汽车上有一个很重要的部件，就是悬挂。顾名思义，悬挂就是一个东西拽着一个东西这样一个系统。一般来说，直接称呼汽车上的这一套东西为悬挂实际上并不严谨，严格来说左右这两堆东西合在一起应该叫做悬挂副，跟曲柄连杆等运动副是一个性质，看英文就能明白啥意思，A pair of suspension，直译过来就是一副悬挂。

  以往你们在看参数的时候，稍微有些经验的人就会关注一下某一款车的悬挂形式，

  往往只会得到一半的答案——比如说多连杆独立悬挂或者扭力梁式非独立悬挂，这并不严谨，这只是回答了两只悬挂在车宽方向上的连接方式，而并没有说到车高方向上的连挂形式，这里我们一定要先纠正一下这样的一个问题，悬挂形式要顾及所有的自由度去描述。所以咱们下面先从一只悬挂的结构开始讲。

  就单独一个悬挂而言，目前常见的家用车的悬挂系统能简化为主副避震系统和附属的橡胶部件，比如说避震筒上方的顶胶等关键附件。您可能会问为何会有两个避震系统，因为车辆的震动大多数来源于于地面与轮胎的第一次主要震动（一阶振动）和由此产生的车身与轮胎之间的二阶振动，而避震筒不能完全吸收一阶振动，需要再有一个弹簧来一起吸收二阶振动（简而言之就是，二阶振动就是一阶振动的震动）——或，最为简单的理解就是两个弹簧串联起来倒过来的样子。

  汽车悬挂能够理解为一个二阶系统，处于欠阻尼状态，因为它受到激励之后（考虑单位脉冲响应）的震荡强度（可以简单理解为振幅）是呈现一个震荡中衰减的状态，这样是能够越来越好的帮助车辆姿态回到稳态，也符合大家对于汽车过一个坎之后大颤一下小颤几下的认知。从严谨的角度考核这样一个二阶弹簧阻尼系统还需要考察到上升时间、峰值时间、调整时间、最大超调量以及震荡次数。

  为了方便大家理解这里我用一些大白话给大家解释。所谓三个时间，上升、峰值和调整就分别指的是从颠的第一下开始到最颠的那一下所需要的时间和最颠的状态维持的时间，最大超调量就指的是最颠的那一下到底有多颠，震荡次数顾名思义就是到回到稳态要经历几次颠的过程，由于这是个震荡衰减过程，震荡的次数越少系统性能就越好。

  这里还必须解读一下阻尼比这件事，大家可能觉得这悬挂的性能只跟避震筒和弹簧的劲度系数有关系，这是不对的，它是一个综合描述阻止系统持续震荡的物理量，在汽车上虽然与避震筒和弹簧有关系，但是和很多其他的运动副的摩擦力与阻力也是有着很多关系，并不能说弹簧就定义了悬挂。下面用一个问题代入到我们实际的车辆当中。

  Q：试比较轿车与越野汽车悬架系统的固有频率与阻尼比的选取有何不同，并说明其原因。（注解：悬架的动挠度，悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3)时，车轮中心相对车架(或车身)的垂直位移）

  轿车：‌由于行驶的路面条件较好，‌主要控制车身的振动加速度。‌在路面激励下，‌悬架系统的固有频率越低，‌车身的振动加速度越小。‌因此，‌轿车悬架系统的固有频率选择较小，‌以减小车身振动加速度，‌提高乘坐舒适性。‌

  越野汽车：‌行驶的路面条件差，‌主要控制悬架弹簧的动挠度。‌在路面激励下，‌悬架系统的固有频率越高，‌动挠度越小。‌因此，‌越野汽车悬架系统的固有频率选择较大，‌以避免悬架动挠度过大引起撞击限位块，‌保护悬挂系统

  轿车：‌在低频段，‌阻尼比影响不大；‌在共振段，‌阻尼比大有助于控制振动加速度；‌在高频段，‌阻尼比小有利于振动控制。‌考虑，‌轿车的阻尼比选在0.2—0.4之间，‌以平衡振动控制和乘坐舒适性。‌

