问题

为什么跑车或赛车上几乎都采用双横臂而不用多连杆(5连杆)悬架?

回答
跑车和赛车选择双横臂悬架(Double Wishbone Suspension)而非多连杆悬架(Multilink Suspension,通常我们说的“五连杆”是多连杆悬架的一种常见形式)的原因,主要围绕着性能、操控、调校的精确性以及赛车对特定工程要求的适应性。下面我将详细解释其中的原因:

双横臂悬架(Double Wishbone Suspension)的优势:

双横臂悬架是一种非常经典的独立悬架设计,其基本原理是通过两个呈“A”字形或“H”字形的横向控制臂(Wishbone)将车轮与车身连接起来。

1. 优异的轮辋定位和运动学特性(Wheel Locating and Kinematics):
稳定轮胎接地面积: 双横臂悬架最核心的优势在于其能够非常精确地控制车轮在悬架行程中的定位。通过精心设计两个横臂的长度、角度以及连接点的几何关系,可以精确控制车轮的倾角(Camber)和束角(Toe)在车轮运动(压缩和回弹)过程中的变化。
优化接地面积: 在转向和过弯时,车轮受到侧向力。双横臂悬架可以通过调整其几何设计,使得车轮在压缩时产生适当的外倾角(负外倾),这样可以使轮胎的接地面积在侧向力作用下保持最大化,从而提供更好的抓地力。同时,束角的变化也可以被精确控制,以提高转向响应和稳定性。
低侧倾中心(Low Roll Center)和转向浮动特性(Steering Floating): 双横臂悬架允许工程师设计一个较低的侧倾中心。低侧倾中心意味着车身在过弯时产生的侧倾量相对较小,这有助于提高车辆的操控稳定性和驾驶者的信心。此外,通过设计,双横臂悬架还可以实现所谓的“转向浮动”特性,即车轮的转向角度会随着悬架的运动而发生一定的辅助调整,这有助于在不同路况下提供更佳的转向手感和响应。

2. 高刚度和强度(High Stiffness and Strength):
结构紧凑而坚固: 双横臂悬架使用两个坚固的横臂来支撑车轮,这种结构本身就非常刚性,能够有效地抵抗路面冲击和车辆行驶产生的各种载荷,不易发生形变。
适应高G值: 跑车和赛车经常需要承受极高的侧向G值、纵向加速和刹车力。双横臂悬架的坚固结构能够承受这些巨大的载荷,并保持轮辋的精确定位,这是实现高性能的关键。

3. 精确的调校和可设计性(Precise Tuning and Designability):
可控参数多: 双横臂悬架的几何参数(如横臂长度、连接点位置、转向节设计等)提供了丰富的调校空间。工程师可以通过改变这些参数来精细调整车轮的运动学特性,以适应不同的赛道、驾驶风格和轮胎特性。
独立控制: 在某种程度上,双横臂悬架的两个横臂可以被看作是相对独立的功能单元,可以独立设计以优化其在不同方向上的受力表现。

4. 与轮胎的协同工作(Synergy with Tires):
最大化轮胎潜力: 高性能轮胎是跑车和赛车抓地力的关键。双横臂悬架的设计目标就是让轮胎发挥出最大的潜力。通过控制倾角和束角,确保轮胎在各种工况下都能获得最佳的接地压力分布和接触斑,从而实现最大的抓地力和最快的圈速。

5. 相对简单的设计(相对而言):
虽然复杂的双横臂悬架调校起来非常精细,但其基本结构相对多连杆悬架而言更直观一些。工程师更容易理解和分析其运动学特性。

多连杆悬架(Multilink Suspension)的特点与在跑车/赛车上的考量:

多连杆悬架通常有三个以上的控制臂(连杆),通过复杂的几何组合来控制车轮的运动。它非常擅长在保持舒适性的同时,提供良好的操控性。

1. 卓越的舒适性和路面适应性:
多连杆悬架能够更好地吸收路面不平整带来的冲击,提供更柔和的乘坐体验。这是多连杆悬架在许多家用轿车和SUV上普遍使用的原因。
它可以更好地在不同路况下保持轮胎的良好接触,提升行驶的平顺性。

