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)