
車誌編輯部
发布半拖曳臂悬挂形式,英文叫Semi Trailing Arm Suspension,是一种主要使用在后轮的悬挂设计,也是在多连杆或者双摇臂形式被较为广泛应用之前,非常常见的一种后独立悬挂形式,被广泛使用C级车、D级车、甚至E级车上。
不同于经典的双摇臂形式和拖曳臂形式等历史久远的设计,半拖曳臂形式属于二战后才出现的产物,年纪甚至比麦花臣形式还要年轻,但无奈地,它依然因为自身先天缺陷而很快被多连杆等其他形式取代,目前在产在售的新车里,已经难觅踪影(除了部分日本前驱改四驱的北海道版外)。
半拖曳臂形式诞生于1950年,搭载在Lancia Aurelia上,而这个设计者也是车坛大名鼎鼎的工程师Vittorio Jano(维托里奥·贾诺),这位大师的生平,在咱们【車誌名人堂】里可以找到(点右侧快速导航字母J即可),他是一位全能型的汽车工程师,也因为他的设计成就了Enzo Ferrari及其他一大批意大利赛车手,包括二战前后的Lancia领先及Ferrari法拉利。他领导的技术团队在开发Aurelia项目时,前悬挂只需要沿用1920年的滑柱式即可应付,但后悬挂则让他们费煞思量,当时普遍流行的后独立悬挂形式是全拖曳臂形式(Trailing Arm Suspension),但这种形式自由度有点大,对于追求运动性能的车型不是件好事;使用横向摆臂,又会出现横向震动。于是便很巧妙地将原本横置或者纵置的摆臂的两个安装点,根据锥形摆动原理,在水平面上作了倾斜布置,摆臂旋转轴与车辆行驶方向成 45°角。
图:这就是Lancia Aurelia B10的后悬挂形式了,但当时一对斜置安装的摆臂仍是安装在主车架上。
虽然这种设计有利与转弯时的动态表现,在扭力马力都不大的时代深受FR局部的车型们喜爱,但它同样有缺点,由于摆臂的安装点位于后轴之前,因此,当转弯时产生的离心力让车轮受到了横向载荷、或制动时产生的向后载荷时,产生的力会令摆臂向车辆中心方向位移,。由于摆臂的衬套采用弹性材料制作的,所以当摆臂发生发生角度变化时,车轮的前束会产生向外的变化量,结果,车身的转向特性容易出现过度转向,车身的纵向稳定性恶化。为了改善这种响应,后来不少车企又开发了一种补救方法,就是添加了一根前束控制连杆,以抵消导致前束倾向变化的力,虽然在一定程度上抑制了前束变化,但无法完全根除这个结构性的缺陷,因此这种半拖曳臂形式陆续被多连杆悬架取代。
图:这张图看起来复杂,但其实只是说明一个问题,就是“实线”为理想状态下,“虚线”则是遇到横向力或纵向力时发生的偏移。这个问题对于动力不太强的汽车时代还勉强没大问题,权当驾驶乐趣好了,但一旦遇上那些数百牛米扭力的引擎,这个“虚线问题”就会被放大。
在欧洲,半拖曳臂用得最多的车企应该算是BMW了,从1960年代一直用到1980年代,以E36为结束,之前的很多大家都熟悉的车型,例如2002(E21)、E30三系、甚至E34五系等用到都是半拖曳臂形式。至于日系车方面,最早使用该形式的是1967年推出的Datsun Bluebird,包括大家耳熟能详的第二代Skyline(GC10)、Silvia、Fairlady等,丰田就更多了,Mark II、Celica、Soarer等等,均有使用。
值得一提的是,很多车企的工程部门都知道这种半拖曳臂悬挂形式的弊端,前前后后的二十多年里也出现它的改进形式,当中最为知名的莫过于保时捷在1977年研发成功的Weissach axle(魏斯阿赫车轴)了,它的设计思路就是基于半拖曳式,只不过,为了改善前束变化,他们特地在增加了一根连杆与车架连接,用以改善这种前束变化,从而提高弯道稳定性。关于这个设计,咱们可以在【車的技术】栏目里找到相关文章(右边选W即可)。
图:这是BMW 2002的后悬挂,通过副车架安装拖臂。
图:这是日产Silvia S12的后悬挂形式。
另外,半拖曳臂形式还有另外一个不大不小的问题,那就是在车辆加速时,整个车尾会有明显的下蹲动作,这是因为摆臂安装位置比传动轴水平高度要低造成的,这一点不知算是有点还是缺点了。总之吧,半拖曳臂悬挂形式已基本推出了历史舞台,但作为承前启后的一个由天才工程师设计的悬挂形式,巧妙之处还是值得为他们歌功颂德的。