汽车底盘之弹簧、避震及悬挂

众所周知，汽车的底盘是衡量一辆车行驶品质的重中之重。一辆车的研发到最终的成型，底盘的研发占据了工程师们大多的时间，其中的投入成本也大概占到了整车的30%左右，甚至更多。因为一辆车的底盘的好坏代表了某个品牌的造车理念以及态度。例如我们熟知的：宝马，马自达，福特等品牌，底盘的调校都是品牌中屈指可数的。

其实底盘的作用是很好理解的，底盘的作用是支撑、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使得汽车产生运动，保证正常行驶。同时，一个好的底盘，可以保证驾驶者的生命安全。下面我们来看下底盘的部分组成。总的来说，底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。每个系列都很重要，但是作为每个司机其实关注最多的当然是行驶系，因为这一部分是我们在驾驶时感观最明显的部分。而今天我们要探讨的就是行驶系中的重要组成部分，弹簧、避震、以及悬架！

先来看弹簧和避震。现在大部分车辆用的弹簧，都是螺旋弹簧，也有部分车用的事空气弹簧和钢板弹簧。（如上图123）钢板弹簧一般都是部分非承载式的SUV采用，货车大部分都是采用钢板式弹簧。但是不管什么样的弹簧，作用只有一个，就是让安置车轮的车桥与车身之间的连接富有弹性，可以一定程度的缓和路面不平对车身造成的冲击。虽然听起来很好，但是弹簧其实是有一个缺点的，就是他们回弹的惯性很大，如果单单的只是用弹簧作为弹性的连接，那么对于每辆汽车而言，不会有多舒适，可能会和坐小船一样，晃晃悠悠，极容易晕车，除非路面就对的平滑，否则车在路上行驶，就会一直煎熬于汽车的弹跳中，很难受，根本停不下来。那么面对这种情况怎么办呢？工程师们当然会解决这个问题，于是他们想到了一个可行的方案，运用避震器。

其实避震器真正应该叫做阻尼器。这里我们就习惯的叫它为避震器好了。避震器分为很多种类，但是不管什么种类，它们的工作原理是一样的：当车架（或车身）和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。但是，避震器其实是不能单独使用的，因为它并没有弹簧那样回弹的效果，压下去就压下去了，它就不会往回弹了，没有外力的介入，避震器是不会回弹的。因此想要回弹，就必须得往回拉，所以这个往回拉的动作就交给了弹簧。所以弹簧和避震器之间配合使用，才可以让汽车的减震效果达到最佳。

下面我们再来谈一谈悬架。这里我们用通俗易懂的话来阐明，太专业的理论不太容易懂。我们可以把车就看做是一个人，要把汽车轮胎比作我们人的脚的话，那么悬架就相当于人的腿，弹簧和避震的组合就相当于人的大腿。先来说说前桥的悬架，麦弗逊独立式悬架。一个弹簧避震的总成，加一个下摆臂，再加一个羊角，这就组成了最简单的独立悬挂结构，优点很明显：占用空间小，生产简单，造价便宜。那么缺点是什么呢？从结构上我们可以看出，这里的避震不光是起到减震的作用，还要和下摆臂一起，面对来自横向的力比如说平时的刹车点头。由于避震总成的下端是装在羊角上的，所以当车轮在转向的时候，避震支柱会随着一起转向，那么悬架塔顶的胶套和压力轴承就成立易损件，如果我们原地打方向，听到了咯噔咯噔的响声，多半是压力轴承该换了，压力轴承也就是平面轴承。而且，对于前置发动机的车辆来说，这种悬架的操控和抓地力其实一般，但并不绝对，而为了改善这些缺点，便诞生了双叉臂独立悬架：横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰。

首先，对于定位参数的精确控制，让车轮能够很好的紧贴地面，较强的横向刚性又提供了很好的侧向支撑，对于车辆的操控性能来说，这种结构的优越性是显而易见的，它不仅是法拉利，兰博基尼和玛莎拉蒂这些超级跑车们的首选，甚至是现今的F1赛车所使用的悬挂结构依旧能看到双叉臂的影子。而两根三角形结构的摇臂还拥有出色的抗扭强度和横向刚性，因此在硬派SUV或者皮卡上也经常会使用双叉臂的悬挂结构，而前双叉臂后整体桥的结构也是硬派越野SUV的经典结构。像是大切诺基，丰田普拉多和大众途锐等，前悬都用了双叉臂的悬挂结构。但是也是有缺点的：制造成本高、悬架定位参数设定复杂。同时维修保养时的复杂程度高，在定位悬架及四轮定位时，参数也较难确定。相对于麦弗逊悬挂，它的结构更复杂，占用空间较大，成本较高，因此并不适用于小型车前悬挂，此外，定位参数的确定需要精确计算和调校，对于制造商的技术实力要求也比较高。