拖曳臂
拖曳臂式懸架(Trailing-Arm Suspension),不同廠家對這種懸掛的稱謂不同,如:縱臂扭轉(zhuǎn)梁獨立懸掛,縱臂扭轉(zhuǎn)梁非獨立懸掛,H型縱向擺臂懸掛等等。從懸掛結(jié)構(gòu)來看這種懸掛形式屬于不折不扣的非獨立懸掛,因為左右縱向搖臂被一根粗大的扭轉(zhuǎn)梁焊接在一起,但是從懸掛性能來看,這種懸掛實現(xiàn)的是具有更高穩(wěn)定性的全拖式獨立懸掛的性能。
結(jié)構(gòu)特點
拖曳臂式懸架是專為后輪而設計的懸架結(jié)構(gòu),它的構(gòu)成非常簡單——以粗狀的上下擺動式拖臂實現(xiàn)車輪與車身或車架的硬性連接,然后以液壓減震器和螺旋彈簧充當軟性連接,起到吸震和支撐車身的作用,圓柱形或方形橫梁則連接左右車輪。
從拖曳臂懸架的構(gòu)造來看,由于左右縱擺臂被橫梁連接,因此懸架結(jié)構(gòu)依舊還保持著整體橋式的特性,這也就使縱向拖臂所連接的車輪在動態(tài)運動中外傾角不會發(fā)生變化,由此會使前輪出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足,所以拖曳臂后懸無法為車身的精確操控提供良好的保障。不過可喜的是,連接左右縱臂的橫梁在連接處為可轉(zhuǎn)動式,在一定程度上可讓左右車輪在小范圍的空間內(nèi)自由跳動而不干擾到另一側(cè)車輪。
由于拖曳臂懸架左右縱臂被一根橫梁相連,因此它在某些特性上與整體橋式懸架有相似之處。打個比方,假設一輛裝備拖曳臂后懸的緊湊型轎車經(jīng)過短波路面,由于左右后輪有橫梁相連,所以左右兩側(cè)車輪都會同時隨起伏不平的路面抖動,盡管液壓減震器和螺旋彈簧能吸收掉部分震動,但由于后懸的整體性,剩余的無法過濾掉的震動還是不可避免地會傳入車廂,因此乘坐者會感到一定的不適,這種不適說得直白點就是比較顛。如果此時后輪裝備的是多連桿懸架,左右后輪就可以分別隨著各自的連接桿進行上下運動,不會因為中間的橫梁而互相干擾,那么舒適性也將大大提高。
舒適性如此,在操控性上你更是別指望拖曳臂會帶給你莫大的驚喜。在動態(tài)運動尤其是高速轉(zhuǎn)向中,車身隨慣性會產(chǎn)生一定的側(cè)傾,前面我們提到由于縱向拖臂所連接的車輪在轉(zhuǎn)向中不會發(fā)生外傾角變化,由此會造成前輪的轉(zhuǎn)向不足,所以拖曳臂懸架給人的感覺是極端操控狀態(tài)下可控性較差,后輪反映較遲鈍。其實這也與左右縱臂(車輪)被橫梁連接有關(guān),因為轉(zhuǎn)向時車身會側(cè)傾,而彎道內(nèi)側(cè)車輪會在減震器和彈簧的伸展下盡量保持與地面的接觸,左右車輪受力不均會影響到動態(tài)操控性。有兩種方案倒是可以解決這一問題,一種是更換更為先進的多連桿懸架,另一種則是導入后輪隨動轉(zhuǎn)向功能。
雖然拖曳臂的缺點和物理缺憾明顯,但矛盾的焦點是它也存在同樣突出的優(yōu)點:占用車身空間小,不會讓車身在運動中發(fā)生外傾角變化,減震器不會發(fā)生應力彎曲加劇輪胎磨損。
結(jié)構(gòu)分類
盡管拖曳臂式懸架的結(jié)構(gòu)非常簡單,構(gòu)成部件也非常少,但是它卻可以分為半拖曳臂式和全拖曳臂式兩種類型。
