BOB半岛:Blindsight：我看拖曳臂式悬挂技术

　　Blindsight是本人的好友，汽车知识和技术非常出众。未来的日子，大伙将长期可以看到Blindsight的“深入浅出”的为大家讲解关于汽车的知识和技术。

　　相当长的时期以来，轿车独立后悬架的主流都是拖曳臂式(Trailing Arm)主要的导向结构就是一个拖曳臂，通常是做成一个厚重的双叉臂，这样才能同时传递各种纵向力和横向力。拖曳臂是一个纯粹的纵摆臂，理论上，它不允许车轮外倾角(Camber)相对于车体发生变化，这样的一个结果是，当车入弯时，车体外倾，车轮外倾角也就随之改变。我们知道，当车轮相对地面倾斜时，轮胎两侧的实际半径就不再相等了，车轮倾向哪侧，哪侧的半径就减小，着地点相应的线速度就小，换句话说，该车轮的将有一个向该侧转向的趋势。回到拖曳臂独立后悬架的特性上来，由于前述原因，这样的车会有一个额外的转向不足的趋势，因为两侧后轮同时出现向弯道外侧转向的趋势，该转向力矩最终也会通过悬架传递给整个车体。对于后驱车，这可以认为是对其先天转向过度倾向的一种补偿，所以这种类型的悬架曾长期被BMW等厂商使用。

　　前面说了，拖曳臂式后悬架属于一种纵摆臂悬架，早期的独立后悬架当然也有横摆臂的，最简单的就是横向单摆臂式(Swing Axle)，如果对我国的老上海轿车还有印象，它就是使用这种后悬架的例子。有趣的是这种悬架同样也会导致车辆入弯时车轮外倾角发生变化，只不过变化方向正好与前述的拖曳臂式相反，所以会增加车的转向过度倾向。

　　当前驱车大行其道以后，也曾广泛使用拖曳臂式后悬架，因为横向单摆臂式悬架毛病非常多，比如随车轮跳动，轮距有变化，严重时会导致轮胎附着力丧失。但前驱车原本就有转向不足的趋势，使用拖曳臂后问题变得更严重，所以后来就出现了半拖曳臂式(Semi-trailing Arm)，(有些汽车杂志常常把它也称为拖曳臂式，这样是不够专业的，如此的杂志建议大家今后就不必买了，开个玩笑:)，它的拖曳臂实际上是个斜摆臂，也就是介于纵摆臂和横摆臂之间，这样一来，从力学上，你可以把它看作一个横摆臂和一个纵摆臂的结合体，只要调节其摆动的方向，就可以把它的特性控制成转向不足或转向过度。通常，都采用50-70度斜制，这样的效果通常就会接近转向中性。目前，这种后悬架还可以在一些小型轿车上看到，尤其法国厂商最喜欢使用这种设计。也有一些厂商并不使用单一的斜摆臂，而是把它分解，直接使用一条纵连杆和一条横连杆，但几何上，并没有什么不同，如果我没有搞错，Camry/Avalon/ES330就是采用的这种半拖曳臂变体。

　　当半拖曳臂独立后悬架流行时，很多跑车则选择把常用于前悬架的双叉臂式(Double Wishbone)也移植到后悬架的设计上。双叉臂式相比拖曳臂式要占用多得多的横向空间，用在轿车上容易影响到行李箱的体积，但是仍然有很多轿车也转向这种悬架，为什么呢？更好的操控性和舒适性。回到传统的拖曳臂式，想象一下，当遇到障碍时车轮上下跳动，此时的车轮外倾角并不会发生变化，而半拖曳臂式呢？它引入了一个单横臂成分，于是也就引入其缺点：车轮上下跳动时外倾角会发生变化，换句话说，当一侧车轮遇到起伏，车的行驶轨迹会有变化的倾向，导致操控性和舒适性下降。

