【讲堂】对运动的误区，悬架软就一定侧倾大？naive

发布时间：2024-12-02 05:12

误区12: 久坐不动就会长胖，定时运动是关键 #生活常识# #养生常识# #养生误区#

车子拐弯时会向反方向倾斜，这一点每个老司机都知道，但是有没有想过骑自行车或者骑摩托车的时候，为什么倾斜的方向完全和开车时候反过来了呢？

入门篇

车辆侧倾我们都能够想象，因为过弯的时候产生了横向的加速度，或者说离心力，导致车辆绕纵轴线发生翻转的现象。通常我们把汽车的侧倾姿态分为两种，正常汽车在过弯时内高外低的姿态称为外倾，而摩托车，自行车过弯时内低外高的姿态则叫做内倾。

车辆发生侧倾，是一种相对于地面的转动，假如车身是刚性的，车辆悬架就决定了一根瞬时轴线是这个转动的中心，这根轴线被叫做车身侧倾轴线，而其通过车身前后轴处横断面上的点，就是侧倾中心。

在定义中，侧倾中心或者说侧倾轴线并不一定在车辆的对称平面上，但对于一般车辆而言，假设其位于车辆对称平面上即方便分析，也基本符合实际情况。

对于我们日常生活中的车辆而言，侧倾中心有两个，前后轴各一，当然对于奔驰G63 6×6而言，那就是有三个。这个点到地面的距离就是侧倾中心高度。而车身侧倾轴线不一定平行于地面，所以一般来说，普通车辆的前后侧倾中心高度是不同的。

让我们再来回答这个问题：同样过弯，受到同样方向的离心力，为什么汽车会外倾，而自行车会向内倾？做一个简单的受力分析，离心力作用在车辆重心处，与车身的转动中心（侧倾中心）有一段距离（力臂），于是就会产生转矩，方向为顺时针，自然，车身会绕着侧倾中心转动。侧倾的幅度有多大，那就要看悬架（图上用两个弹簧表示）刚度有多大了。

很显然，力矩越大，悬架刚度越小，侧倾就越大。力矩=力×力臂，侧向力一样的情况下，力臂就决定了车辆侧倾的幅度。那么通过合理设计，使车身侧倾中心与车辆的重心距离越近，那么在同等情况下，侧倾也就越小。

如果能够将侧倾中心做的和重心一样高，理论上，侧倾就不会发生了（实际上不可能发生，因为前后轴的侧倾中心不会一样高，车身也不会是完全的刚体）。这很好理解，比如开门，如果你的力作用在转轴处，门是不会动的。

所以，通过合理的设计，让侧倾中心尽量高，尽量靠近重心（一般来说，汽车的侧倾中心都是低于重心的）是可以在悬架很软的情况下，让车身的侧倾不那么严重。而自行车、摩托车的情况也很容易理解，它们的侧倾中心高于重心，因此才会产生内倾。

进阶篇

如何确定侧倾中心？先明确一点，车辆的侧倾是由于车辆悬架具有弹性，能够支点转动，同时悬架能够收缩拉伸，导致车身产生了倾斜。

因此，侧倾是由悬架的结构特性决定的（车轮在这种时候可以被看做是一个刚体）。因此，侧倾中心是由悬架来确定的，不同的悬架会有不同的侧倾中心。

确定侧倾中心可以根据相对运动的原理，即假设车身不动，让地面相对于车身转动，求出地面相对于车身的瞬时转动中心就是侧倾中心（或者可以说将地面看做一块木板，这块木板在悬架的约束下绕车身转动），在此过程中，忽略轮胎与地面的相对运动。

比如单横臂式悬架（a）：轮胎接地点和悬架与车架连接点M点之间的连线的延长线与车辆对称平面的交点L即为单横臂式悬架的侧倾中心（或者也可以说左右车轮接地点和对应车架连接点之间的连线延长线交点）。

比如麦弗逊悬架（h）：过减震器上固定点作主销线的垂线与下控制臂的内外安装点连线的延长线有一个交点M，作M点与车轮接地点与车辆对称平面有一个交点L，L点就是该悬架的侧倾中心。

确定我们常见的双横臂是悬架的侧倾中心则需要用到“三心定理”，左右两侧的导向杆系和车身各组成一个四连杆机构，可以分别确定左右两侧车轮相对于车身运动的瞬时转动中心。再分别作出瞬时转动中心相应轮胎与地面接触点的连线，左右两条连线的交点极为侧倾中心。从（c）（d）（e）三幅双横臂式悬架可以看出，摆臂长度和摆臂轴的位置角度不同，可以在很大程度上影响侧倾中心的高度，进而影响车辆的操控特性。

而纵观全部8副悬架，可以发现，麦弗逊悬挂和双横臂式悬挂（e）的侧倾中心较高。而其他几种则位于地面或者地面之下，也就是说，其它这些悬架形式天生就会造成较大的侧倾，不利于操控。因此，如今常用的悬架就是麦弗逊、双横臂以及进一步发展而来的多连杆/双叉臂这类悬挂。

高级篇

其实作图法获得的侧倾中心并不准确，比如如今应用最广的双横臂式悬挂，作图法中它要求上下摆臂的旋转轴线在后视图的投影为一个点，也即整个摆臂处于同一个水平面上。这种特殊结构的双横臂式悬架在实际车辆中几乎没有应用，因为其在车轮跳动时稳定车轮定位参数的表现太差。目前车上应用的双横臂悬挂为了提高车辆性能，设计的上摆臂和下摆臂在侧视图中有一个角度。

在侧视图中，经过上摆臂外球铰点E1，下摆臂的外球铰点G1分别做地面的垂线，与上摆臂旋转轴线C1G2交于E2，与下摆臂的旋转轴线交于G2。在后视图中，直线E1E2与直线G1G2交于P点，P点与轮胎接地中心的连线与悬架纵向对称面交于R0，R0即为侧倾中心。

还有一种作图法如上所示，这种方法较为简便，但仅适用于上下摆臂布置的特定情况，一般情况下，误差较大，具体不展开。两种做法得到的侧倾中心R0其实并不一致，有一定的误差，遇上更加复杂的悬架结构，作图法得到的误差就更大了。可以采用软件分析或者公式计算的方法，这两者虽然精度更高，但过程比较麻烦，这里也不展开了。