在汽车悬挂系统中,双叉臂与多连杆无疑是最引人注目的两种设计。这两种高性能悬挂系统常常被装配在高端车型上,尤其是那些拥有4或5连杆结构的车辆。然而,多年来,关于哪种悬挂系统更出色的讨论从未间断。一部分人认为双叉臂悬挂更优,理由是众多运动车型和超跑都采用了这种设计;而另一部分人则倾向于多连杆悬挂,因为许多顶级豪华车也配备了这种悬挂系统。
因此,长期以来形成了这样的观点:双叉臂悬挂更适合运动,而多连杆悬挂则更注重舒适性。但事实果真如此吗?双叉臂悬挂是否真的比多连杆更运动?多连杆悬挂是否就一定比双叉臂更舒适?实际上,这只是对两者的一种模糊理解。例如,劳斯莱斯古思特前后都采用双叉臂设计,而跑车魅影则在前部使用双叉臂,后部采用多连杆。实际上,多连杆悬挂可以看作是双叉臂悬挂的一种变体。
为何要使用真·双叉臂这一术语?原因在于现代双叉臂悬挂的变种繁多,例如结构相似但命名不同的悬挂系统,如丰田称之为双叉臂,而奥迪则称为5连杆。真·双叉臂悬挂指的是最原始、最纯粹的双叉臂设计,与经过改造的双叉臂悬挂存在显著差异。
双叉臂悬挂的命名:汽车并非由我们发明,因此汽车本身就是外来品,其零部件的命名也多为外来词汇。我记忆中,上世纪90年代的一些汽车教材将双叉臂悬挂称为双摇臂悬挂。这些外来词汇的命名取决于最初翻译它们的人,命名方式并不重要。后来,双叉臂悬挂的命名演变为双横臂、双A字臂、双人字臂等,尽管名称各异,但它们本质上都是同一种设计。
真·双叉臂悬挂结构:如图所示,这是最标准、最纯粹的双叉臂悬挂(尽管这是某赛车的悬挂结构,但看起来更清晰,民用车双叉臂结构与之类似)。一个典型的判断方式是观察上下两组臂(不一定非要是叉形状,形状也不一定一致)是否保持平行状态并与羊角连接。上图中的上下两组臂保持平行状态并与羊角连接,因此这是典型的双叉臂悬挂!
随着悬挂技术和理念的不断发展,原始结构的双叉臂悬挂也逐渐出现了演变。由于上下两组叉状摆臂相互平行、横着布置,占用空间大且不够灵活,因此可以将上下两组叉状摆臂拆分。如图所示,上叉臂被拆分成两个连杆,下叉臂也被拆分成两个连杆。这样就构成了4连杆。由于这是前悬挂,必然需要一个负责转向的转向拉杆,至此,由两组叉臂拆分的4根连杆加上转向拉杆构成了“最有排面”的5连杆悬挂!
当然,如果是后5连杆悬挂,其结构原理几乎一致,只是前5连杆中的转向拉杆被一根平衡杆所替代,这样就构成了后5连杆。从本质上看,它与真·双叉臂悬挂非常相似,都是上下两组臂环抱着减震套筒(形似),只是双叉臂的每组臂是叉状一体的,而5连杆的每组叉状臂则是由两根连杆构成。奥迪5连杆存在的争议在于,很多车友不认为转向连杆算作一杆,因此也有叫4连杆的,但这都是无可厚非的,都有其道理!
如今,这类演变型双叉臂悬挂的命名千奇百怪,如图所示,这是斯巴鲁BRZ/GT86的前悬挂,丰田/斯巴鲁将其命名为双叉臂式悬挂。但从图上看,上叉状摆臂是一个整体,没有争议,但下方叉状摆臂被拆分成两部分(被减震套筒挡住的部分,我标注了箭头),且拆分角度特别大(大劈叉一般);下图这个则是上下摆臂完全拆分,但无论是真·双叉臂还是演变的5连杆悬挂,它们的羊角形状都差不多!
为什么很多运动车型,尤其是超跑都采用双叉臂悬挂?原因其实很简单,因为上下两组摆臂可以保持平行状态并与羊角连接,从而防止或减轻车轮与地面接触面积发生改变。如图左侧是经典的麦弗逊结构,只有下摆臂连接羊角,因此车轮在极限状态下更容易出现内八字或外八字等非正常状态(注意是更容易出现,而不是一定出现),但双叉臂则不然!
双叉臂上下摆臂与羊角平行连接,如图更为直接,无论车轮如何跳动,车轮与地面的接触面积都不会改变(或变量小),这就是双叉臂悬挂的最大优势。与5连杆相比,真·双叉臂对空间要求大,而可拆分的5连杆更容易调整布局;但从真·双叉臂转换成5连杆悬挂后,球节(衬套)从8个增加到10个,转向节也变得更加复杂;很容易导致簧下质量增加、成本提高,因此对于那些性能车、超跑而言,大多使用结构最原始的双叉臂悬挂!
总而言之,双叉臂悬挂是最原始的悬挂,由上下两组叉状摇臂所组成(也叫双摇臂、双横臂、双A臂等等);将一组臂拆分,可演变成三球铰,而两组臂都拆分可形成四球绞;因此,不要说5连杆一定比双叉臂更高级,那只是双叉臂的不同表现形式罢了;并不是说双叉臂一定运动、5连杆一定舒适,只不过是相对而言这两者的先天优势更大,不过在调校能力、以及钞票能力的作用下,扭力梁、麦弗逊同样也可以变得出色!