关乎车辆的舒适与操控 解析簧下质量

毛洪国

人们常常会从舒适度或者操控性的角度去对一款车评头论足，然而针对弹簧的劲度、减震器的阻尼、防倾杆的刚性、悬挂的结构形式等等这套复杂的底盘系统的不同调教，往往会使车辆表现出完全不同的行驶特性。今天我们暂且抛开这些互相制约、牵一发而动全身的悬挂零部件，而去研究悬挂系统所产生的簧下质量对车辆行驶特性的影响。





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● 簧下质量的定义

    簧下质量其实是一个相对簧上质量而言的概念，对于一辆车，我们可以将其分成簧下质量和簧上质量两个部分。如果给簧下质量下个定义，它是指不由悬挂系统中的弹性元件所支撑的质量，一般包括有车轮、弹簧、减震器以及其它相关部件等，而簧上质量自然就是车辆剩余部分的质量，一般包括车架、动力系统、传动装置、乘员等。


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● 簧下质量的界定





    对于簧下质量的界定其实并不是一件容易的事情，严格意义上来说，相对车身运动或者说随着车轮跳动的部件都应归为簧下质量。像与车身完全没有接触的车轮自然好理解，但是像弹簧、减震器、独立悬挂系统中的连杆、非独立悬挂系统中的扭力梁以及四驱车型中的传动轴，它们的特点都是一端与车身相连或者通过副车架间接的与车身相连接，而另一端则随着车轮上下跳动。这在实际的计算中，一般可以取这些部件质量的二分之一作为簧下质量。

● 簧下质量的意义

    在车辆动态行驶理论中，有一个簧上质量与簧下质量之比的数据。对于一辆车来说，我们在不考虑其悬挂设定的因素下，单纯从簧上质量与簧下质量之比的角度出发，这个比值越大，也就意味着该车拥有更好的乘坐舒适性，而更小的簧下质量同时意味着悬挂系统拥有更好的动态响应能力以及车辆的操控性，接下来我们分别从这两方面来进行解读。



--对乘坐舒适性的影响

    车辆在路面行驶时，悬挂系统会不断接受来自路面的冲击，乘员在车内最理想的舒适状态，则是车体始终相对路面保持静止，车轮随着路面情况不断起伏，不过想通过机械的结构做到这一点几乎是不可能的，但是通过增大簧上与簧下质量之比，车辆可以更接近这种行驶状态。



    如果车体（簧上质量）在车的整备质量中占有较大的比重，那么这个较大的质量自然会增加车轮对地面的压力，使车轮紧密的贴合路面。当车轮遇到来自路面的凸起或凹陷时，如果簧下质量较大，那么它自然也会有更大的运动惯性，在随着路面起伏时也需要相对更长的时间。如果在车速一定的情况下，还来不及改变运动轨迹的悬挂系统会将这种路面的起伏直接传递给车身，而悬挂系统并没有完成自身应该过滤震动、吸收冲击的工作。车速越快，对车身造成的冲击也就越明显，这也就很好的解释了当遇到一个较大的障碍物时，慢速通行和快速通行对乘坐舒适性所产生的不同影响，较低速度通过是给悬挂系统留有更多的起伏运动时间以减小对乘员舒适性的影响。



    同时，更小的簧下质量必然会使悬挂系统拥有更好的动态响应，以达到车身平稳，而车轮快速的随路面起伏来缓和冲击的状态。对于采用独立悬挂系统的车辆而言，单纯从簧下质量的角度分析，其在先天机构上相比采用扭力梁结构的车型拥有更好的响应，当然弹簧以及减震器的调教与设定同样对车辆的舒适性有着不可忽视的作用。

cengjili

以下是对该帖的回复：

关于车辆的舒适与操控，簧下质量是底盘性能的核心要素之一。簧下质量，即悬挂系统以下部分的质量，包括车轮、刹车系统、驱动系统等。它对车辆的行驶特性有着显著影响。

定义上，簧下质量是与簧上质量相对的概念，指的是车身以下的部件质量总和。合理的簧下质量分布与轻量化设计能显著提高车辆的操控性和响应速度，同时减轻车辆振动，提升乘坐舒适性。

车辆的操控稳定性、响应速度、制动性能等，都与簧下质量密切相关。在实际车辆研发中，对簧下质量的优化是一个重要环节，通过合理的配置和轻量化设计，可实现车辆性能的提升。