2. 更复杂的几何关联:
多连杆悬架的优点在于通过多个连杆的联动,可以实现非常复杂和精细的轮辋定位控制,例如可以独立控制倾角、束角、后倾角等多个参数,甚至可以在行程中实现某些参数的变化,以优化操控和舒适性。
然而,这种复杂性也带来了设计和调校的难度。一个连杆的改变可能会影响到其他多个参数,需要非常精密的计算和大量的实测来达到理想效果。

3. 在赛车上的局限性:
舒适性并非首要目标: 赛车的首要目标是速度,而非乘坐舒适性。因此,多连杆悬架在提供舒适性方面的优势在赛车领域变得不那么重要。
调校的复杂性和不可预测性: 尽管多连杆悬架提供了更多的调校可能性,但在赛车环境下,工程师往往需要非常快速和精确地调整悬架以适应不断变化的赛道条件和轮胎衰减。双横臂悬架的几何参数相对更容易理解和调整,并且其运动学特性在高性能应用中表现更为直接和可预测。
潜在的刚性不足(相对于双横臂): 为了实现多连杆悬架的复杂功能,它通常需要使用较多的连杆和球头。如果这些部件的刚性不足,或者设计不够精巧,可能会在承受高G值时出现形变,影响轮辋的精确定位,这对于追求极限性能的赛车来说是不可接受的。虽然现代多连杆悬架也可以做到非常高刚性,但整体结构复杂度可能带来更高的工程挑战。
重量和包装: 多连杆悬架由于其结构组成,通常比双横臂悬架更重且占用的空间更大。在追求极致轻量化和优化车身结构布置的赛车领域,这可能会成为一个劣势。
转向柱和转向机的集成: 在前悬架设计中,多连杆悬架的转向柱和转向机往往需要与多个连杆进行连接和协调,这会增加设计的复杂性,并且可能会在转向过程中引入一些额外的力矩传递或虚位。

总结:

总而言之,跑车和赛车之所以偏爱双横臂悬架,是因为:

双横臂悬架在控制车轮运动学特性方面具有先天优势,能够精确控制轮胎的倾角和束角,最大限度地提升抓地力和操控性。
其结构更直接、更易于理解,并提供了丰富的调校空间,让工程师能够更精确地为特定赛道和驾驶需求进行优化。
双横臂悬架的刚性和强度能够更好地承受赛车所面临的极端载荷。

虽然多连杆悬架在理论上也能实现高性能,但在赛车领域,双横臂悬架的直接、可控、高刚性以及优异的轮辋定位能力使其成为更受欢迎和更有效的选择。当然,现代赛车悬架技术也在不断发展,一些高端赛车也会采用经过高度优化的多连杆设计,但双横臂仍然是许多高性能车辆的首选。

网友意见

user avatar

挺简单的问题,咋就说不明白了……

双叉臂就是五连杆,五连杆就是双叉臂,都一码事。

(赞的多了得补充一句,这么讲主要是原理相通方便理解)

我知道这说法可能很多人听着不能理解,下面解释。

题主问的是“为什么用双叉臂(双横臂/双A臂)而不用多连杆(五连杆)”,这必然问的是后轴了;题主既然知道加个括号五连杆,想必也知道四连杆五连杆梯形连杆都可以叫“多连杆”。那么很好,问题好解释了。

这是86/BRZ的后悬架,官方定义是双叉臂(确实也是)。

标注一下,上方这个Y字型是上叉臂(红),下叉臂被分解成了两根(蓝),再加一个Toe杆控制束角(黄)(放在前轴就是转向拉杆)。

这其实已经不算是标准意义上的双叉臂,因为下叉臂被分解成了两根独立连杆。

如果是前轴:

拆分叉臂会将主销下点向外推,形成虚拟主销,主销内倾角增大,主销延长线接地点更靠外,主销偏距更小。

如果下叉臂没分解,比如让下叉臂变成下图中“蓝(左)+紫”,主销下点的位置就是紫色圆点。把下叉臂拆开,变成两根蓝色线的位置,主销下点向外推(下图白色箭头)。

因为上叉臂没有拆分,主销上点并没有变化,主销下点被向外推,主销内倾角度增大,主销延长线与地面的交点向外移动,更加接近轮胎中心线,主销偏距减小(下图白色箭头)。

OK,由于后轴无需转向功能,无所谓注销位置,

所以对于后轴:

