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速腾,断轴版!—扭力梁的奇耻大辱

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紧接着上期内容我们接着聊悬架,上期内容请戳:《扯淡!车上哪有什么独立悬架?》


上期我们为扭力梁(扭杆式)悬架证明了半独立悬架的身份,这期我们就来说说扭力梁界的耻辱——速腾的扭力梁,江湖人称“断轴王”。这号败类很大程度上玷污了扭力梁家族的形象,两台最快的前驱车梅甘娜RS和本田思域Type-R都为此颜面尽失。


然而速腾的断轴是因为扭力梁这种悬架形式的先天不足吗?NO!NO!NO!标致、雪铁龙、丰田、雪佛兰以及大众自家的朗逸,都装配着扭力梁在路上跑的好好的,没听说出什么幺蛾子呀!所以这锅不应该甩给扭力梁,而应该由12款的速腾自己来背。不要怪我太直白,只怪厂家做得出来,不客气地说,断轴现象确确实实是悬架设计上的傻缺造成的。


为啥我开口敢说是设计上的傻缺呢?想知道为什么那大家得听我继续讲。


其实在国家质检总局出具的速腾断轴事件调查报告中,最后有一段结论是这么写的,如上图所示。但《报告》并没有继续详细地展现问题的根本原因,我们今天就来给大家图解一下,为何12款速腾的后轴纵臂抗变形能力较同类结构后轴相对较低。


不怕你们看懂,就怕你们看懂以后去找人抽耳光。


上期文章我们介绍到了,断轴王速腾所采用的悬架类型为这种轴梁式悬架,也可以叫做耦合杆式悬架,请不要嫌弃专业名词多容易搞混,一汽大众当时还给它起了一个更好听的名字,叫做“创新耦合杆后悬”。从事后的效果来看,这名字起的确实还蛮有心意的。


而绝大多数厂商制造的扭力梁悬架采用的都是三种扭杆式悬架中的铰接梁式。包括各种法系车、韩系车、日系车、美系车,选择的都是第三种性能特性介于(a)和(b)之间的H型铰接梁式悬架,以及一汽大众在国内生产销售的第七代高尔夫也是采用了第三种形式(c)。


单凭直觉,问题出在这个悬架形式上的嫌疑就比较大,然而事实上如何呢?我们一点点来做分析。


我们首先来看看最常见的铰接式扭力梁和断轴速腾上的轴梁式扭力梁在结构上存在两项重大的区别:第一个是中间的横杆分布位置不同;第二个是是否存在一根推力杆。这两点,就决定了这两种悬架形在运动、受力以及形变上的诸多差别。看到这里大家先别着急,首先请认清楚,哪个是断轴王的悬架(A),哪个是常见的扭力梁(B),下面会具体展开,保证大家都能看懂。


第一点,我们先来看看横杆位置不同所带来的差别,这个差别会体现在某些工况下,就比如说单边过障碍物的时候。由于A悬架的横杆与轮心位置非常接近,那么单侧轮胎受冲击时纵臂没有办法向另一侧车轮传递扭转运动,但是横杆会传递不少弯矩过去,其结果就是动态响应非常接近刚性轴悬架,两个轮子会朝同一个方向“duang”地倾斜一下。而B悬架的横杆与路面的冲量存在一定的力矩,扭矩可以通过横梁进行传递,于是另一侧车轮受到的影响主要是垂直上下的。


再来看一下,不管是A悬架还是B悬架,连接在车身上的铰接点a、b或者a`、b`都是刚性十足的。我们不妨认为它们的位置是绝对固定的,那么ab和a`b`的长度是固定不变的。然后来看cd和c`d`,cd是一根横梁,长度也是几乎不变的,所以cadb构成了一个闭合的“口”字型框。但c`和d`之间没有直接的连接,c`d`的长度是可以产生变化的,c`a`d`b`形成的是一个开口的“C”字型支架。


那么在整个后轴发生翻转的时候,两对纵梁所面临的受力和变形是不太一样的。耦合杆式悬架的纵臂需要承受很大的扭转变形,而铰接梁式悬架的纵臂弯曲变形只需要等效中间横杆的扭矩大小就可以了。


第二点,就是这根推力杆的差别。要搞清楚这根推力杆的作用,不妨我们先来看看假如没有它,会出现什么问题。


没有这根杆,车辆在左右转向时受到地面对轮胎的侧向力,使刚度不足的后悬架发生左右的偏移,如上图所示,这样的横向晃动会造成后轮的不稳定。所以,想要弥补这个方向上的刚度不足,需要再增加一根横梁附近的杆,一端固定在车身或副车架上,另一端固定在后轴上。这个设计可以弥补横向刚度的不足,但也带来了另一个副作用。


也就是当整个后轴在上下跳动的时候,由于这根推力杆的运动轨迹是个圆弧,所以照样会引起整根后轴在横向上的偏移。ac、bd这对纵臂本应该在这个时候享受难得的悠闲,却硬是在这根推力杆的作用下,被强行掰弯。


以上这两个差别,决定了耦合杆式悬架的两根纵臂,在运动和受力上,是要比铰接梁式悬架的纵臂明显复杂和艰难的。


那么按理来说,速腾的这两根纵臂要面对那么多的困难险阻,应该会长得非常孔武有力吧!


呵呵,你们想多了!扭力梁版的速腾纵臂,长得跟多连杆版的刀臂一样精细,所以,结果也就不意外了吧!


咔咔咔~~


嘎嘣脆!鸡肉味!


包括后来一汽大众官方的打补丁方式,也是在偷偷地暗示大家:“不好意思,第一次做鸡排,炸的太脆了!”


那么第一个问题来了,为什么速腾上的纵臂,不在一开始就做成结实的方管或者圆管呢?


做成这样,确实是有正当理由的,因为悬架是需要设计成有一定的弹性。假如做成非常结实,那么速腾的后悬架会形成一个刚度非常高的边框,就好比拖着一块保险箱门板一样,毫无舒适性可言。


第二个问题,它为什么不做成和其他小伙伴一样,采用铰接梁式的扭力梁呢?是因为懒吗?


对,确实是因为懒!从上面这张图可以看清楚,假如速腾想要改成铰接梁式的扭力梁悬架,那么横杆部分会和油箱的位置发生干涉,这种情形下,更改油箱设计是不可避免的。


为了极大程度地不去触碰“德国原厂”设计,同时又要完美地缩减成本,大众的工程师在这两种要求的夹逼之下,创造出了一鸣惊人的“创新耦合杆式悬架”,油箱可以安然不动,连纵臂的结构都遵循了多连杆版本的设计思路。这种四两拨千斤的设计改动方案,在全部门的掌声之下被迅速付诸实践,立竿见影地为公司带来了巨大的利润,工程师团队在当年还众望所归地获得了公司的降成本大奖。


然后~~嘎嘣!后面的故事就不需要我编给你们听了。


好了,速腾的故事就讲到了这里,作为大众耻辱柱上的重要一笔,它的所作所为也让扭力梁家族蒙羞不轻,明明断掉的不是中间的那根梁,却偏偏要被人误会地叫成“断轴”,扭力梁悬架的弱点压根就不在这些地方好嘛!所以,怪老鼠不怪粥,请大家不要无端鄙视扭力梁。


那么扭力梁悬架究竟有些什么缺点,又可以通过什么方法得到改善呢?下一期,诺诺带大家来了解一下,扭力梁悬架上还可以玩出什么独门暗器。


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