汽车减振器和弹簧的“绵绵爱情”，你读懂了几分

自汽车被发明一百多年来，舒适性一直备受关注。早期汽车上并没有特别设计的减振装置，坐车屁股疼是常有的事。看看奔驰一号的专利书，减振装置甚至都没被考虑进来。

后来，工程师们在悬架中设计了减振器和弹簧，这二者也逐渐成为汽车悬架结构的重要部件。但至今还是有不少人搞不明白这二者之间到底有啥区别，听起来弹簧和减振器都应该是减振才对，怎么要分开来说呢？

▲赛车改装中，减振器和弹簧改装是很重要的一项

看似相同实则不同

弹簧种类较多，比如螺旋弹簧，扭杆弹簧、钢板弹簧橡胶弹簧和气体弹簧等，轿车悬挂最长使用的是螺旋弹簧。这里用最普遍的螺旋弹簧为例，讲解一下二者之间的区别。

▲弹簧发挥了它的减震功能，但是却没有将车子稳定下来

▲福特公司于1906年把弹簧式减震器运用到了汽车上，1908年第一台液压减震器研制成功，随后40年内摇臂式液压减震器得到普遍使用

▲弹簧其实作用挺大。例如，簧上质量与簧下质量的比值对于汽车的振动影响较大，此值越大，汽车在通过颠簸路段时的振动越小，反之亦然

▲这二者需要相互协调好，比如减震器太软，车身就会上下跳跃，减震器太硬就会带来太大的阻力，妨碍弹簧正常工作

▲奔驰S系Airmatic主动空气悬架系统，可根据具体情况控制空气弹簧的充气量，从而控制软硬

分分合合，到底什么是好

细心的朋友会发现，有的汽车上采用的是弹簧和减振器一体式，有的是分离式。不仅如此，即使同一辆汽车上，前悬多采用一体式，后悬多采用分离式。这分分合合的，到底为了什么呢？

▲迈腾原型车大众帕萨特B6前后悬挂示意图。前一体式、后分离式是最普遍的现象

▲汽车寸土寸金，因此麦弗逊式悬架一直备受推崇，但这种结构也有缺点，比如操控稳定性相对较差、承载能力差
很多汽车的前悬都会采用麦弗逊式悬架，正是因为这种悬架结构简单，占用空间小。当然也有些汽车在后悬架上也会采用麦弗逊式悬架，这往往能获得更大的行李箱容积。
既然一体式空间利用率高，为什么后悬很少采用呢？原因有四：
1. 后悬减振器的工作角度一般会大于20度，一体式情况下，不能很好利用弹簧的支撑功能，如果设计不合适还容易脱出
2. 一体式不利于单独调节弹簧和减振器的杠杆比，协调性较差
3. 一体式减振器外筒需要承受弹簧载荷，容易疲劳，成本也相对高些
4. 在装配过程中，一体式的在整车装配中比较麻烦，不容易装配
为了改善其后排乘客的舒适性，从整车侧倾角刚度分配考虑，前悬刚度会比后悬大些。而调整的重要手段之一就是调整弹簧、减振器和车轮之间的距离关系。通常来说后轮弹簧应离车轮远些，但减振器离车轮越近，振动衰减越快，消振越好，所以这二者需要一远一近的设定方式。这种分离式结构，虽然会占用一定的空间，但好在后悬部分空间足够。

▲后悬架采用分离式十分普遍

而奥迪采用的5连杆后悬架就采用的是一体式减振结构，结构简单，结构紧凑，重量轻，减少悬架系统的占用空间，多连杆的巧妙组合方式，可使后轮形成正前束，降低转向不足的倾向。

小结

减振器和弹簧二者在作用上看似有冲突重叠，其实各有作用，比如弹簧在缓冲、调节舒适性上效用明显，而减振器在过滤振能量上不可小觑，二者相互配合，才能发挥悬架的最大功效。

《公开课》| 作者：向南

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