所謂半拖曳臂式,就是指拖臂平行或適當傾斜于車身,拖臂的前端連接車身或車架,后端連接車輪或車軸,拖臂可以隨減震器和螺旋彈簧實現(xiàn)上下擺動。通常半拖曳臂式懸架結(jié)構(gòu)相對簡單,制造成本低,在國內(nèi)常見的微型車或緊湊型轎車如奧托、夏利、波羅以及飛度上都可以見到。而全拖曳臂式,就是指拖臂安裝于車軸上方,連接臂由后向前延伸,通常從拖臂連接端到車輪端會有一個類似于V型的結(jié)構(gòu)出現(xiàn),這樣的結(jié)構(gòu)我們稱之為全拖曳臂式。這種懸架結(jié)構(gòu)相對來說較半拖曳臂式要復雜,性能好于半拖式,通常在法系車如標致、雪鐵龍上較常見。富康的拖曳臂式后懸就是典型的全拖臂式結(jié)構(gòu),不過隨著半拖曳臂式懸架結(jié)構(gòu)的改善,全拖曳臂式已經(jīng)非常少見了。
其實在拖曳臂式懸架的構(gòu)造中還有許多講究,例如液壓減震器和螺旋彈簧的組合方式就有一體式和分離式。減震器和彈簧一體式的好處在于節(jié)省空間,增加舒適性,在這種結(jié)構(gòu)中螺旋彈簧通常阻尼系數(shù)比較小,講究乘坐舒適感,自然這種結(jié)構(gòu)的承載能力也非常有限。減震器和彈簧分離式是通過增加彈簧阻尼彌補一體式承載能力不足的缺憾,不過這樣一來乘坐舒適性又受到了影響,并且減震器和彈簧分開安裝又比較浪費空間,所以這種結(jié)構(gòu)通常只在MPV或小型廂式車上較為常見。
除了液壓減震器和螺旋彈簧的組合方式有講究外,在拖曳臂懸架的設計過程中,對連接左右拖臂的橫梁也非常有講究,因為橫梁安裝位置的不同會導致車輛的行駛性能有非常大的變化。如果橫梁安裝位置過于靠近拖臂和車身的連接點,那么車輛的舒適性就會非常好,但操控性會隨之下降,因為這種結(jié)構(gòu)會導致車身側(cè)傾;如果橫梁安裝位置過于靠近車輪中心軸位置,車輛的行駛舒適性和操控性都不會有多好,但通過性和承載性更好,因為這樣一來其性能就接近于整體橋式結(jié)構(gòu)了。
市場前景
市場的反饋和中庸的性能使快要落伍的拖曳臂式懸架仍然可以發(fā)揮余熱
在20世紀80年代的日本,中高級轎車的后懸是非常忌諱采用拖曳臂式結(jié)構(gòu)的。因為日本的汽車在同歐美同類產(chǎn)品競爭時,始終在品牌和技術(shù)上受制于人,所以這迫使日本汽車廠商采用更高端和更先進的技術(shù)趕超歐美,于是大批采用前后獨立懸架的日本造汽車涌入歐美市場,并且逐漸成為一種市場潮流。不過歐美的大部分廠商依舊頑固地堅持使用拖曳臂式后懸結(jié)構(gòu),并不斷對這種古板的懸架結(jié)構(gòu)進行改進,最終舊結(jié)構(gòu)奪回了新技術(shù)搶占走的市場。
在歐系車中,雪鐵龍算是拖曳臂式后懸架的一個忠實擁躉。九十年代初推向市場的ZX后懸就采用拖曳臂式,九十年代末Xsara車型取代了ZX,后懸依舊是拖曳臂式,而到了二十一世紀C4取代Xsara時,后懸架仍然不折不扣地還在使用拖曳臂式。真的是雪鐵龍止步不前?但它在WRC上用Xsara和C4取得的優(yōu)異戰(zhàn)績卻能否定你的這一看法。實際上在雪鐵龍看家本領——后輪隨動轉(zhuǎn)向技術(shù)的輔助下,拖曳臂懸架的潛力是可以隨意挖掘的。拖曳臂懸架也正是經(jīng)受住了這樣的考驗,方才走到了今天。