文章摘要: 保時(shí)捷911經(jīng)典跑車采用麥弗遜懸架,雖看似簡單,卻經(jīng)過精心設(shè)計(jì)與優(yōu)化,適應(yīng)其獨(dú)特后置后驅(qū)布局。從初代901到最新992代,保時(shí)捷憑借對(duì)麥弗遜懸架的深入理解,不斷挖掘911潛力,推出多版本車型,滿足不同用戶需求。其前麥弗遜結(jié)構(gòu)雖非最優(yōu),卻足以支撐其卓越性
保時(shí)捷911經(jīng)典跑車采用麥弗遜懸架,雖看似簡單,卻經(jīng)過精心設(shè)計(jì)與優(yōu)化,適應(yīng)其獨(dú)特后置后驅(qū)布局。從初代901到最新992代,保時(shí)捷憑借對(duì)麥弗遜懸架的深入理解,不斷挖掘911潛力,推出多版本車型,滿足不同用戶需求。其前麥弗遜結(jié)構(gòu)雖非最優(yōu),卻足以支撐其卓越性能,成為保時(shí)捷獨(dú)特設(shè)計(jì)理念的體現(xiàn)。
之前我們?cè)?jīng)給大家寫過一篇關(guān)于麥弗遜懸架優(yōu)缺點(diǎn)的文章,當(dāng)時(shí)就有不少朋友好奇,這種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適合橫置前驅(qū)車的懸架,為啥會(huì)被不差錢的保時(shí)捷用在經(jīng)典跑車911上?今天我們就要來詳細(xì)聊聊911的麥弗遜懸架,看看它跟普通車型究竟有啥不同!
熟悉保時(shí)捷的朋友應(yīng)該知道,911車系的初代車型代號(hào)叫901,跟別的跑車不同的是,901在當(dāng)時(shí)采用了十分獨(dú)特的后置后驅(qū)、雙門4座布局,并且擁有溜背造型設(shè)計(jì)。從4座布局就可以看出,901其實(shí)是一款偏向?qū)嵱眯缘呐苘?,但由于發(fā)動(dòng)機(jī)采用后置布局,所以車輛只能改用前備廂的設(shè)計(jì)方案。
值得一提的是,保時(shí)捷在開發(fā)901時(shí)特別重視美國市場,而打高爾夫又是當(dāng)時(shí)美國用戶的一種很普遍的需求,所以保時(shí)捷給901的前備廂定下了一個(gè)目標(biāo),那就是能放進(jìn)一個(gè)高爾夫球袋。要知道,初代901還是一個(gè)小寶寶,它的長寬高只有4163/1610/1321mm。用今天的眼光來看,它也就比本田飛度長了54mm,但是高度和寬度則比飛度小得多。要在這么扁平低矮的車頭內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)容積可觀的前備廂,那必然得在前懸架上做文章。
在各種懸架結(jié)構(gòu)方案中,901最終挑選了體積緊湊的單擺臂懸架(也叫單橫臂)。事實(shí)上,今天大家所熟知的麥弗遜結(jié)構(gòu)其實(shí)也屬于單擺臂懸架中的一種,只不過901的單擺臂采用的是圓柱形的扭桿彈簧,減震器與彈簧分開布置,懸架橫向體積極小,為前備廂留出了巨大的空間。而如今主流的麥弗遜則是采用更現(xiàn)代的螺旋彈簧設(shè)計(jì),并且彈簧直接布置在減震器上,因此橫向體積更大。在911車系中,除了初代901之外,第二代車型930也采用了前單擺臂式扭桿彈簧懸架,即便它們的車頭造型十分低矮,整車尺寸都比較小,前備廂的實(shí)用性依然比較出色。
