前置前驱性能车价格亲民、易于驾驶但又充满乐趣,高尔夫GTI、思域Type R、福特福克斯RS等经典车型在世界范围内收获了一大批拥趸。
但推头、扭矩转向等自身结构所带来的限制,一度掣肘了其发展,电控限滑差速器的出现再次将其拉回了车迷的视野中,可扭矩转向所带来的“诡异”操控以及对动力的限制,仍旧成为了前置前驱性能车无法逾越的障碍。而双轴线麦弗逊悬架的出现,再次拯救了这一独特的性能车类别。
想理解双轴线麦弗逊悬架的神奇之处,只需记住一句话“力臂越短,受力越小”。
首先我们来看扭矩转向是如何发生的,对于前置前驱车而言,紧凑的布局普遍导致了半轴的不等长。
而由于车轮随着路况变化,轮轴与驱动轴的位置也会产生相对变化,左右半轴为了适应动力输出端与输入端相对位置的变化,也会产生角度。
半轴越短,角度越大,而由于万向节在动力传动过程中会使半轴因自身转动惯量产生甩动,而这种甩动随半轴角度增加而变大,也会导致车轮承受横向作用力。
同时,半轴动力的输入端为差速器,与车身采用刚性连接,因此半轴甩动产生的横向作用力将施加于车轮之上。
但仅是存在横向作用力尚不足以产生扭矩转向,前轮所兼负的转向工作为扭矩转向提供了另一大诱因——力臂。
产生扭矩转向的力臂也被称为轮心主销偏移距,是车轮转向过程中的旋转中心到车轮中心点的距离,其中车轮转向过程中的旋转中心被称为转向轴线,而主销则决定了转向轴线的位置。
受车轮结构限制,主销与车轮中心无法重合,因此力臂必然存在,当半轴甩动的力施加在车轮上时,配合轮心主销偏移距就构成了驱动力臂,致使扭矩转向产生。
从双轴线麦弗逊悬架的结构来看,相较于传统麦弗逊悬架,其在转向节位置加入了独立主销,并更加靠近车轮,缩短了主销至车轮中心点的距离,达到了减小驱动力臂的目的。
此外,除半轴会对车轮动态产生影响以外,制动时地面对车轮产生的反作用力,以及车辆动态载荷变化产生的车轮外倾角变化也会产生类似结果,但此处产生的是制动力臂。
制动力臂主要由地面对车轮的反作用力,以及转向轴线与地面的交点到车轮接地中心所组成,后者被称为主销偏距,通过加大主销倾角便可有效减小主销偏距,有时甚至会设定为负主销偏距,以求抵消制动时地面对车轮的影响,但这也意味着对机舱空间有着更高要求,同时也会使转向轻便性受到影响,而双轴线麦弗逊悬架同样很好地解决了这一问题。
更值一提的是,双轴线麦弗逊悬架的独立主销,还将悬架压缩时地滑动轴线与车轮转向轴线进行了解耦,大大提高了此处几何设计的自由度,可以更好地兼顾悬架性能,其名称也由此而来。
写在最后:
双轴线麦弗逊悬架既抵消了由半轴以及万向节所造成的扭矩转向问题,又在几乎不占用额外空间的情况下优化了传统麦弗逊悬架的结构劣势,这也是其优于改变变速箱布置高度、平衡左右半轴刚度,以及通过加入中间轴平衡半轴角度等降低扭矩转向措施的原因。
(封面及文中图片均来源于网络 侵删)