现在把上叉臂也分解成两根独立连杆,红色Y字变成两根红线(下图白色箭头),就得到了五连杆(2红2蓝1黄)。

比如这样:

下面是雷克萨斯LFA,后轴多连杆(五连杆)结构。

下方视角,可以很明显看出下方两根摆臂是分开的,有了上面的经验应该不用标注了吧:

至于上面部分,也很容易看到彼此分离的两根上摆臂(下图红+蓝):

我们再看一下标准的(上下叉臂皆不拆分的)双叉臂,比较一下区别,红色是主销轴线:

当然不只是后轴可以这么拆着玩儿,奥迪举手表示前轴我也可以:

于是——奥迪就管自己这种上下都拆的双叉臂,连带着转向拉杆算一杆,叫做五连杆了。MLB Evo后轴用的也是五连杆,于是官方定义为前后五连杆。

行,你爱叫什么叫什么吧。

但通常来讲,我们还是习惯把这种玩意儿依然叫做“双叉臂”的。这也有道理,不然奔驰那种上臂不拆、下臂拆的前双叉臂叫什么?“单叉臂+三连杆(下臂拆出俩杆+转向拉杆)”吗?

再来拓展一下,叉臂拆分之后的两根杆不光可以分开,把主销上点向外推,还能向内推。这是奔驰S级W222的后轴,五连杆,上方的两根连杆变成交叉布置,主销上点(红蓝交点)更加靠内:


所以其实根本没有所谓“五连杆后悬更常用于豪华轿车、双叉臂后悬更常用于跑车赛车”,归根结底是一码事,看你想不想把叉臂拆开,以及——只拆下叉臂还是上下都拆,拆完是两根分开还是两根交叉。

对于前轮,叉臂拆成两根,会将主销轴线向外推,一般能减小主销偏距,减小磨胎半径;像奥迪这样前悬架上下都拆,更适合前轮动力较大的全时四驱,但是会影响转向手感。


不过我们讨论的是后轮,主销的影响基本可以忽略。

后轮不需要负担转向功能,其实天然就适合拆成五连杆而不是标准的双叉臂。对于大马力后驱车,五连杆在转向节上有五个间距较大的硬点(而标准双叉臂只有三个),相对更容易控制绕Y轴滚转的自由度。这也是为何今天纯电动平台(MEB、PPE、E-GMP等)纷纷使用五连杆后悬的原因之一。

但五连杆相比双叉臂,球节/衬套数量从8个增加到了10个,这部分成本更高了,五个硬点的转向节也更复杂,但对复杂调校和NVH有好处。不拆叉臂或部分拆分的双叉臂后悬,如果是大马力后驱,对连杆尤其是束角控制臂的强度和刚度要求比较高,但车轮几何调整起来更快捷更简便,并且占用空间也比五连杆要少。


我的理解:五连杆(乃至梯形连杆)(相对)更适合看重原厂表现和兼顾NVH品质的车型,而双叉臂后悬更适合需要不断调整、后轴空间有局限的需求。

几个后真·双叉臂的例子:

髪国小跑Alpine A110

本田S2000

几个后多连杆的跑车例子:

Laferrari(梯形连杆)

918(五连杆,其实是上下拆分的双叉臂)

