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汽车的「悬挂」系统，是车身的缓冲装置，影响着乘坐时的舒适性，更是车轮与车架间的传力装置，决定着行驶时的稳定性和循迹性；

然而两个特性通常都互相牵制，因此悬挂系统的调整就必须找到两者兼顾的设定。

比如，大多数轿车使用的多连杆后悬结构，两侧轮胎独立跳动起伏，不会因为互相拉扯而影响到驾驶的平衡，提高行驶舒适性，但也并非无懈可击，复杂的结构和较多的衬套，令车轮到车身的作用力传导变得不易控制，后轮束角刚性的不足，也会较易于引起入弯时的后轮内倾。而大家称为板车悬挂的传统扭力梁悬挂，其束角刚性强，因此行驶循迹性高，但舒适性较差。

当今汽车的两种悬挂系统都面临着这样的难题。最新问世的次世代 MAZDA3 昂克赛拉，全球的权威车评人对其行驶质感都赞不绝口，全新「SKY-VA创驰蓝天架构技术平台」上搭载的「SEB 蝶形仿生悬挂」凭借其专利技术-变截面一体成型工艺，似乎在操控性和舒适性上找到了两全的技术方案。它又凭什么被称为「第三类悬挂」？来自不同领域的知友，你是如何理解「第三类悬挂」这项黑科技的？

「第三类悬挂」的说法很有意思，因为「前两类悬挂」：「多连杆和扭力梁」之间的对比，一直就是富有争议的话题。问题描述里写道：

「……多连杆后悬结构，两侧轮胎独立跳动起伏，不会因为互相拉扯而影响到驾驶的平衡，提高行驶舒适性……传统扭力梁悬挂，其束角刚性强，因此行驶循迹性高，但舒适性较差。」

这也是大部分人对两类后轮悬挂的固有印象——即「多连杆独立悬架比扭力梁的舒适性和操控性更好」。

悬架是作为连接车轮和车身的重要机构，是最为复杂的底盘技术之一，也正是因为「重要」又「复杂」，大多数爱好者都更乐于停止在「固有印象」，对悬架特性、乃至整车性能发表看法。

但这一印象并不完全准确。

一， 从整车层面来说，没有哪一辆车的操控或舒适定位，是单独依赖于悬架这一个部件的。当然，出色的悬架技术可以为工程师在整车层面提供更多的设计与调教的余量；但是对于民用车来说，仅仅悬架技术本身，并不能决定车辆的性能特性。

二， 从结构设计的角度来说（如图1），多连杆机构相较于扭力梁主要在于提供了更多的自由度：多连杆多个铰接点的结构特性，使之可以分别调节车轮角度，反映在车辆行驶轨迹上有着更多的调整余地；而扭力梁在设计中相对来说自由度较低，一是调节的角度自由度有限，二是调整量有限，更加依赖于梁的结构设计（设计经验）与本身采用的工艺与材料特性。

三， 从功能上来说，后轮悬架的两个主要功能是控制车轮姿态有效支撑车轮，与控制车身侧倾姿势。与很多人想象中不同，扭力梁控制的两个车轮同样可以「独立跳动」，其跳动是通过扭力梁的变形，让车轮沿前束控制臂向上跳动；但由于扭力梁结构的自由度限制，其车轮的相对跳动与多连杆机构相比还是有所受限。而在舒适性方面，悬挂与舒适性并没有绝对的联系，轮胎、减振器和减振器连接，对驾驶振动有着更为直接的影响。

【图1 多连杆（Multilink suspension）与传统的扭力梁（Torsion beam axle）悬挂结构，来源：Car and drive

综合来说，多连杆和扭力梁体现在普通车上的性能差异，并没有部分媒体和爱好者想象的那么明显。只是两者出于本身结构的差异，不可避免地在这两个功能上，各有特点：多连杆更多的设计自由度，为车辆提供了更充裕的设计余量与驾驶极限；扭力梁本身所具有扭转刚度，有助于控制车辆侧倾，但同时为实现舒适与操控性，则有赖于设计经验与整体调教。

那么有没有可能通过扭力梁的设计，来尽可能改善它的结构特点呢？

前面提到，后轮悬架需要控制车轮姿态有效支撑车轮，并能够控制车身侧倾姿势。因此，一个典型的扭力梁要在两个方向提升刚度，为满足第一点，需要在图2中绿色圈内尽可能增大连接，从而可以有较高的弯曲刚度来保证有效支撑车轮；为满足第二点，需要在红色框内的中心梁结构上，通过中心梁结构设计，来实现适当的扭转刚度。那么要同时满足弯曲刚度和扭转刚度的需求，就意味着在不同的位置，对扭力梁的形状提出的要求是不一样的，与此同时还要尽可能提升质量效率减轻车辆重量。这件事情在传统的扭力梁上很难完美实现，由于整体是一根钢管，只能尽量通过改变中心梁的截面形状来兼顾力学性能。