　　如果要减小这个缺点，就得使用斜置角度更小的摆臂，换句话说，就是更接近传统拖曳臂，这又会导致传统拖曳臂式的转向不足问题。当然，克服转向不足问题也可以求助于更硬的防倾杆来减小车体侧倾，这样操控性可以得到改善，但同时悬架也就更接近原始的非独立硬轴式(Rigid Axle)悬架，舒适性大大降低。改用没有这些问题的双叉臂就成了一个明显的选择。至于你要问多连杆式(Multilink)独立后悬架和双叉臂的渊源，这又是一个故事，有兴趣我们另开题。

　　回到拖曳臂家族，当初这类悬架的发展是和很多主流的欧洲厂商分不开的(其中当然也包括VW)，它们并没有轻易放弃这个家族。在我往下讲之前，先要提一点：非独立的硬轴悬架如果不使用钢板弹簧(它的特殊性在于其既是弹性元件，同时也可以作为导向结构)，就也需要有单独的导向结构，最简单的也是拖曳臂，所以不要把独立拖曳臂悬架和非独立拖曳臂悬架搞混。回到原来的话题，其实使用一根可以形变的车梁代替非独立悬架的硬轴，我们可以得到一类特殊的悬架，你可以把它看作是非独立悬架，只不过这里的车轴不是刚性的；你又可以把它看作独立悬架，因为这个非刚性车轴实际上可以看作是一种特殊的防倾杆。通常我们称这种悬架为半独立悬架。它的“车轴”的安装位置可以有各种变化，其具体形式也有很多变体，比较典型的例子就是VW常用的扭转梁式(Torsion Beam)，其他类型的半独立悬架还有不少，这里就不提了，有兴趣我可以另开题。有些杂志把半独立悬架也算成(半)拖曳臂式，虽然不够专业，但其实有一定道理，它本质上就是特殊的独立(半)拖曳臂式而已(目前的实例多为半拖曳臂变体)，行驶特性没有变。我们说了，使用较硬的防倾杆至少可以改善半拖曳臂式的操控性(虽然仍然难以同时获得舒适性方面的好处)，通过改变车轴的刚性，半独立悬架也可以获得相当于加硬的防倾杆的效果，同时，由于该车轴安装位置可以很靠近拖曳臂与(副)车架相连的轴瓦，并且可以传递横向力，所以它的实际非簧载质量可以比使用厚重摆臂的拖曳臂式更轻。很快，很多小型轿车都转向了该悬架设计。对于普通小型轿车，它保持了拖曳臂式占用空间小的优点。对于运动型的小型轿车，它又容易提供够用的操控性(代价是它们真的很硬)。所以短期内，这种悬架仍将主宰小型轿车领域。但是，(半)拖曳臂式后悬架的缺点它也始终没有完全克服。

　　现在答案有了。Passat (B5)为什么要用扭转梁式后悬架？一，它结构简单，成本低；二，它帮助Passat以较短的车长(原版)获得了较大的后座空间和行李箱容积；三，这种悬架的发展历程和VW是分不开的，VW对它有相当的感情。Passat (B6)为什么要放弃扭转梁式后悬架？一，你永远无法用它获得象诸如多连杆独立后悬架那样操控性和舒适性的平衡；二，加大的外形尺寸减弱了它的优势；三，对于一家车厂来说，跟上流行趋势是必要的。

　　最后还要提一点，悬架类型一定，它的主要特性就不会大的变化，但是具体的驾乘感受仍将有相当的变化余地。具体到扭转梁式后悬架，虽然它在小型轿车中非常流行，但VW在这个领域的传统优势还是存在的。GM最新的小型轿车平台Delta也还是采用扭转梁结构。该平台上开发的早期车型如Saturn Ion的舒适性还是没有达到美版VW Jetta的水平，后来GM的工程师发现VW的秘密在于其拖曳臂轴瓦实际上相当于一个两室的摇臂式液压避震器，尽管这个特殊设计增加了一定的成本，但也带来明显的效果，所以GM在其最新的Delta平台轿车Chevy Cobalt上也做了类似的修改。