隨著底盤技術(shù)的進(jìn)步以及車身寬度的大幅增加,代號(hào)964的第3代911車型對(duì)底盤進(jìn)行了全面升級(jí),其中前懸架最大的變化就是從單擺臂式扭桿彈簧,變成了如今大家所熟知的前麥弗遜結(jié)構(gòu)。
不過,傳統(tǒng)麥弗遜懸架在造型設(shè)計(jì)方面存在一些弊端。簡單來說,麥弗遜懸架的彈簧布置在車輪上方(上圖黃框),雖然這樣設(shè)計(jì)避免了彈簧與普通車型的前置動(dòng)力總成相互擠占機(jī)艙橫向空間,但是為了給彈簧預(yù)留一定的行程,麥弗遜懸架的彈簧減震器支柱必須布置得很高。于是,采用麥弗遜懸架的轎車或者SUV,它們的車頭普遍比較高,很難滿足911這種跑車的需求。
好在911的發(fā)動(dòng)機(jī)在車尾,車頭的空間相對(duì)寬裕。所以保時(shí)捷將964的彈簧減震器支柱設(shè)計(jì)成向內(nèi)傾斜,這樣彈簧減震器支柱的高度便能控制在合理范圍內(nèi)。因此我們也可以看到,964的螺旋彈簧底座明顯低于輪胎上沿,可以更好地適配911低矮的車身。直至如今最新的992代車型,也依舊采用了這樣的布置方案。
在964和993時(shí)代,911的麥弗遜懸架結(jié)構(gòu)跟其它廠家相比,主要的差異在于彈簧減震器支柱的布置角度不同。而到了第五代996時(shí),911的前麥弗遜懸架終于迎來了較大升級(jí)。
具體來說,在964-993時(shí)期,它們的麥弗遜懸架下擺臂從俯視的角度看是一個(gè)A字形,A字形上端連接轉(zhuǎn)向節(jié),下端則通過兩個(gè)橡膠襯套與副車架連接。這種設(shè)計(jì)要想提高懸架的縱向剛度,只能把前后2個(gè)襯套做得非常硬,但代價(jià)是車輛的舒適性將會(huì)變差,因此調(diào)校優(yōu)化的空間不大。
而在996上,A字形的下擺臂一分為二,如上圖所示,1表示縱臂、2表示橫臂。從底盤設(shè)計(jì)角度看,縱臂的出現(xiàn)可以使前懸架具有很高的縱向剛度,也就是重剎減速時(shí)縱臂可以拉住橫臂,懸架的前后位移幅度很小,前輪的前束角變化更可控,在重剎轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛的操控性能更好。另外,這種懸架結(jié)構(gòu)還允許在縱臂上使用較軟的橡膠襯套以提升NVH性能,可見它的設(shè)計(jì)潛力比A字形下擺臂更好。
值得一提的是,996的前麥弗遜結(jié)構(gòu)一直延續(xù)到了如今的992上。而且與目前家用車上的A字或者L字型麥弗遜懸架下擺臂相比,911的麥弗遜懸架結(jié)構(gòu)依然具有更高的剛性,在轉(zhuǎn)彎和剎車時(shí),懸架自身的位移很小,當(dāng)然啦它的成本也更高。
隨著911不斷升級(jí)換代,如今的992車身寬度已經(jīng)達(dá)到了1852mm,比初代車型寬了20多厘米。從體型來看,今天的911完全可以采用更高級(jí)的雙叉臂結(jié)構(gòu),但目前911主打車型 Carrera和Turbo等版本依然采用的是前麥弗遜結(jié)構(gòu),這又是為什么呢?
