中国汽车市场的“底层”骗局

雁盈 2020-09-09 09:13:29

除了断轴、特供、简配之类尴尬事,极少有中国消费者会在意一辆车的“裙下事”。


车内耀眼夺目的触控大屏,绚烂多姿的夜店风氛围灯,都远比车底那片不见天日的机械金属世界,更能吸引千千万消费者的目光。从车企到媒体,从广告到KOL,都在悄无声息中引导着你:我应该看车里,不应该看车底——反正给我看,我也看不懂。

中国汽车市场的“底层”骗局

有些经验的买车老司机,都会留意一辆车配置表上的后悬架结构:是代表着廉价的扭力梁?还是更“高级”的多连杆?扭力梁的优劣功过,先前在《惨遭中国车主集体嫌弃,一根钢梁做错了啥?》中向大家交代过。现在但凡你预算稍稍上升,到了主流家用车甚至更高价位,就势必要进入到这片名叫“多连杆”的广袤世界。


然而魔高一丈,分得清扭力梁与多连杆,也不够让你免交“学费”和“智商税”。


正因为贴上多连杆式后悬架这个名词儿,就好比脱离了经济适用,奔向全面小康。当你翻阅汽车门户网站的车型库,却会发现从十几万元主流家用车一直到几百万级豪车,后悬架几乎都写着“多连杆”仨字儿。聪明的你应该警惕起来:如此巨大的价格范围,怎么可能是同一货色?


多连杆(Multi-link suspension)就像任人打扮的小姑娘,是人是鬼都想贴上来蹭一蹭。这里头不光有优劣贵贱之水深,更不乏滥竽充数的存在。然而在这个厂商与媒体绑定合谋的时代,再没有什么人能帮你免交学费、免除智商税——除了你自己的好奇心。


不得不叹服民间消费者的语言创造力,总能为干巴巴的技术名词,找到一个粗浅而不失形象的别名。比如扭力梁,被轻蔑但又传神的称为“板车悬架”。第一个要被拉出来批斗的“伪多连杆”,当属被坊间称为“筷子悬架”的双连杆/后麦弗逊/弹簧支柱悬架(三个名字等价)。


在汽车术语中,多连杆悬架是指车轮与车身由三个或更多数量连杆连接——这本来就是一个很宽泛的概念。多连杆嘛,多(≥3)就行了,别的反正也没限制,我爱叫多连杆就能叫多连杆。

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利用这种宽泛带来的灰色地带,一些厂商堂而皇之将后麦弗逊悬架也定义为“多连杆”。看着配置表单上写着昂首挺胸的“后多连杆悬架”,实则血统纯正的后麦弗逊。厂商们当然心知肚明,自己的这个“多连杆”,和正经的多连杆悬架完全两码事。可问题是,多数家用车的前轴正是麦弗逊悬架(麦弗逊用于前悬是很正常的),怎么同样结构放到后轴,就摇身一变成了更“高级“的多连杆呢?


所谓“筷子悬架”这个别名,是因车底可见两根平行的细长拉杆。在很多民间反对者的说法中,又细又长意味着脆弱易损坏,但其实这只是民科性质的无端猜忌,“筷子悬架”的真正短板另有所在。


“筷子悬架”,本质上就是麦弗逊式独立悬架——如今乘用车最常用最主流的前悬架类型——用在后轴时的标准形态。多年前,丰田旧款凯美瑞的后轴使用这种悬架结构时,官方给出的名称是“双连杆悬架”,虽然没直说是麦弗逊,但好歹没去蹭“多连杆”;如今的保时捷718前、后轴皆为麦弗逊结构,于是官方配置表上,后悬架那栏和前悬一样,大大方方写着“弹簧滑柱悬架”(麦弗逊的学名)。


而偏偏到了今天,一些国内厂商在配置表中,开始给这类后悬套上了“多连杆”的名字,绝口不提“麦弗逊”或“弹簧滑柱”。至于媒体报道也有意识无意识的参与合谋,不懂的就直接默许和搬运官方说辞;懂但又不便明说的,只好扭捏称之为“带弹簧支柱设计的多连杆”——俗话说得好,定语老长必有妖。


麦弗逊悬架(MacPhersan Strut)的正式名字,应该叫弹簧减振支柱式独立悬架,因发明人麦弗逊而得名。它是如今最为常见和主流的汽车前悬架类型,但用于后悬架已越来越少。其最大特点,是基础结构相当简单:一体式弹簧减振支柱(也叫滑柱),加上下方的A字形控制臂(下叉臂),over。


