時(shí)間:2022-02-15 14:59:14 來源： 閱讀次數(shù):1723
在懸架被發(fā)明的時(shí)候，其實(shí)人們不過是希望讓乘坐能夠變得更加舒適一點(diǎn)。而在這個(gè)出發(fā)點(diǎn)下，彈簧可謂是懸架的精髓了。要知道，最初的懸架是板簧結(jié)構(gòu)的，并沒有獨(dú)立的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和阻尼器。那么，彈簧是怎么擔(dān)當(dāng)起“讓人舒服”這一重任的呢？
從能量的角度說，彈簧屬于是“儲(chǔ)能元件”。它跟減振器不一樣，減振器屬于“吸能元件”，能過把振動(dòng)的能量吸收一些，從而衰減了傳遞給人的振動(dòng)能量。而彈簧，在振動(dòng)的時(shí)候變形，只是把能量?jī)?chǔ)存了起來，最終還是會(huì)釋放出來。
既然遲早是要還的，那要它還有什么用？
這要從兩個(gè)方面說起——首先，出來混確實(shí)是遲早都要還的，可是不一定要還給誰。路上有個(gè)鼓包，你開車軋過去它吧車輪頂起來了，車輪搞不過，又把能量傳給了彈簧，所以彈簧就被壓縮了?？蓮椈梢膊皇鞘軞獍?，又把能量彈開，還給了車輪，車輪“啪”地一聲拍在地上，給了廣袤大地一個(gè)響亮的耳光。
這一出戲雖然熱鬧，可是基本上都是簧下的那部分在忙活，并沒有把事情往更高層的地方捅，坐在最上面的駕駛員當(dāng)然就不會(huì)很難受了。這就是彈簧的隔離作用，尤其是對(duì)較高頻率振動(dòng)的隔離。
其次，人體舒適性敏感的并不是能量，而是加速度和加速度的變化。比方說，你坐在車上高速巡航的時(shí)候，時(shí)速120公里，你就具備了很多的機(jī)械能，但是你并沒有因此而感覺到難受；反而是在堵車的時(shí)候，車速很慢，走走停停，你感覺頭昏腦脹甚至?xí)炣?，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候不僅有加速度，而且加速度還是一直變化的。
大家都有這樣的感受：有的時(shí)候你車開得很快，前面有個(gè)橋，橋面比路面稍稍高出了一些，當(dāng)你沖上橋面的時(shí)候，除了輪胎撞擊接縫的聲音之外，感覺并不明顯；反而是車已經(jīng)都駛過接縫之后，整個(gè)車身有一個(gè)緩慢的、像呼吸一樣的上下起伏——“呼~哧~~”的那么一下。因?yàn)楹苈芫徍?，所以你也不?huì)很不舒服。
這就是彈簧雖然把儲(chǔ)存的能量都釋放出來了，但是它不是一下子全都給你，而是慢慢地釋放、把這個(gè)過程拉長(zhǎng)了。這樣，車?yán)锏娜烁惺艿降募铀俣染妥冃×?，所以才?huì)舒服一些。這就好比是百公里加速，15秒加到100km/h肯定是比4秒加上去要舒服的。
那么彈簧和操穩(wěn)又有什么關(guān)系呢？
舒適性大多考慮的是豎直方向的運(yùn)動(dòng)，操穩(wěn)大多考慮的是橫向的和縱向的運(yùn)動(dòng)，也跟彈簧有關(guān)系么？必須有。
喜歡閱讀賽車科普文章或者是玩模擬器的車友可能聽過一個(gè)詞，叫“載荷轉(zhuǎn)移”，這是一個(gè)討論操穩(wěn)問題的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)的詞?！拜d荷轉(zhuǎn)移”里的這個(gè)“載荷”，就是車輪上的豎直方向的載荷。
跟我們聊起舒適性的時(shí)候比較類似，彈簧的存在也讓載荷轉(zhuǎn)移的過程慢了下來。如果沒有彈簧的話，這個(gè)載荷轉(zhuǎn)移的過程就會(huì)變得很快很直接，類似于我們開卡丁車時(shí)候的那種感覺。是彈簧的存在，讓這個(gè)過程變得更加柔和、對(duì)普通駕駛員更加友好、更加容易控制。
另外，你有可能聽過這樣一種說：載荷轉(zhuǎn)移越多、極限附著的損失越大。也有的人說：前后軸哪個(gè)彈簧越硬，哪個(gè)就越容易滑。這些說法都是有道理的。彈簧的存在不僅僅延緩了載荷轉(zhuǎn)移的過程，也對(duì)載荷轉(zhuǎn)移的最終結(jié)果起著作用，而載荷轉(zhuǎn)移更多的那個(gè)軸，在極限駕駛時(shí)往往更容易更早地突破附著極限。
