级别车型,后悬架使用扭力梁算不上太大的硬伤;小型车(车长<4.3 米,轴距<2.5 米)及更小车型,后悬使用扭力梁没什么丢人的;尺寸更小的微车,后悬用扭力梁简直是天经地义(实际上像 Smart 这类极端案例,后悬比扭力梁还简陋)


当然这些标准会依品牌定位、产品风格而有所浮动,只是可以作为大体参考。反过来,对于紧凑级以上的中大型轿车和 SUV,后悬架如果使用扭力梁结构,基本可以断定单纯是为了玩儿命降成本——这种情况一般也仅出现在非常廉价大碗的部分自主品牌车型。


调校?No,经验


说扭力梁很难不讲法国车,虽说现在法系品牌在欧洲以外都生存艰难,但法国车尤其是标致雪铁龙在扭力梁后悬方面的功底,哪怕在中国市场也是深入人心的。一方面法国车对于扭力梁有一种蜜汁坚持,能用扭力梁就绝不用更高级的多连杆;另一方面法国车上的扭力梁,又确实往往能做出仿佛超越扭力梁的效果。



每每谈到这个问题,你通常会看到媒体们解释为法国品牌对扭力梁悬架的调校功底。甚至,这被很多人当作是悬架调校大于堆硬件的典型案例。但事实上,这话只能算部分正确。“调校重要”不假,但调校不是万能奇迹制造机,决定基础高度和天花板高度的永远是硬件水平。


为啥叫部分正确?法国品牌确实会因为长期使用扭力梁而积累出“功底”,但这个功底并非调校,而是制造经验。


悬架调校才不是什么玄学,调校的范围,无非调整各连杆的长度、角度、刚性(对于有连杆的悬架而言),避震器和弹簧的阻尼特性,各个连接衬套的刚性等等,目的是让四个车轮能在尽可能多的情况下维持尽可能大的接地面积。只有似懂非懂的半吊子媒体老师才会张口闭口玄学,"讲太深了你们也不懂",其实是他自己也不懂。


扭力梁悬架结构实在太简单了,简单到能谈得上“调校”的弹性元件,其实就只有两个连接衬套(连杆?抱歉没有)。所以这两个衬套固然非常重要,但调校空间比那些更“高级”的独立悬架小很多。



扭力梁悬架的工作特性,主要是由扭力梁的设计制造决定的。而在设计和制造阶段,扭力梁的受力扭转特性就已经定下来了,后期能做的调整几乎为零。而扭力梁的设计制造,又是一门不易被反向测绘抄走的技艺,因为几何造型抄起来很容易,但材质和工艺却难以逆向工程。所以对于长期使用扭力梁悬架的老厂商,积累出设计制造方面的经验,才是让他们精于此的法宝,而非什么云里雾里的“调校”、“功底”。


(扭力梁,材料力学设计才是难点)


举一反三,一些成立没几年的廉价自主品牌,即便车价低到惊人却毅然使用多连杆独立悬架,而非成本低廉的扭力梁悬架,也千万别觉得它们就一定是业界良心。比起逆向困难的扭力梁,单纯依靠几何构造的多连杆悬架反而更好“借鉴”。何况扭力梁一根钢梁挑大梁的特点,没有一定经验的厂商更容易搞砸。


福特和马自达纷纷在主力车型上弃用多连杆、改用扭力梁,其背后当然是降成本在作祟。但对于这类历史久、经验丰富的厂商,只要不是车身尺寸很大的车型强行用扭力梁,像紧凑级车上改用扭力梁,其性能变化是容易随厂商意愿去控制的(当然某些厂商搞中国特供的例外)


而且,这些新时代重回扭力梁的解决方案,也并不是将十几年前的扭力梁搬回来那么简单。福特在新一代车型的扭力梁后悬上,使用了所谓力矢量弹簧,利用可提供侧向分力的新型矢量弹簧,来提供部分横向支撑力,弥补扭力梁这方面的劣势。马自达的新花样叫做 SEB 蝶形仿生后悬,名字挺花哨,实际上就是将传统钢板冲压钢梁,改良工艺做成变截面的双层无缝梁,横梁形状变成独特的两端粗中间细,减小非独立悬架左右轮的互相影响。


(左:福特可提供侧向力的力矢量弹簧)


(马自达两头粗中间细的 SEB 悬架)


所以独立悬架固然好,但别觉得多连杆后悬就一定出色,更没必要谈“板”(板悬)色变。对于经验丰富的车企,只要应用车型的尺寸没超标、也不是什么区域特供配置,完全没必要对“板悬”持一票否定态度。而对于新生车企,用多连杆后悬也未必代表良好的操控性舒适性。但假如是一家没成立几年的新车企,在一款尺寸较大的车型上使用了扭力梁悬架,你就应该提起十二分的谨慎了。


没有什么技术是无法用白话讲明白的玄学。究竟是厂商在用话术忽悠人,还是消费者羊群效应反应过激?免缴智商税还是得靠自己搞明白。

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