  越野汽车：‌在低频段和高频段，‌阻尼比影响均不大；‌在共振段，‌阻尼比大有助于控制动挠度。‌因此，‌越野汽车的阻尼比选得偏大些，‌以更好地控制悬架弹簧的动挠度，‌保护悬挂系统。

  这些差异体现了汽车设计中的工程考量，‌旨在通过调整悬架系统的固有频率和阻尼比来优化汽车在不同路面条件下的性能表现。‌

  减震系统的部件也随着汽车发展有了进化，从最开始的没有减震到多片钢板减震、再到螺旋弹簧+油压避震筒，最后有了带有空气囊的减震系统，无不是在通过调整阻尼比来满足各种需求。另外，随着汽车的电子技术发展，目前也出现了可以自适应调节阻尼的减震筒，能够准确的通过路面状态适时调整悬挂软硬，一般称为CDC动态底盘。

  怎么看一台车是不是独立悬挂？从外面直接看是看不出来的，你需要把这台车开到一个台阶上形成交叉轴，看左右两个轮子是否自己动自己的而不干扰对方。如果两个轮子自己动自己的就叫做独立悬挂，按下葫芦浮起瓢的就叫非独立悬挂。

  汽车上前悬挂大体上分为这么几种，整体桥一般出现在硬派越野车上，比如牧马人、吉姆尼和老款奔驰G上面，主要为了极限的越野性能和通过更大落差地形。而麦弗逊式独立悬挂则是最为普遍的家用车前悬挂形式，在麦弗逊悬挂的下支臂正上方再添加一个约束臂就成为了双叉臂悬挂。

  后悬挂同样分为整体桥、扭力梁和多连杆（广义）独立悬挂。整体桥依旧是为了更大的自由行程来满足尽可能在交叉轴等地形上两端接地附着以及承重的要求，一般都用在商用车或者硬派越野车以及皮卡车上。扭力梁非独立悬挂则是轻量化的整体桥，一般低端车会用到，主要优点就是占地面积小，成本低。而后独立悬挂则是为了舒适性着想，尽可能不让后排两侧同时因为一个颠簸而颠簸。

  然而，悬挂的形式与舒适程度并没有直接的对应关系，存在调的很差的独立悬挂，也有调的很好的整体桥比如坦克家的SUV们，更多的还是主机厂对于受多重因素影响的阻尼比从每个方面的，绝不只是悬挂形式的原罪。如果愣要说，只能说是非独立悬挂想做舒服了并没那么容易罢了。

  在第一节里面我们说到，影响你体感舒适度的五个数学指标并不只是受到弹簧劲度系数的影响，其他那些影响阻尼比的因素你说不清楚，所以一定要在各个位置充分动态感受悬挂的表现，决不能先入为主的以减震介质或者悬挂形式来武断的推定悬挂表现。

  作为普通人能够感受到的就是上面的三个时间、一个百分比和一个次数这五项指标。怎么测这个？找一个减速带来尽可能的模拟单位脉冲激励，直观地感受震动的变化以及体感的直观反馈，上升时间短、维持的时间短、震荡峰值小就是一个科学意义上性能好的减震系统。

  而越野车则还要关注到悬挂行程问题，因需要面对很多交叉轴等大落差情形，所以这样一个时间段上下这个自由度的行程就显得较为重要，越野或者说交叉轴上接地为上，附着为王，说的更明白一点就是腿更长，在坡上能站得更稳，更容易发力也更容易和限滑系统协同工作，帮助车辆更快脱困。

  对于很多读者来说这篇内容的第一节讲基本原理的部分可能有些晦涩难懂，但是它确实是一般人对于悬挂为何会这样以及一些诸如不能单纯以弹簧软硬论英雄的结论的底层逻辑到底是怎么来的的逻辑理论基石。我相信各位读者朋友看完这一篇硬核科普之后，会对这样的一个系统到底如何评判有一些更加深刻的认知。您对这种的科普有什么看法，或者您对于悬挂系统有什么独到的见解？欢迎在评论区留言~

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