彈簧的各種形狀有什么區(qū)別？
我們見到的彈簧有各種各樣的——螺旋彈簧、鋼板彈簧、扭桿彈簧……即使是乘用車上最常用的螺旋彈簧，也有線性簧、漸進(jìn)簧、直線簧、香蕉簧……他們都有什么區(qū)別呢？
線性簧和漸進(jìn)簧的區(qū)別：
線性簧，顧名思義就是彈簧的剛度是線性的，在整個(gè)彈簧的工作長(zhǎng)度區(qū)間里，剛度都是一個(gè)不變的值。漸進(jìn)簧，又叫“非線性簧”，隨著彈簧被壓縮，一部分簧絲之間會(huì)發(fā)生“并圈”，起作用的簧絲圈數(shù)減少，剛度就會(huì)逐漸增大。
在越野車輛上，漸進(jìn)簧被給予了廣泛充分的應(yīng)用。因?yàn)樵谑褂镁€性簧的時(shí)候，如果剛度太大，那么車輛在應(yīng)對(duì)較小幅度的顛簸的時(shí)候就顯得不夠“松弛”，隔離和過濾不夠；而彈簧剛度太大的時(shí)候，又會(huì)使得在面對(duì)較大顛簸的時(shí)候保護(hù)不夠，懸架行程很容易被用盡、壓縮到極限，然后猛烈地撞擊限位塊。而漸進(jìn)簧則妥善地兼容了這兩點(diǎn)需求——小幅度的時(shí)候不會(huì)太“僵”；幅度變大的時(shí)候剛度也隨之變大，避免頻繁擊穿懸架行程；當(dāng)幅度更大、必須要沖擊限位塊的時(shí)候，縮小了彈簧剛度和限位塊剛度的差距，使得過渡更加平和。
但是在鋪裝路面上行駛的車輛卻極少使用這種漸進(jìn)簧。簡(jiǎn)言之，這種簧因?yàn)閯偠炔痪€性，所以會(huì)表現(xiàn)地“比較容易被拉的很長(zhǎng)、卻很難被壓縮得很短”。這樣的話，在車輛轉(zhuǎn)彎側(cè)傾的時(shí)候，內(nèi)側(cè)抬起的比較多，外側(cè)壓縮的卻比較少，總體上有一個(gè)抬高車身的趨勢(shì)，對(duì)操穩(wěn)不利。
在場(chǎng)地賽車上，多級(jí)剛度的彈簧更多地以另外一種形式出現(xiàn)——串聯(lián)副簧。
這種結(jié)構(gòu)一般用在賽用改裝上。為了提高操穩(wěn)，將彈簧的剛度提高到很大，但懸架的極限行程并沒有相應(yīng)地縮小很多，就出現(xiàn)了“行程長(zhǎng)、彈簧短”的情況，在懸架的拉伸行程極限處時(shí)，彈簧短到不能頂緊上下托盤、甚至出現(xiàn)松脫。這時(shí)候，就串聯(lián)一個(gè)剛度很小的副簧，在拉伸過多的時(shí)候這個(gè)副簧可以彌補(bǔ)主簧長(zhǎng)度不足的問題。這個(gè)副簧一般剛度都很小，在車輛正常行駛的時(shí)候是被完全壓并的，根本不起作用，哪怕是最極限的側(cè)傾或者俯仰，都不能讓副簧有一點(diǎn)拉伸。這也就是為什么副簧的簧絲上下表面都是平面的原因，為的就是能夠壓并妥實(shí)。而當(dāng)車輛進(jìn)站被千斤頂頂起、或是意外地車輪離地等過多拉伸懸架的情況發(fā)生時(shí)，副簧才會(huì)伸長(zhǎng)，來彌補(bǔ)主簧的空缺。
直線簧和“香蕉簧”
對(duì)于麥弗遜懸架來說，如果彈簧的軸線位置設(shè)計(jì)的不好，作用在車輪上的載荷傳遞到減振器支柱上之后就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)要把減振器“掰彎”的力量，這個(gè)力量被減振器的活塞和油封導(dǎo)向器處所抵擋。但是，如果這個(gè)力量比較大的話，就會(huì)讓這些地方的摩擦力變大，使得懸架的表現(xiàn)變“僵”。
要抵消這個(gè)“掰彎”的力量有兩種辦法：一是把彈簧的軸線設(shè)計(jì)到一個(gè)合適的位置；二是讓彈簧產(chǎn)生一個(gè)相反方向的“掰彎”的力量與之相抵。要產(chǎn)生這個(gè)相反的“掰彎”力，“香蕉簧”就應(yīng)運(yùn)而生了。