與其它跑車生產(chǎn)商不同的是,保時(shí)捷接觸麥弗遜懸架的時(shí)間非常早,早在1976年保時(shí)捷就在前置后驅(qū)跑車--924上使用了前麥弗遜懸架,并且924的繼任車型944、968也延續(xù)了這一設(shè)計(jì)。至于968的繼任車型Boxster、Cayman,雖然把發(fā)動(dòng)機(jī)改成了中置布局,但是前懸架依然還是麥弗遜結(jié)構(gòu)。從時(shí)間軸上看,保時(shí)捷在麥弗遜懸架上已經(jīng)持續(xù)研究了48年,對(duì)它的特性早已是了如指掌。
除了對(duì)麥弗遜十分了解之外,保時(shí)捷旗下的跑車基本采用后置或者中置布局,在設(shè)計(jì)懸架時(shí)它所考慮的重點(diǎn)跟家用車并不一樣。以采用發(fā)動(dòng)機(jī)后置布局的911為例,它的前橋有足夠?qū)挼目臻g容納較長的懸架下擺臂。而在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置布局的家用車上,懸架下擺臂的長度受到了動(dòng)力總成自身寬度的限制,兩者相互沖突。
在麥弗遜懸架設(shè)計(jì)中,只要下擺臂的長度足夠,那么車輪在上下跳動(dòng)時(shí)外傾角的變化就會(huì)控制在相對(duì)合理的范圍內(nèi),而外傾角的控制對(duì)車輛的過彎極限至關(guān)重要。我們從大量的測試中也能看到,911的公路性能是相當(dāng)好的,這也證明麥弗遜跟后置后驅(qū)是非常搭的。
由于歷代911一直采用發(fā)動(dòng)機(jī)后置布局,所以911的車身前后重量分配并不平衡。根據(jù)保時(shí)捷早期公布的底盤信息,993代Carrera底盤前后橋的重量分配比例是500、840kg,典型的頭輕尾重。盡管993之后的繼任車型軸距不斷加長,車身的重量分配比例會(huì)有所改善,但依然無法改變頭輕尾重的特性。
巨大的前后橋重量分配差異,以及車身重心偏后的特色,使得911的后懸架變得非常重要,甚至后懸架成為911底盤設(shè)計(jì)的核心。歷代911駕駛性能的提升,很大程度上都是因?yàn)楹髴壹芗夹g(shù)進(jìn)步才實(shí)現(xiàn)的。比如在996代Turbo版車型上,雖然它的前麥弗遜懸架沒有變化,但僅僅只是因?yàn)楦淖兞撕髴壹苌蠑[臂的連接點(diǎn),車身俯仰就因此減少了20%,效果非常直接。
因此也不難看出,911后懸架的重要性其實(shí)要比前懸架更高,而目前的麥弗遜結(jié)構(gòu)保時(shí)捷已經(jīng)完全吃透,確實(shí)沒有必要再去浪費(fèi)太多的精力在普通911的前懸架上了。
911從誕生那天起就是一輛主打?qū)嵱玫呐苘嚕虼嗽诿嫦蛑髁饔脩舻腃arrera、Turbo等版本上使用前麥弗遜懸架結(jié)構(gòu)無傷大雅。但是隨著911產(chǎn)品陣營的擴(kuò)充,專門為賽道駕駛而開發(fā)的GT3、GT3 RS繼續(xù)用麥弗遜,那就很難再拉高底盤駕駛性能了。為了把GT3、GT3 RS打造成極致的賽道駕駛機(jī)器,保時(shí)捷終于將前麥弗遜懸架改成了雙叉臂結(jié)構(gòu)。
這么做的原因很簡單,從運(yùn)動(dòng)性能來看,GT3、GT3 RS上的雙叉臂懸架在車輪上下跳動(dòng)時(shí)具有更理想的外傾角變化特性,這意味著它們的彎道極限會(huì)比采用前麥弗遜的普通版車型更高。另外,雙叉臂天生就比麥弗遜具有更好的車身俯仰、側(cè)傾控制能力,這對(duì)于經(jīng)常在賽道中重剎、轉(zhuǎn)彎的GT3、GT3 RS來說也格外重要。
從初代901到現(xiàn)在的992代,再從普通的Carrera到賽道版GT3 RS,我們可以看到保時(shí)捷并沒有把911的定義局限為雙門、4座跑車。相反,保時(shí)捷在不斷挖掘911這款車的潛力,并根據(jù)市場的需求開發(fā)了各種版本,極大地豐富了用戶的挑選。911車身重心較低且偏后,以及主打后驅(qū)的特色,也使得它對(duì)前懸架的要求并非特別苛刻。事實(shí)上,911的麥弗遜結(jié)構(gòu)并不像寶馬、凱迪拉克的雙球節(jié),以及梅甘娜RS、思域Type-R的雙軸支柱式麥弗遜懸架那般巧妙,但它畢竟是“破鞋”啊,人們或多或少都會(huì)高看它一眼。
保時(shí)捷911的麥弗遜,到底有什么不同?
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