關(guān)乎車輛的舒適與操控 解析簧下質(zhì)量

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購(gòu)置稅優(yōu)惠 經(jīng)銷商報(bào)價(jià) 車主點(diǎn)評(píng)

人們經(jīng)常從舒適性或操控性的角度來(lái)評(píng)價(jià)一輛車。然而，這種復(fù)雜底盤系統(tǒng)的不同調(diào)整，如彈簧的剛度、減震器的阻尼、防側(cè)傾桿的剛度以及懸架的結(jié)構(gòu)形式等，往往會(huì)使汽車表現(xiàn)出完全不同的行駛特性。今天，我們就暫時(shí)拋開這些相互制約、移動(dòng)全身的懸架部件，研究懸架系統(tǒng)產(chǎn)生的簧下重量對(duì)車輛行駛特性的影響。

●簧下重量的定義

實(shí)際上，簧下重量是相對(duì)于簧上質(zhì)量的一個(gè)概念。對(duì)于汽車，我們可以把它分為簧下重量和簧上質(zhì)量。如果定義簧下重量，是指懸架系統(tǒng)中沒有彈性元件支撐的質(zhì)量，一般包括車輪、彈簧、減震器和其他相關(guān)部件等。，而簧上質(zhì)量自然是車輛其余部分的質(zhì)量，一般包括車架、動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、乘客等。

●簧下重量的定義

定義簧下重量不是一件容易的事情。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，相對(duì)于車身運(yùn)動(dòng)或隨車輪跳動(dòng)的零件應(yīng)歸類為簧下重量。完全不與車身接觸的車輪很自然理解，但就像彈簧、減震器、獨(dú)立懸架系統(tǒng)中的連桿、非獨(dú)立懸架系統(tǒng)中的扭力梁、四驅(qū)車型中的傳動(dòng)軸一樣，它們的特點(diǎn)是一端與車身連接或通過(guò)副車架間接與車身連接，另一端隨車輪上下跳動(dòng)。在實(shí)際計(jì)算中，這些零件質(zhì)量的一半一般可以作為簧下重量。

簧下重量的重要性

在車輛動(dòng)態(tài)駕駛理論中，有簧上質(zhì)量與簧下重量之比的數(shù)據(jù)。對(duì)于汽車來(lái)說(shuō)，不考慮懸架設(shè)置的因素，我們簡(jiǎn)單地從簧上質(zhì)量與簧下重量之比的角度出發(fā)。比值越大，汽車的乘坐舒適性越好，而簧下重量越小也意味著懸架系統(tǒng)具有更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力和車輛操控性。接下來(lái)，我們將分別從這兩個(gè)方面進(jìn)行解讀。

-對(duì)乘坐舒適性的影響

車輛在道路上行駛時(shí)，懸架系統(tǒng)會(huì)不斷受到路面的沖擊。車內(nèi)乘客最理想的舒適狀態(tài)是車身相對(duì)路面始終靜止，車輪隨路面不斷波動(dòng)。然而，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)幾乎不可能做到這一點(diǎn)，但是通過(guò)增加彈簧與簧下重量的比率，車輛可以更接近這種駕駛狀態(tài)。

如果車身在汽車的維修質(zhì)量中占有較大的比例，那么這個(gè)較大的質(zhì)量自然會(huì)增加車輪在地面上的壓力，使車輪能夠緊密貼合路面。當(dāng)車輪遇到來(lái)自路面的顛簸或凹陷時(shí)，如果簧下重量較大，自然會(huì)有較大的運(yùn)動(dòng)慣性，隨路面起伏需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。如果車速不變，沒有時(shí)間改變軌跡的懸掛系統(tǒng)會(huì)直接將路面起伏傳遞給車身，但懸掛系統(tǒng)并沒有完成自身過(guò)濾振動(dòng)和吸收沖擊的工作。車速越快，對(duì)車身的影響越明顯，很好地解釋了低速交通和高速交通在遇到較大障礙物時(shí)對(duì)乘坐舒適性的不同影響。較低速度的交通允許懸掛系統(tǒng)有更多的起伏時(shí)間，以減少對(duì)乘客舒適性的影響。

同時(shí)，較小的簧下重量必然會(huì)使懸架系統(tǒng)具有更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，從而達(dá)到車身穩(wěn)定、車輪隨路面快速波動(dòng)的狀態(tài)來(lái)緩解沖擊。對(duì)于采用獨(dú)立懸架系統(tǒng)的車輛，單純從簧下重量的角度來(lái)看，它在先天機(jī)制上比采用扭力梁結(jié)構(gòu)的車輛有更好的響應(yīng)。當(dāng)然，彈簧和減震器的調(diào)整和設(shè)置也對(duì)車輛的舒適性起著重要作用。

