超跑的秘密（三）：错综复杂的悬架系统

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【科技】作为唯一接触地面的车辆部件——轮胎，工程师们经常会在任何路况下对其进行调整和设置，使其达到最大抓地力，从而保证车辆具有出色的驾驶性能和驾驶操控性。连接轮胎和车身的悬挂系统，决定了它能否发挥如此高效率的作用。尤其是对于超级跑车来说，可以想象极致的悬架结构和精准的匹配定位对于车辆的性能有多重要。

●刚度合理的车身是悬架有效的基础。

无论悬挂系统有多复杂，最终都会连接到车身上。如今，铝空结构和碳纤维单壳结构的车身逐渐成为超跑的趋势。它们不仅能有效减轻车身重量，更重要的是提高了车身的刚性，也就是所谓的不易变形的能力，这对于距离超车千里之外的悬架设置来说是极其重要的。

车辆在道路上行驶时，通常无法用肉眼观察到车身的任何变形。但实际情况是车身不断受到来自地面的冲击，同时车辆在各种极端运动状态下也会产生一定的扭曲变形。虽然这个变化可能只有几毫米，但当超出合理范围时，车辆的操控往往会带来“翻天覆地”的变化。

作为矛盾的综合体，车辆总是需要在两个极端之间选择最和谐的“黄金分割”。总之，只有将车身变形控制在合理范围内，才能充分发挥精心调整悬架的潜力。

●悬架的物理结构具有先天的决定作用。

大马力、高扭矩和大范围的持续峰值功率输出都是超跑的基础，但车辆最终的动力释放还是需要通过轮胎与地面的接触来获得回报，良好的悬架设置可以最大化动力的产出。

虽然我们经常说后期调整的重要性，但在设计阶段，悬架物理结构的选择往往对超跑起着先天的决定性作用，这是最重要的。与普通车辆相比，超级跑车对悬架结构和设置的变化更加敏感，因此有必要在合理悬架结构的基础上进行有针对性的调整。超级跑车最适合的悬挂结构是什么？

——双叉臂悬架

双叉臂悬架对每个人来说都不陌生。它可以在许多普通车辆中找到，但同时它也是最适合超跑的悬挂形式。

“标准双叉臂悬架结构”

标准双叉臂悬架由两个A形臂组成。上下“A”形臂负责吸收侧向力。因为三点可以决定一个平面，所以双叉臂作为前悬架时，转向横拉杆作为第三点，作为后悬架时，需要一根横拉杆。在结构上，双叉臂悬架是最强的独立悬架。其中，上下A型臂具有类似三角形的稳定结构，不仅有足够的抗扭强度，而且上下叉臂可以为车辆提供良好的侧向支撑，在高速转弯时可以为车辆提供更精确的定位。

车轮的四个定位参数对车辆的行驶性能，尤其是车辆的操纵性能有很大的影响。在车辆运动过程中，这些数值随时都在变化。一旦超出合理范围，车辆的操纵性能将大大降低。双横臂悬架中的这些定位参数都是精确可调的，由于双横臂结构在设计之初就具有很高的自由度，工程师可以合理设计双A型臂的铰接点和长度，从而减小定位参数的变化范围，从而提高车辆的整体操纵稳定性。

“玛莎拉蒂GT的前后悬架均为双叉臂结构。”

车辆悬架结构的初衷是始终使轮胎与地面的接触面积最大，也就是说，只要车轮定位参数的变化值较小，车轮在运动过程中就能与地面在较大范围内保持一定的垂直角度，从而具有更好的地面接触性能，所以时至今日，前后叉臂式悬架仍然是大多数超级跑车的首选形式。

-多连杆悬架

多连杆悬架通常是指由三个或三个以上连杆组成的悬架结构。由于每个连杆都可以为车轮提供定位，这种悬挂结构可以使车轮有更可靠的行驶轨迹。

以常见的五连杆后悬架为例。它的五个连杆是:主控制臂、前定位臂、后定位臂、上臂和下臂。它们分别向各个方向施力。例如，当车辆左转时，后轮的位移方向与前方向盘的位移方向正好相反。如果位移过大，车身会失去稳定性和摆动性。这时，前后定位臂的功能开始显现，它们主要是约束后轮的前束角，使其在可控范围内；相反，由于后轮前束角被约束在可控范围内，如果后轮外倾角过大，会降低车辆的横向稳定性，因此在多连杆悬架中增加了约束车轮上下的控制臂，一方面可以更好地定位车轮，另一方面也进一步提高了悬架的可靠性和韧性。

因为正多连杆悬架有很多连杆，连杆可以对车轮进行多方面的控制，所以在后期的调整中可以更加精准细致地对车轮进行匹配定位。然而，为了实现从属悬架的耐久性，多连杆悬架总是需要保持连杆不变形和不位移，这在材料使用和结构优化方面非常复杂。

●悬架系统的簧下重量和轻量化

前面我们从结构上简单解读了超跑中常用的两种悬架。接下来，我们将谈谈簧下重量以及轻量化悬挂系统对超跑的影响。

簧下重量通常是指悬架系统中没有弹性元件支撑的质量，一般包括车轮、弹簧、减震器、悬架系统等相关部件。更小的簧下重量也意味着汽车具有更好的乘坐舒适性，悬架系统也具有更好的动态响应能力，从而提高了汽车的操控性。对于超级跑车来说，减少簧下重量是第二个结果。

我们会看到超级跑车使用各种铝制连杆、轻质锻造轮圈、陶瓷刹车盘等等。较轻的簧下重量其实相当于100米运动员穿了一双超轻跑鞋，较小的惯性带来更好的加速性能。那么，除了尽可能减轻材料的重量，还有没有其他方法可以进一步减轻簧下重量呢？

●水平悬挂系统

通常，弹簧和减震器属于簧下重量的范畴，但它们可以通过巧妙的机械结构整合到车身结构中，这就是赛车的水平悬挂系统。

从图中我们可以看到兰博基尼LP700采用推杆水平悬挂系统，其中每个车轮只依靠一根推杆配合硬弹簧设置来支撑车身重量。这种设计的巧妙之处在于，将原本属于簧下重量的弹簧和减震器归入簧上质量的范畴，降低的簧下重量为车辆提供了更宽的调节空空间，使车辆具有更好的操控性。

*调整后----寻求两个极端之间的平衡

全文摘要:

对于超级跑车来说，合理的刚体结构是悬挂系统发挥潜力的前提。然而，如今用于超级跑车的悬架结构主要集中在双叉臂和多连杆结构上，但在轻量化材料和悬架结构的精确匹配定位方面，远远落后于普通车辆。但在追求更极致操控的同时，相信未来水平悬挂系统会更多应用于超级跑车。