雙叉臂對比麥弗遜懸架 高端車"專用"懸架成本到底能貴多少?

提起雙叉臂懸架,在很多人的印象中是高端車型才會配備的懸架結構,而麥弗遜懸架似乎才是經濟實用的首選。然而當年售價僅10萬出頭的國產轎車卻已經有使用雙叉臂懸架的車型了,如今售價不低的豪華品牌也仍有使用麥弗遜懸架的車型。所以兩種懸架到底有什麼樣的區別?成本到底能差出多少錢?



雙叉臂對比麥弗遜懸架——結構、性能差異


在常見的汽車獨立懸掛結構中,雙叉臂懸架被很多人認為是操控性能最出色一類,多數性能車乃至於F1賽車使用的都是雙叉臂的懸架結構。那麼回到我們今天的問題,雙叉臂和麥弗遜到底有什麼不同?



麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成,絕大部分車型還會加上橫向穩定桿。主要結構簡單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成,減震器可以避免螺旋彈簧受力時向前、後、左、右偏移的現象,限制彈簧只能作上下方向的振動,並可以用減震器的行程長短及鬆緊,來設定懸掛的軟硬及性能。



而雙叉臂懸掛的結構就比麥弗遜式複雜得多了,它是由兩根長短不等的A字臂和充當支柱的減震器以及螺旋彈簧所組成的。上下兩根A字臂分別通過球鉸與車輪上的轉向節上下節臂相連,上下A形擺臂負責吸收轉向時的橫向力,而串連的減震器和螺旋彈簧則充當了支柱和轉向主銷的角色,負責控制車輪上下跳動和支撐車身重量。



結構的差異也反映在性能上,麥弗遜式懸掛由於結構簡單所以能夠獲得更輕的重量,響應速度也更快。並且在一個下擺臂和支柱的幾何結構下能自動調整車輪外傾角,讓其能在過彎時自適應路面,讓輪胎的接地面積最大化。不過因為麥弗遜懸架只有一個L型調節臂,所以使用這樣的懸架是無法抑制車身的側傾和剎車點頭現象的。



接下來說說雙叉臂式懸架,雙叉臂懸掛的上下兩根A字臂擁有類似三角形的穩定結構,不僅擁有足夠的抗扭強度,而且上下兩根A臂對橫向力都具有很好的導向作用,上下A形擺臂的長度不相等能讓車輪能夠很好的緊貼地面。因此當雙叉臂懸掛使用在性能跑車上時,它可以很好的抑制車輛在過彎時的側傾,同時,如果使用在SUV上時,它也能夠應付極限越野的路況下所帶來的巨大衝擊。



另外在雙叉臂懸掛結構中,前後外傾角、前輪前束量、主銷內傾角和主銷後傾角的定位參數都是精確可調的,且由於雙叉臂的結構在設計時擁有較高的自由度,工程師可以通過合理安排空間導向桿的鉸接點位置和控制臂長短,將定位參數的變化範圍縮小,從而提升了車輛的整體操控穩定性。


雖然看起來複雜,但其實雙叉臂與麥弗遜在結構上的最主要差異表現在叉臂和減震器上。雙叉臂的減震器一般安裝在下擺臂上面,而麥弗遜減震器一般裝在轉向節上。



了解了兩種懸架的結構、性能差異,我們再來看看為什麼中低端車型會越來越喜歡麥弗遜而不是性能更加出色的雙叉臂呢?


雙叉臂對比麥弗遜懸架——平台化背後的成本問題


如今但凡試駕有追求的車企,就一定在研發自己的平台化模塊,這便是為了適應市場需求,減短新車型研發時間而出現的平台化戰略。



例如大眾的MQB和豐田的TNGA,平台模塊下的車型整車零部件共享比例都相當高。平台化造車可以利用一套底盤平台,僅通過軸距輪距的改變來適應不同的車型,從A級到B級,甚至包括SUV和MPV都能使用。



所以如果這個平台既能選擇麥弗遜又能採用雙叉臂懸架,平台的研發費用會高出不少。於是大多數車企都會選擇結構簡單、成本低,且不佔用太多空間的麥弗遜懸架。而雙叉臂懸掛相對於麥弗遜懸掛,它的結構更複雜,佔用空間較大,成本較高,因此並不適用於小型車前懸掛,此外,定位參數的確定需要精確計算和調校,對於製造商的技術實力要求也比較高。所以雙叉臂懸架註定是不適合車型售價分布廣的大廠商用來平台化生產的。



雖然平台化造車是為了縮短開發周期和節約成本,但其實平台本身的開發費用卻是十分驚人的。大眾在MQB平台的開發應用方面4年來累計投資大約在500億英鎊左右,但如果同一個平台能生產的車型越多,那麼平台的開發費用分攤到各個車型上就會越少。



不過雙叉臂懸架相比麥弗遜懸架,到底能貴出多少呢?


首先我們來看看材料成本。雙叉臂懸架相比於普通麥弗遜懸架,會多一個上擺臂,上擺臂支撐件以及減震器下支架。減震器安裝方面,雙叉臂懸掛一般會多出一個支架,用於連接下擺臂和減震器,而麥弗遜則直接固定在轉向節上。



另外雙叉臂的研發成本也很重要,多出的懸架零件同樣需要經過前期設計、試製、開模等等工序,目前一個真空鑄鋁的懸掛下擺臂開模所需要的花費就可能在500萬元以上了。另外,鑒於雙叉臂懸架的特性,廠家的調教能力尤為重要,調校不好的雙叉臂懸架可能在操控和舒適性上都很糟糕,體驗感受還不如結構簡單的麥弗遜。



算上研發成本和材料成本,同一輛車的懸架在採用相同的材料、工藝的情況下,雙叉臂懸架要比麥弗遜懸架的價格要貴出不少,不過均攤到每一輛車的價格並不太好估算,因為僅從多出的零部件材料來看可能只有幾千元的差價,但背後的研發、開模、調教成本就不可估量了。


雙叉臂對比麥弗遜懸架——雙叉臂懸架正在逐漸消失?


既然雙叉臂天生就比麥弗遜擁有更高的性能,那麼為什麼如今市場上越來越多的中高端車型開始轉向麥弗遜式懸架了呢?強如保時捷911,為什麼使用的也是麥弗遜?



先不說911這樣的極端案例,其實目前市場上已經衍生出了不少基於麥弗遜式懸架改進的懸架結構。



例如寶馬的雙球節,與標準的麥弗遜懸掛相比,雙球節懸架的A形下擺臂換成了一前一後兩根連桿,使得導向機構對車輪定位參數的控制更加精確,同時在合理的布置桿系角度後可以更好的承載側向力。



另外還有通用的hiper-strut、連桿支柱式獨立懸掛等都是麥弗遜式的衍生設計,在加強了橫向穩定性的同時,延續了成本低、空間體積小的優點。在這樣的趨勢下,成本高、技術難度大的雙叉臂式懸架正在慢慢被棄用,不過源於上世紀30年代的經典設計並不會過時,它依舊是性能車們的最愛。