在實(shí)際駕駛中，人們通常會(huì)覺得滿載的車輛會(huì)比空載荷有更好的行駛穩(wěn)定性，在其他參數(shù)不變的情況下，只需要增加簧上質(zhì)量或降低簧下重量的比例，就能真正讓車輛更舒適。對(duì)于現(xiàn)在的汽車來(lái)說(shuō)，車身輕量化是一種趨勢(shì)，車身重量的減輕應(yīng)該伴隨著簧下重量的減輕。然而，減輕簧下重量比減輕車身重量要困難得多。在保證合理幾何懸架設(shè)置和強(qiáng)度的要求下，采用較輕的材料來(lái)降低簧下重量是一個(gè)不錯(cuò)的思路。

對(duì)于中大型車或豪華車來(lái)說(shuō)，由于車身上安裝了很多電子設(shè)備，而較大的車架，加上發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，通常會(huì)導(dǎo)致較高的維修質(zhì)量。然而，復(fù)雜的懸架結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致了比普通車輛更大的簧下重量。為了獲得更好的乘坐舒適性，部分零部件采用鋁合金材料可以有效降低簧下重量占整車重量的比例。

-對(duì)車輛加速和操縱的影響。

對(duì)于喜歡改裝的朋友來(lái)說(shuō)，輪圈往往是他們改裝的第一件物品。更換一個(gè)造型更耀（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）眼、直徑更大的輪圈，搭配平坦度比較低的輪胎，可以帶來(lái)很好的視覺效果，但是很多人忽略了改裝帶來(lái)的簧下重量的增加。發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)半軸帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，輪圈越重意味著轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大。如果車輛的動(dòng)力不匹配，在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的車輪時(shí)，車輛的加速性能必然會(huì)下降。

懸架系統(tǒng)的改裝還包括制動(dòng)系統(tǒng)的升級(jí)，比如更換大尺寸的制動(dòng)盤，從單活塞升級(jí)為多活塞卡鉗。如果改裝時(shí)不考慮輕量化套件，會(huì)不經(jīng)意增加簧下重量，影響車輛性能。較輕的簧下重量其實(shí)相當(dāng)于100米運(yùn)動(dòng)員穿了一雙超輕跑鞋，較小的慣性帶來(lái)更好的加速性能。

“蘭博基尼LP700的前懸架結(jié)構(gòu)”

對(duì)于一個(gè)理想化的懸架系統(tǒng)，在保證其優(yōu)良的幾何懸架結(jié)構(gòu)的情況下，盡可能地減小簧下重量可以減小質(zhì)量對(duì)懸架性能的影響。這也為彈簧、減震器和防側(cè)傾桿等零件的設(shè)置和調(diào)整留出了更大的操作空間空。

“方程式賽車中常用的推桿式水平懸掛結(jié)構(gòu)”

可以看到，蘭博基尼LP700的懸掛系統(tǒng)采用了F1賽車的水平懸掛系統(tǒng)，每個(gè)車輪只依靠一根推桿配合硬彈簧設(shè)置來(lái)支撐車身重量。這種設(shè)計(jì)的匠心在于，將原本屬于簧下重量的彈簧和減震器歸入簧上質(zhì)量的范疇，降低的簧下重量為車輛提供了更廣闊的訓(xùn)練空間空，使得車輛具有更好的操控性。

“輪轂電機(jī)”

目前有一種使用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的新能源汽車。它將動(dòng)力系統(tǒng)放在輪轂處，這大大增加了車輛的簧下重量。因?yàn)闆]有體驗(yàn)過(guò)這類車輛，具體的乘坐性能無(wú)法判斷。也許制造商會(huì)通過(guò)調(diào)整懸掛系統(tǒng)的其他部分來(lái)彌補(bǔ)這種固有的結(jié)構(gòu)缺陷。關(guān)于輪轂電機(jī)技術(shù)的詳細(xì)信息，請(qǐng)點(diǎn)擊“未來(lái)電驅(qū)動(dòng)主力輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)分析”。

全文摘要:

當(dāng)我們單純從簧下重量的角度分析其對(duì)車輛動(dòng)態(tài)行駛特性的影響時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是強(qiáng)調(diào)舒適性和穩(wěn)定性的豪華車，還是強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)性和極致操控的超級(jí)跑車，降低簧下重量都有著重要的作用。對(duì)于熱衷于改裝的人來(lái)說(shuō)，簧下配重組件的改裝升級(jí)也需要考慮質(zhì)量變化帶來(lái)的動(dòng)力性能的變化。應(yīng)該說(shuō)，車輛的底盤是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，關(guān)系到車輛的基本行駛性能，對(duì)其中任何一個(gè)部件的調(diào)整都會(huì)使車輛表現(xiàn)出不同的行駛特性。然而，簧下重量只是復(fù)雜底盤系統(tǒng)的一個(gè)方面。在減輕簧下重量的同時(shí)，只有與其他相關(guān)部件進(jìn)行更好的匹配和調(diào)校，才能打造出適合自己車型特點(diǎn)的底盤系統(tǒng)。