和工程師聊技術(1)認識扭轉梁后懸掛

　　【太平洋汽車網 技術頻道】工程師曾經是多少技術男從小夢寐以求的職業，但由于種種原因，我們并非人人都能實現。而對于太平洋汽車網技術頻道的小伙子而言，盡管每個都來源于各大高校的汽車工程專業，但卻機緣巧合地成為了媒體人。也正因為如此，我們對技術都有一種天生的喜愛和鉆研精神，非刨根問底不可。本著這個想法，我們將會開辟一個全新的系列：和工程師聊技術。通過我們和各大研究所工程師的溝通，將技術控網友感興趣的話題給說清楚了。（注：編輯和工程師的溝通僅限于技術交流，文中任何具體觀點均和工程師無關，純屬編輯個人看法）

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　　這期我們談的就是關于一個經久不衰的話題：扭轉梁（扭力梁）。扭轉梁到底有多少科技含量，如何看出不同車型扭轉梁的基本特性？帶著這個問題我們和泛亞汽車技術中心的車輛動力學性能分析工程師王蠡進行了深入的溝通。

● 泛亞汽車技術中心的車輛動力學性能分析工程師——王蠡

　　王蠡，現任泛亞汽車技術中心的車輛動力學性能分析工程師，擁有多年從事車輛動力學分析的經驗。

● 關于扭轉梁式后懸掛

　　在國內，大部分級別在緊湊型車以下的車型都會采用扭轉梁式后懸掛，這可以說是成本和使用效果綜合衡量的結果。

　　扭轉梁式后懸掛在結構上由拖拽臂、扭轉梁、拖拽臂鏈接車身的橡膠襯套以及車輪軸承座組成。在工程設計上，扭轉梁最關鍵的設計參數有10個，而各種結構和工藝參數則多達100個以上。

● 扭轉梁懸掛設計中最重要的10個參數

　　而據王工介紹，以上10個參數對后懸掛特性起到決定的作用。其中包括兩個橡膠襯套的中心距離、橡膠襯套中心到扭轉梁中心的距離、扭轉梁中心到車輪中心的距離、拖拽臂長度、橡膠襯套布置角度、橡膠襯套軸向/徑向剛度、拖拽臂布置角度、扭轉梁開口方向和斷面形狀。

● 扭轉梁布置位置不同將影響舒適性

　　有些車的扭轉梁靠近橡膠襯套布置，有些扭轉梁則靠近車輪軸心布置。不少網友對此感到疑惑，究竟不同的布置形式內里又怎樣的玄機呢？

　　上圖是新速騰后懸掛結構圖，扭轉梁位置靠近車輪，后懸掛就更接近板車懸掛，扭轉梁只受彎不受扭，兩側車輪相互干涉現象明顯，舒適性相對較差。

　　上圖是2002款福特嘉年華的后懸掛結構圖。其扭轉梁靠近布置在橡膠襯套和車輪軸心之間。扭轉梁既受彎又受扭，能夠抑制車身側傾，且有較好的舒適性。這種類型的扭轉梁因為綜合性能良好而被廣泛采用。

● 拖拽臂布置角度影響操控性

　　采用馬自達創馳藍天底盤技術的車型就是通過提高后拖拽臂懸掛點來提高舒適性的。雖然，馬自達CX-5和Atenza采用的都是獨立懸掛，但側傾轉向原理與扭轉梁的非常相似。

　　下面我們來談談扭轉梁后懸掛的側傾轉向問題。車輪輪心到橡膠襯套的連線與水平線的相對位置（側視擺臂夾角，Side View Swing Arm Angle）會影響到車輛的舒適性與操控性。

　　在詳細解析側傾轉向原理前，我們必須了解一個簡單的原理：當前后輪同向偏轉時，車輛有不足轉向的趨勢；當前后輪反向偏轉時，車輛有過度轉向的趨勢。

　　當側視擺臂夾角為正時，車輛在彎道發生的側傾將導致彎外輪上跳接地點前移和彎內輪下跳接地點后移。以上現象將使得車輛的操控性變好但舒適性變差。舒適性變差是因為車輪運動趨勢是向前，即撞向障礙物；而操控性變好是因為車輛彎道外側輪前移，產生轉向不足的趨勢，車輛更為可控。

　　相反地，當側視擺臂夾角為負時。車輛的舒適性會變好但車輛操控性會變差。原理同上。以上所作的解析即是后輪隨動轉向理論中的一個重要組成部分——側傾轉向。合理設置側視擺臂夾角、擺臂長度等參數能讓車輛在舒適性和操控性之間取得平衡。

● 橡膠襯套布置有巧妙

　　一般橡膠襯套的徑向剛度要比軸向剛度高得多，所以傳統的扭轉梁式后懸掛的橡膠襯套必須斜向布置才能有效傳遞側向力。

　　大部分市面上采用扭轉梁式后懸掛的車型都采用斜向布置的橡膠襯套。當然也有例外，請往下看。

　　鈴木雨燕的后扭轉梁橡膠襯套是水平布置的。雨燕的后懸掛橡膠襯套比較特別，承受縱向力和側向力是利用了橡膠襯套的不同部分。這可算是在使用扭轉梁式后懸掛中比較少見的。

　　英朗XT后懸掛扭轉梁上的橡膠襯套也是水平布置的，為的是在車輛受到縱向沖擊時獲得更好的緩沖效果。當然，之所以能夠這樣布置主要是因為承受側向力的任務被附加的瓦特連桿所承擔了。

　　瓦特連桿連接的是后輪軸承座和附加橫梁。推動車身轉向的絕大部分側向力都是通過瓦特連桿傳遞的。

　　總結：對于一款使用扭轉梁式后懸掛的車型，我們通過扭轉梁布置位置和截面形狀、拖拽臂側視角度、扭轉梁鏈接車身橡膠襯套的布置角度便能夠對其特性有一個初步的了解了。

　　扭轉梁后懸由于在結構上帶有拖拽臂，因而天生就具有隨動轉向的特性。通過良好的調教，扭轉梁式后懸掛與多連桿式后懸掛一樣能在舒適性和操控性上取得平衡。

　　所以作為一個理性的消費者，從今天起我們應該從后懸掛的實際效果上去衡量一臺車的好壞而不單單是以后懸掛類型來簡單判斷。太平洋汽車網技術頻道也將繼續關注扭轉梁后懸掛這種實用的懸掛技術，請繼續關注我們的后續報道。