麦弗逊式独立悬挂由于结构简单、成本较低,所以在家用车中得到了广泛的使用。与其他独立悬挂相比,麦弗逊式独立悬挂的性能上限并不高,再加上一直被冠以“低成本”的名号,所以很多人印象中麦弗逊式独立悬挂就代表没有操控性。
但现实中还真有一些例外情况,比如WRC拉力赛,赛车在各种复杂的路面上飞速行驶,按理说赛车对操控的要求是非常高的。而现实中很多拉力赛车却都选择了麦弗逊式独立悬挂。而且人家还“丧心病狂”地在前后桥都用上了。
这下问题就来了:都说麦弗逊式独立悬挂操控不好,为啥平均车速上百的拉力赛车却这么热衷于麦弗逊式独立悬挂呢?
想弄明白这个问题,我觉得有必要再来认识一下麦弗逊式独立悬挂。
上图就是一个麦弗逊式独立悬挂的结构示意图,它最大的特点就是弹簧套在减震器上构成一个整体的支柱,支柱一头连在车身塔顶上,另一头连在车轮的转向节上,转弯的时候减震支柱也要跟着一起转动。所以只要你看到一个悬挂它的减震和弹簧是同心设计,而且直接连在车轮上,那它就是麦弗逊式独立悬挂了。
比如上面这辆赛车的后悬挂,可以看到弹簧和减震器是同心设计,共同组成减震支柱,而且支柱上部分连着车体,下部分连着后轮羊角,这就是标准的麦弗逊式独立悬挂。
麦弗逊式独立悬挂的缺点就是弹簧减震组成的支柱不仅需要承担路面冲击,而且还要承担一部分车轮的侧向力。而承担侧向力的时候减震支柱其实是被外力硬掰着的,这会导致减震器活塞与减震筒的摩擦力增加,影响减震阻尼特性。
而且麦弗逊式悬挂的车轮在向上运动时其外倾角改变很小,这就导致转弯时的车身侧倾会导致外侧车轮不能很好地接触地面,丧失一部分抓地力。
既然麦弗逊悬挂有这么多缺点,为何拉力赛车还坚持使用呢?下面我们就可以结合实际情况来分析了。
拉力赛与场地赛不同,它不是在场地内绕圈子,而是开着赛车在规定的长距离路线上长途奔袭,从握住方向盘的那一刻开始开始车手一刻都不敢松懈。
由于赛道路况复杂,而赛车又开得很猛,所以中途难免会出现车辆的损伤,这时候就需要尽快维修,尽量降低维修对成绩的影响。而麦弗逊式独立悬挂由于结构简单,所以在维修的时候会更加方便。
如果你给F1赛车装个麦弗逊式独立悬挂,那绝对会拖垮车队的成绩。因为F1跑的是场地,赛道都是精心修建的柏油路面,路面摩擦系数很高。
所以F1赛车需要使用更高级的悬挂系统来优化在转弯、刹车、加速时轮胎与地面的接触角度,以保证任何状态下车轮都能与地面获得足够多的接触从而提高抓地力,这样车手才能把车辆的动力发挥到极致,获得更快的速度。
想要达到这样的效果,就需要让弯道外侧的悬挂在压缩的同时可以让车轮有向内倾斜的趋势,用专业术语描述就是车轮外倾角应该有向负方向变化的趋势,这样轮胎才能在跳动的同时尽可能多的去贴紧地面。
而麦弗逊悬挂偏偏缺少这个特性,它在压缩的时候轮胎外倾角改变量极少,在剧烈转弯时不能很好地适应路面,结果无法获得更大的抓地力,这也是人们说麦弗逊操控差的主要原因。
但拉力赛就不一样了,一路上有很多土路、碎石路,在这种路上就别提什么摩擦系数了,起步刹车时的打滑、过弯时轮胎的侧滑都是不可避免的,汽车永远都是游走在失控的边缘。这时候麦弗逊悬挂车轮外倾角改变量小的特点反而发挥了大作用。因为在转弯的时候悬挂被压缩,但车轮在垂直方向的角度几乎不变,这样轮胎侧面反而更容易攻入松软的砂石和泥土里,从而获得更直接的侧向支撑力。
路感简单来说就是驾驶员通过车辆震动、位移等感受信息获取路面状况,对于拉力赛来说路面状况千变万化,良好的路感有助于车手更精准地控制车辆。
而麦弗逊悬挂的减震支柱上端连在车头塔顶,这是一个距离驾驶室非常近的位置。支柱另一端连在转向节上,这是非常靠近车轮的位置。这样在行驶中车轮受到路面的任何冲击力都会更快且几乎毫无保留地传递给支柱,再由支柱直接传递到车辆前部更靠近驾驶室的塔顶,这样驾驶员对路面冲击的感受就更直接和迅速,路感也就越清晰。
由此可见麦弗逊悬挂虽然有一些不足,但对于拉力赛车来说这些不足在比赛中反而是加分项目,更有利于比赛。再加上拉力赛车都是经过极致轻量化设计的,还都是四轮驱动,而且其在悬挂的选材用料上自然也更加高端,这都可以弥补悬挂的一些短板。所以拉力赛车使用麦弗逊悬挂也就不足为奇了。