超跑的秘密（三）：錯綜復雜的懸架系統

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【科技】作為唯一接觸地面的車輛部件——輪胎，工程師們經常會在任何路況下對其進行調整和設置，使其達到最大抓地力，從而保證車輛具有出色的駕駛性能和駕駛操控性。連接輪胎和車身的懸掛系統，決定了它能否發揮如此高效率的作用。尤其是對于超級跑車來說，可以想象極致的懸架結構和精準的匹配定位對于車輛的性能有多重要。

●剛度合理的車身是懸架有效的基礎。

無論懸掛系統有多復雜，最終都會連接到車身上。如今，鋁空結構和碳纖維單殼結構的車身逐漸成為超跑的趨勢。它們不僅能有效減輕車身重量，更重要的是提高了車身的剛性，也就是所謂的不易變形的能力，這對于距離超車千里之外的懸架設置來說是極其重要的。

車輛在道路上行駛時，通常無法用肉眼觀察到車身的任何變形。但實際情況是車身不斷受到來自地面的沖擊，同時車輛在各種極端運動狀態下也會產生一定的扭曲變形。雖然這個變化可能只有幾毫米，但當超出合理范圍時，車輛的操控往往會帶來“翻天覆地”的變化。

作為矛盾的綜合體，車輛總是需要在兩個極端之間選擇最和諧的“黃金分割”。總之，只有將車身變形控制在合理范圍內，才能充分發揮精心調整懸架的潛力。

●懸架的物理結構具有先天的決定作用。

大馬力、高扭矩和大范圍的持續峰值功率輸出都是超跑的基礎，但車輛最終的動力釋放還是需要通過輪胎與地面的接觸來獲得回報，良好的懸架設置可以最大化動力的產出。

雖然我們經常說后期調整的重要性，但在設計階段，懸架物理結構的選擇往往對超跑起著先天的決定性作用，這是最重要的。與普通車輛相比，超級跑車對懸架結構和設置的變化更加敏感，因此有必要在合理懸架結構的基礎上進行有針對性的調整。超級跑車最適合的懸掛結構是什么？

——雙叉臂懸架

雙叉臂懸架對每個人來說都不陌生。它可以在許多普通車輛中找到，但同時它也是最適合超跑的懸掛形式。

“標準雙叉臂懸架結構”

標準雙叉臂懸架由兩個A形臂組成。上下“A”形臂負責吸收側向力。因為三點可以決定一個平面，所以雙叉臂作為前懸架時，轉向橫拉桿作為第三點，作為后懸架時，需要一根橫拉桿。在結構上，雙叉臂懸架是最強的獨立懸架。其中，上下A型臂具有類似三角形的穩定結構，不僅有足夠的抗扭強度，而且上下叉臂可以為車輛提供良好的側向支撐，在高速轉彎時可以為車輛提供更精確的定位。

車輪的四個定位參數對車輛的行駛性能，尤其是車輛的操縱性能有很大的影響。在車輛運動過程中，這些數值隨時都在變化。一旦超出合理范圍，車輛的操縱性能將大大降低。雙橫臂懸架中的這些定位參數都是精確可調的，由于雙橫臂結構在設計之初就具有很高的自由度，工程師可以合理設計雙A型臂的鉸接點和長度，從而減小定位參數的變化范圍，從而提高車輛的整體操縱穩定性。

“瑪莎拉蒂GT的前后懸架均為雙叉臂結構。”

車輛懸架結構的初衷是始終使輪胎與地面的接觸面積最大，也就是說，只要車輪定位參數的變化值較小，車輪在運動過程中就能與地面在較大范圍內保持一定的垂直角度，從而具有更好的地面接觸性能，所以時至今日，前后叉臂式懸架仍然是大多數超級跑車的首選形式。

-多連桿懸架

多連桿懸架通常是指由三個或三個以上連桿組成的懸架結構。由于每個連桿都可以為車輪提供定位，這種懸掛結構可以使車輪有更可靠的行駛軌跡。

以常見的五連桿后懸架為例。它的五個連桿是:主控制臂、前定位臂、后定位臂、上臂和下臂。它們分別向各個方向施力。例如，當車輛左轉時，后輪的位移方向與前方向盤的位移方向正好相反。如果位移過大，車身會失去穩定性和擺動性。這時，前后定位臂的功能開始顯現，它們主要是約束后輪的前束角，使其在可控范圍內；相反，由于后輪前束角被約束在可控范圍內，如果后輪外傾角過大，會降低車輛的橫向穩定性，因此在多連桿懸架中增加了約束車輪上下的控制臂，一方面可以更好地定位車輪，另一方面也進一步提高了懸架的可靠性和韌性。

因為正多連桿懸架有很多連桿，連桿可以對車輪進行多方面的控制，所以在后期的調整中可以更加精準細致地對車輪進行匹配定位。然而，為了實現從屬懸架的耐久性，多連桿懸架總是需要保持連桿不變形和不位移，這在材料使用和結構優化方面非常復雜。

●懸架系統的簧下重量和輕量化

前面我們從結構上簡單解讀了超跑中常用的兩種懸架。接下來，我們將談談簧下重量以及輕量化懸掛系統對超跑的影響。

簧下重量通常是指懸架系統中沒有彈性元件支撐的質量，一般包括車輪、彈簧、減震器、懸架系統等相關部件。更小的簧下重量也意味著汽車具有更好的乘坐舒適性，懸架系統也具有更好的動態響應能力，從而提高了汽車的操控性。對于超級跑車來說，減少簧下重量是第二個結果。

我們會看到超級跑車使用各種鋁制連桿、輕質鍛造輪圈、陶瓷剎車盤等等。較輕的簧下重量其實相當于100米運動員穿了一雙超輕跑鞋，較小的慣性帶來更好的加速性能。那么，除了盡可能減輕材料的重量，還有沒有其他方法可以進一步減輕簧下重量呢？

●水平懸掛系統

通常，彈簧和減震器屬于簧下重量的范疇，但它們可以通過巧妙的機械結構整合到車身結構中，這就是賽車的水平懸掛系統。

從圖中我們可以看到蘭博基尼LP700采用推桿水平懸掛系統，其中每個車輪只依靠一根推桿配合硬彈簧設置來支撐車身重量。這種設計的巧妙之處在于，將原本屬于簧下重量的彈簧和減震器歸入簧上質量的范疇，降低的簧下重量為車輛提供了更寬的調節空空間，使車輛具有更好的操控性。

*調整后----尋求兩個極端之間的平衡

全文摘要:

對于超級跑車來說，合理的剛體結構是懸掛系統發揮潛力的前提。然而，如今用于超級跑車的懸架結構主要集中在雙叉臂和多連桿結構上，但在輕量化材料和懸架結構的精確匹配定位方面，遠遠落后于普通車輛。但在追求更極致操控的同時，相信未來水平懸掛系統會更多應用于超級跑車。