类似的话题

  • 回答
    跑车和赛车选择双横臂悬架(Double Wishbone Suspension)而非多连杆悬架(Multilink Suspension,通常我们说的“五连杆”是多连杆悬架的一种常见形式)的原因,主要围绕着性能、操控、调校的精确性以及赛车对特定工程要求的适应性。下面我将详细解释其中的原因: 双横臂悬.............
  • 回答
    路边开门伤人事故的频发,确实让人不禁要问:为什么我们常见的家用汽车,不像跑车那样设计成向上或斜上开启的车门呢?这其中牵扯到的原因远不止成本一个方面,而是涉及到车辆设计、安全性、实用性以及市场接受度等一系列复杂考量。首先,我们来聊聊向上或斜上开启的车门(俗称“鸥翼门”或“剪刀门”)的优势。最直观的好处.............
  • 回答
    过去,运动界和跑步爱好者中流传着一个“真理”:跑步时用前脚掌着地才是最有效率、最不容易受伤的姿势。然而,近些年,我们观察到越来越多的跑者,尤其是在高速跑步时,会不自觉地采用后脚掌或全脚掌着地的方式。这究竟是怎么回事?是技术在进步,还是人们的观念在转变?要弄清楚这个问题,我们得从几个方面来掰扯掰扯:1.............
  • 回答
    问出这个问题,说明你也是个对车有追求的人!确实,在新能源技术飞速发展的今天,跑车领域,尤其是那些极致性能的代表,却依然“固执”地坚守着汽油内燃机,这背后可不是简单的“怀旧”或者“跟风”,而是有一系列深刻的原因,是工程师们在无数次测试、调校、甚至是在赛道上的血泪史中,一步步做出的选择。1. 声音与灵魂.............
  • 回答
    嘿,跑团圈的朋友们!咱们聊点实在的。有没有想过,在桌面上复刻那些让你热血沸腾、魂牵梦绕的传统JRPG体验?那种收集装备、升级技能、踏遍大陆、拯救世界的套路,不只是游戏,它是一种情怀。今天,我就想跟大家掰扯掰扯,看看咱们跑团圈里,有没有什么规则或者模组,能把这份“JRPG感”给拉满。首先,咱们得明确一.............
  • 回答
    我为什么会买跑车?这个问题,说实话,也不是一拍脑门的事。它是一系列情感、渴望和对生活方式选择的交织,最终指向了那个低矮、流线型的身影。首先,最直接的理由,也是很多人会想到的,就是那种极致的驾驶体验。我不是那种追求速度到不要命的人,但跑车带来的那种人车合一、路随心动的掌控感,是其他任何车辆都无法比拟的.............
  • 回答
    我们来聊聊麋鹿测试,顺便也说说为啥那些动辄几十万的跑车,在麋鹿测试里往往还不如一辆 GK5 飞度。这事儿说起来还挺有意思的,也挺能体现汽车设计和调校的一些门道。 什么是麋鹿测试?它测试的是啥?首先,得明白麋鹿测试(Moose Test),也叫“蛇形绕桩测试”。这个测试的设定非常直观:1. 场景模拟.............
  • 回答
    要说跑车高速上几乎看不到,这说法其实有些绝对。只是相较于普通家用车,跑车在高速公路上的出现频率确实要低不少。这背后可不是简单的“没钱买”或者“舍不得开”这么简单,而是牵扯到很多现实因素的综合考量。首先,最直观的当然是价格和使用成本。跑车,尤其是那些真正能称得上“跑车”的家伙,价格就不是普通人能轻易承.............
  • 回答
    美系跑车在追求极致性能的道路上,确实有过不少“负重跑”的经历。这可不是简单地往车里塞沙袋玩,而是在赛道工程和车辆调校中,一种颇有讲究的策略。我们不妨深入聊聊,为什么有些美系跑车会这么做,以及背后的逻辑。首先,我们要明确什么是“负重跑”。 在赛车领域,“负重跑”通常指的是在测试或调校阶段,有意在车辆的.............
  • 回答
    说到超级性能跑车,路特斯(Lotus)的名字你几乎不可能绕开,就好像谈论星空离不开璀璨的星辰,讨论艺术离不开大师的笔触一样。这不仅仅是因为路特斯拥有悠久的历史,更深层的原因在于它骨子里那份对极致驾控的执着追求,以及由此塑造的独特品牌哲学。你可以想象一下,当你在路上看到一辆线条流畅、姿态低趴的跑车,它.............
  • 回答