提一句,之所以下控制臂要做成A字形,是因为汽车前轮要负责转向。A字形的“尖端”与车轮(其实连的是转向节)单点连接,于是前轮转向时,可以绕着“减振器顶点-A臂与车轮连接点”这根轴线转动(学名叫主销)。


而当麦弗逊悬架用在后轴时,不再需要转向功能,A形下臂就可以被拆开,变成一根垂直纵臂和一根细长横拉杆,前轮的转向拉杆则变成另一根细长横拉杆——这两根细长拉杆就是所谓的“筷子”。


这个所谓的“多连杆后悬架”中,纵臂+“筷子”组成的下部结构,与前麦弗逊悬架的下A字形臂+转向拉杆的下部结构是等价的,区别只是前轮要转向、后轮固定死而已。


上部结构才是真正的重点。所谓的“多连杆”和前麦弗逊悬架完全一致:都是单独一根弹簧减振支柱独撑大局,不再有其他连杆等部件。而利用一体化弹簧减振支柱,来兼顾约束垂直方向以外的车轮自由度,正是麦弗逊悬架的核心要素和辨别依据。

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所以我们说,无管你下面的A形臂改成“筷子”还是改成“勺子”还是改成“叉子”,只要上面依然是单独一个弹簧减振支柱,它就必然属于麦弗逊结构,与真正意义上的多连杆悬架毫无瓜葛。把“筷子”/双连杆/后麦弗逊/弹簧滑柱悬架归为“多连杆悬架”,纯属是一场利用普通消费者对“多连杆悬架”的不了解,强行给自己产品贴金的骗局。


麦弗逊怎么不行?


和正经的多连杆悬架相比,麦弗逊悬架成本低、占空间小、结构简单,而性能表现带有明显的妥协意味,但用于后悬架时尤甚。


因为汽车前轴多了转向功能,前悬架设计时受限更多,一来要照顾前轮转向的角度,二来中间还有个大块头的发动机占地方。于是前轴所能选择的悬架结构本就不多,使用麦弗逊悬架很多时候是没办法的事,睁一只眼闭一只眼也就过去了。


事实上,麦弗逊悬架最初被发明出来,正是为了横置引擎前轮驱动的家用买菜车,帮助它们进一步缩减成本、节省空间。但汽车的后轴不需要考虑转向,空间又相对充裕,所以后悬架再使用麦弗逊结构,就只能说是成本所限罢了。


(左:麦弗逊的弹簧滑柱承受多个方向力)


在如今主流的各类悬架结构中,只有麦弗逊式悬架,其弹簧与减振器是需要承担起一部分车轮导向与定位作用的(所以前文中,我们说“弹簧减振支柱约束车轮”是麦弗逊悬架的判别依据)。


在其他各类“正经”多连杆悬架中,弹簧减振器干弹簧减振器的活儿(垂直方向上的支撑和减振),各个连杆干各个连杆的活儿(除垂直方向外的各方向上束缚住车轮),各司其职。而麦弗逊悬架省掉了大部分连杆(只保留下A臂),弹簧减振器就得负担起双重任务。


空间和成本就是这么省下来的,相应的作为代价,行驶性能也是因此而牺牲掉的。世上的道理大多相通。一个部件兼任双重职责,好处是简单、省地方、省成本,坏处当然是压力大、难周全。

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如果你懒得看详细的解释,这里划下重点,麦弗逊悬架的三个短板:


负外倾角增益特性变化迷惑,结果是不利于提高车辆弯道性能;


侧倾中心与重心形成的侧倾力臂难以缩短,结果是抗侧倾能力难提高;


纵倾中心与重心形成的纵倾力臂难以缩短,结果是刹车点头现象难抑制。


1.吃亏的负外倾角增益


麦弗逊悬架很少会出现在注重驾驶性能的车型上,很大一个原因,是它能提供的负外倾角增益(camber gain)太少。


所谓负外倾角(negtive camber),是指车轮上端向车身内侧倾斜的角度。在车辆过弯时,我们希望随着外侧悬架被压缩程度的增大,外侧车轮的负外倾角能跟着增大。这样可以让外侧轮胎时刻拥有最大化的接地面积,从而保证弯道中轮胎的抓地力。转向时由于车辆重心外移,外侧轮胎的抓地力更加重要。


然而负外倾角增益特性,是麦弗逊悬架天然的短板:


首先,当车轮向上跳动,减振弹簧被压缩时,车轮相对于地面的角度变化是不线性的。其次,车轮向上跳动的行程越大,负外倾角增加得越缓慢(负外倾角增益减小);随着车轮向上,当弹簧滑柱和下臂角度超过90°,负外倾角增益甚至会变为负值(车身继续倾斜压缩悬架,负外倾角反而会减小)。原因其实是很简单的几何问题,不多解释。


而负外倾角增益特性,对于多连杆悬架以及原理相通的双叉臂悬架来讲,情况就要好太多。由于上下皆有连杆,这类悬架只需要调整上、下臂的长度,就可以轻松实现或大或小的负外倾角增益效果。想运动能运动,想舒适能舒适,比麦弗逊强到不知哪里去。


所以大几十万元往上的高端车世界,前双叉臂后多连杆(真正的那种)是生存的基本功。至于麦弗逊悬架,别说后轴了,随着价位和级别上升,前轴都已经容不下它(只有宝马和保时捷等个别例外)。


2.尴尬的侧倾中心


不论是为了舒适还是性能,我们都不希望车辆过弯时侧倾程度过大。车辆过弯时会向外侧侧倾,因为车辆的重心(CoG)在悬架侧倾中心(Roll center/RC)之上,二“心”的高度差越大,侧倾时的力臂越长,也就越容易发生侧倾。所以针对悬架系统而言,要减小侧倾趋势,应适当提高侧倾中心,缩短侧倾力臂。


决定侧倾中心位置的,是悬架系统的几何结构。对你没猜错,这又是麦弗逊结构的天然短板。


麦弗逊悬架的侧倾中心高度,与下摆臂角度、弹簧支柱角度相关。弹簧支柱倾角越大,图中的IC离得越近,IC-车轮接地点连线与中轴线的交点越靠上,侧倾力臂就会越短——前面这句看迷糊了没关系,简单但繁琐的几何问题而已,知道弹簧支柱倾角越大、侧倾趋势越小就行了。


然而这个角度不是想加多少加多少。麦弗逊悬架之所以比其他类型悬架省空间,很大原因便是省去了上叉臂。假如弹簧滑柱向内大角度倾斜,必然侵蚀内侧的车内空间。如果空间上的优势都丢掉,用麦弗逊就没有多大意义了。


也有例外。比如保时捷718跑车前后都是麦弗逊结构,乍一看好像跟比亚迪汉、唐、宋plus等车型是同款?想多了,跑车毕竟是跑车,无需太顾及空间,所以718的麦弗逊悬架,弹簧支柱向内倾斜的角度相当可观。由此获得的负外倾角增益、抗侧倾能力等等,远不是使用前后麦弗逊的轿车、SUV所能同日而语。


所以千万不要看到保时捷也用前后麦弗逊就笑嘻嘻,保时捷是保时捷,你是你。


我们知道,由于重心和惯性,车辆刹车会“点头”、加速会“抬头”。大家也都能想到,要抑制点头和抬头,增加弹簧避震器的硬度不就得了?但这不是能随便加的,弹簧太硬,颠skr人。而少有人知的则是,悬架的几何结构也会影响到车辆抗点头、抗抬头的能力。


和侧倾的情况类似,如果从侧面看,车辆也有一个纵倾中心。纵倾中心通常在车辆重心之后,这两个点间距越大、力臂越长,车辆点头就越难以抑制。和上面讲侧倾的道理类似,麦弗逊悬架要抑制纵倾,需要加大弹簧支柱向后倾斜的角度——然而这个角度也不是想加就加的。角度大了,省空间优势就没了,还用什么麦弗逊呢。


两个不同的方向上,有着相同的尴尬。


这些短板,麦弗逊悬架在作为前悬架和作为后悬架时都会表现出来。但我们说了,前轴用麦弗逊很大程度上是“没办法的事”,而后轴受到的非成本类限制因素要小得多,能不用则应不用。非要用的话,十有八九就是为了省成本。


除了多年前的老车,除了一些很廉价的小车,如今依旧前、后轴皆用麦弗逊悬架的案例,大概只剩下比亚迪的唐、汉、宋plus等等,还有前面提到的保时捷718。但718使用麦弗逊后悬架,因它的发动机是放在后车身,车又很小,后轴空间局促。即便如此,保时捷也用大角度内倾的弹簧支柱,尽可能减小了麦弗逊悬架的劣势。

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更重要的是,明明前后皆为麦弗逊悬架,却趁着市场认知的不到位和模棱两可,硬给后悬架安上一个“多连杆”的名头,就纯属一场擦边球性质的半骗局了。前悬架反正大家都是麦弗逊,那我就写麦弗逊;后轴大家都开始用多连杆了,我也得“多连杆”起来,没有那就硬凑,反正定义本来就模糊。


如今市面上常见的几种独立悬架:麦弗逊、双叉臂、E形多连杆、梯形连杆、五连杆,综合来看麦弗逊只能算垫底(单纯对比结构,不代表具体的应用表现)。除了麦弗逊以外,后面这四个名字,才是真正能称得上“多连杆”的悬架类型。然而在绝大多数官方资料中,你只能看到统整齐划一的三个字,“多连杆”(或者也可能是厂商起的稀奇古怪的名字)。


1.三横一竖的E形多连杆


不甚专业地讲,E形多连杆算是真·多连杆世界中的“入门款”了。名字很直白:因其结构为“三横一纵”的四根连杆,从上往下看形似字母E而得名。E形多连杆有时也被称为四连杆,但这个名字和“多连杆”一样没意义:谁知道你是怎么样的四根杆呢?


这种后悬架结构,正逐渐在中价位车型中流行开来,取代了不少曾用麦弗逊式后悬架的旧车型。前面提到,丰田老款凯美瑞用的是后麦弗逊悬架(丰田叫双连杆,前面提过),而今天的新一代凯美瑞就改成了E形多连杆(然而丰田管它叫双叉臂,你说迷不迷)。


和后麦弗逊有点形似,E形多连杆也有两个纵臂,也被称为control blade;然而不同的是,E形多连杆有三根彼此交错的横向连杆,车轮位置完全由三横一竖四根连杆来束缚,弹簧减振器只承担垂直方向的力,各司其职。


(纵臂上下跳动时会附带前后位移)


作为结构较简单、成本较低的一类多连杆悬架,E形多连杆也有着明显的不足。因为control blade向前伸出较长,顶端无法连接到副车架,只能直接连接车身。没有了副车架这层缓冲,振动和噪声会直接传导至车身。另外control blade的几何运动轨迹,从车侧面看是一个扇形,后轮上下跳动时,难免会附带一定的前后位移,对于后轮的束缚定位不够精细(这一点后麦弗逊也一样)。


2.好用但贵的梯形多连杆


真正意义上体现出“多连杆”优越性的,还得数梯形多连杆和五连杆这两类。


梯形多连杆也被称为H臂多连杆,核心部件是底部一个带有四连接点的H臂或称梯形连杆(下图中黄色),除此之外还会有两根单独的横向连杆(一根蓝色,另一根未做颜色标注),再加上一个被称为integral link的活动导杆(紫红色)。


梯形多连杆后悬架,在高端豪华车上非常常见。蹲在车尾俯下身,你能在各色奔驰、宝马等车底见到它的身影。电动车爱好者也可以一起扬眉吐气,特斯拉Model S和Model X的后悬架,都是标准的梯形多连杆结构,就俩字儿高级。以后跟人聊起特斯拉,不要只知道一个“空气悬架”就没词了,空气悬架只是说把螺旋弹簧换成了空气弹簧,决定其性能基础的,还是悬架系统的基本结构。


梯形多连杆悬架中,仅一个H臂就可以约束车轮在多个方向上的自由度,纵向与横向空间占用都较小,却能实现比较完美的车轮定位控制。但H臂结构需要高刚性,若采用钢制会很重,高端车型有时会动用昂贵的铝材。大尺寸的铸铝中空H臂,对于冲击振动有着很好的吸收过滤效果,天然就适合高端车型。


然而在车型配置表中,名字也只有三个字,“多连杆”。


3.五连杆:新时代大趋势


虽然五连杆是连杆数最多的,却也是最好理解的:任何物体在空间中都有六个自由度(x、y、z轴,平移与翻滚,3×2=6),车轮要允许上下平移(减振器和弹簧伸缩),于是剩下五个自由度需要限制(前轮则是剩四个),每个连杆可以束缚一个自由度,喏,五连杆。


五连杆悬架的连杆(5)和衬套(5×2=10)更多,调校起来拥有很高的灵活性。使用铝材的五连杆重量可以很轻,轻量化方面的优势,可以帮车企应付越来越严苛的排放法规。近几年,奔驰、宝马、奥迪等厂商几乎无一例外,纷纷从梯形多连杆后悬转向五连杆后悬。连杆在车轮上的五个连接点(称为硬点)间距较大,对于瞬时大扭矩特性的电动机适应能力更好,特斯拉在Model 3和Model Y上改用了五连杆后悬。


然而在车型配置表,还是就简简单单三个字,“多连杆”。

来源:虎嗅网

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