    “冷门”这个词用在轿跑车身上,其实也挺有意思的。咱们得先弄清楚这个“冷门”到底是指什么。如果说的是销量,那确实,相比SUV或者传统的家用轿车,轿跑车在绝对数字上不算特别庞大。毕竟,轿跑车的设计取向就决定了它不可能是“全民皆宜”。它更注重的是个性和驾驶乐趣,后排空间、舒适性这些传统消费者关心的点,在轿.............
  • 回答
    这个问题挺有意思,也触及到了中国汽车工业发展过程中一些核心的挑战和决策。要说中国为什么“不生产廉价颜值跑车”,我觉得更准确的说法是,目前中国市场和产业发展阶段,还没有能力或意愿大规模、可持续地推出这类产品。这里面涉及的因素很多,我们不妨掰开了揉碎了聊聊。首先,得先定义一下“廉价颜值跑车”到底是个啥。.............
  • 回答
    这个问题很有意思,也触及到汽车发动机技术中一些颇为微妙的权衡。很多人认为直喷技术能提供更优的性能和燃油经济性,为什么很多高性能车,尤其是那些追求极致驾驶乐趣的跑车,反而青睐多点电喷呢?这背后其实是工程师们在不同目标之间仔细权衡后的结果。首先,我们得弄清楚多点电喷(MPI)和缸内直喷(GDI)各自的原.............
  • 回答
    说起“好玩儿不贵”的跑车,大家心里可能都会涌现出一堆经典的画面:年轻时攒钱买的第一辆马自达MX5,穿着牛仔裤、开着本田S2000在山路上飞驰的兴奋感,或是那辆随时能让你嘴角上扬的丰田GT86。这些车,它们可能没有惊世骇俗的动力,没有极致的操控极限,但它们身上有一种说不清道不明的“乐趣”,一种纯粹的驾.............
  • 回答
    谈到“平价跑车”,这四个字在中国汽车市场一直是个有些敏感的存在。我们国家不乏汽车工业的蓬勃发展,SUV、轿车、新能源车百花齐放,甚至在一些细分领域,比如新能源汽车的智能化和电动化方面,中国品牌已经走在了世界前列。但要说一款真正意义上的、能够被大众消费者接受的“平价跑车”,似乎总是缺了那么一点点火候。.............
  • 回答
    “跑车那种薄的轮胎那么好看,为什么不普及呢?” 这个问题我听到过不止一次,这背后其实藏着一笔关于性能、舒适、成本和安全的多账本。咱们不妨掰开揉碎了聊聊。首先,你说跑车轮胎“好看”,这绝对是事实。那种低扁平比,仿佛是给轮毂量身定做的一件贴身晚礼服,轮胎侧壁极薄,直接将轮毂的造型和尺寸展露无遗。配合上大.............
  • 回答
    这问题很有意思,也触及了汽车工业里一些挺核心的东西。为什么日本能在低成本跑车领域做得那么溜,而欧美在这方面似乎总有些“水土不服”?咱们掰开了揉碎了聊聊。首先得明白,汽车生产可不是简单地把零件组装起来这么回事。里面牵扯到设计理念、成本控制、供应链管理、市场定位,甚至是文化基因,一环扣一环。一、 日本的.............
  • 回答
    知乎上关于“马自达造买菜车中的跑车,本田不是”的讨论,其实是一个挺有意思的话题,里面涉及到很多关于汽车品牌定位、技术理念以及用户情感的解读。如果要详细讲清楚为什么会出现这种普遍的看法,咱们得从几个方面掰扯掰扯。一、 技术哲学与驾驶乐趣的“魂动”首先,马自达从骨子里就透着一股“不走寻常路”的劲儿。他们.............
  • 回答
    这个问题问得很有意思,也触及到了汽车设计和市场定位的很多方面。简单来说,轿车不把外壳设计成跑车的样子,不是因为卖不贵,而是因为它们的目标客户、使用场景、性能需求以及成本考量都与跑车截然不同。强行套用跑车的外形,反而会适得其反,不仅卖不出去,而且也失去了轿车本身的价值。咱们来一层层地剖析一下:1. 目.............
  • 回答
    “中国很强大,为什么造不出超级跑车?”这个问题,我想很多人都纳闷过。毕竟,咱们国家如今在高铁、航天、通信这些领域,早就站在了世界前沿,甚至可以说是引领者。那为什么一提到超级跑车,大家脑子里浮现的还是法拉利、兰博基尼、保时捷这些意大利、德国、美国的牌子?这事儿吧,得从几个方面掰扯掰扯。一、 历史积淀和.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有