【图2 典型的扭力梁结构】

部分厂商的实现方法是：在优化扭力梁弯曲刚度的基础上，通过连接连杆或是优化弹簧组合的设计，构建了一个新的扭力梁-连杆/弹簧机构，来提升横向的支撑。而不同于这类机构组合，SEB（Smart Expand Beam）则是一个将前两类悬挂优势结合的一个新答案。它的设计则要更为简洁，也更为本质——通过变周长的中心梁来同时满足了两个需求。从图3可以看到，SEB的形状非常独特，两侧与车轮连接处形状粗壮，中间又慢慢收细，这一好似蝴蝶展翅的形状，也是「蝶形仿生」的名称由来。

【图3，上图为典型的扭力梁，下图为SEB结构，来源：マツダ技報】

而将二者的横截面进行对比，就更直观地能够看到这一差异。如图4所示，典型扭力梁是一个同样周长的钢管，在不同位置压制成不同形状，从而来满足强度需求；而SEB在不同的截面，形状和周长都不一样，从中间到两端，横截面积和周长同时增加。

【图4 SEB与典型扭力梁横截面对比，来源：マツダ技報】

这样的设计让SEB的扭转刚度提升明显。如图5，横轴是中心梁向两侧的Y方向的距离，纵轴是惯性矩大小（反映为其截面抵抗弯曲的性质）：图中SEB在两端的惯性矩相较于原扭力梁提升了150%。也正是因为这部分刚度的提升，使得整个蝶形中心梁构架可以实现更大限度的形变，当一侧车轮产生跳动时，对另一侧的影响相应降低，从而可以实现单侧车轮类似传统多连杆机构连接下的独立跳动。

【图5 SEB与典型扭力梁横向的扭转惯性矩对比，来源：マツダ技報】

变周长的中心梁设计，让SEB能够有效结合两种悬架的优势，同时兼顾弯曲刚度与扭转刚度，而又不需要增加任何冗余的机构。但这一设计看似简单，实则不易实现。主要的难度在于量产制造。

通常的钢管成型技术大致有两种，或是通过圆棒中钻孔制作冷锻钢管，或是通过钢板弯曲成钢管。但两种方法均没有办法实现同一根钢管内的直径变化。而为了制造SEB的这根中心梁，在保证高质量的同时实现高的生产率，马自达和新日铁公司为此开发了一种新的钢管制造技术。

【图6 典型的钢管U-O成型工艺流程】

一般的钢管U-O成型工艺如图6所示，首先将钢板切成所需形状，再弯曲成U形，然后通过模具制成O型，再通过焊接形成毛坯管。但在这一工艺基础上想要加工制成变周长的管道，则会出现问题：由于变周长管道需要钢板形状并不规则（如图7），原本的钢板在卷制中多余的部分，在脱模后会导致管道的弹性变形，从而脱离原本设计的曲率。

【图7 变周长钢管的展开形状】

为了解决这一问题，马自达开发了一种「冷锻压缩」的方案：首先在O型成型前，加入一步预处理，将U型成型后的钢板开口A宽度，形成图中B和C两种宽度。并且在O型成型前后定义了新的参数「成型挤压比（Compression Ratio）」，扫描了不同的挤压比后，选取了优化挤压比参数，减少了脱模后的弹性变形。通过这一工艺得到的钢管截面形状如图9所示，没有缝隙的管路也保证了最后一步焊接的稳定性。

【图8 变周长钢管成型工艺流程】

【图9 成形后的截面形状对比】

SEB看似质朴的仿生结构背后——最大的创新便是生产工艺的精进。由于上述生产工艺要求极高，国内还没有产线可以实现，SEB悬架也需要全部从日本生产进口。这其实在很多的日本领先汽车技术上都有所体现，我曾经在写日本各大厂商的混动系统，以及马自达的Skyactiv-X发动机都提到过这一点——「创新的量产科技离不开背后的精益的机械生产能力。」马自达则更是精益求精，为了底盘架构中的一小部分后悬架的创新，开发了一整套新的中心梁加工工艺！

【图10 MAZDA3实车底盘的SEB悬架】

我也恰有机会，体验实车的SEB悬架。图10中就是回答所介绍的「第三类悬架」的真身，从SEB的形状上可以看出经过新成型工艺做出的变周长中心梁的大致轮廓。而SEB的动态体验也让我好奇。

【图11 Mazda 3 实车】

毕竟马自达一直追求和阐扬的「Jinba Ittai——人马一体」，在方方面面都强调驾驶的感受。而从我的试驾体验来看，新马 3所传递的「驾感」——是让人可以轻松地获得乐趣。无论是城内通勤还是郊区的高速，只要是没有拥堵的日常驾驶，都可以喜欢上这辆车，它不仅是轻快易于驾驶，还是可以在转弯并道时，就可以体会到车与人的互动。

【图12 Mazda 3内饰】

实现简单易得的驾驶乐趣，却并不容易。

「驾驶质感」不同于简单的工程参数标定，它经过了结构设计、工程实现、客观的行驶参数、再到主观的驾驶体验，且是因人而异的感受。这需要以不断的经验积累和车型迭代，才能够总结出自上而下的、以驾驶感受为实现目的的车辆设计理念。在Skyactiv-Vehicle架构的设计理念中，马自达围绕「驾驶质感」指导了所有的底盘设计：Skyactiv-VA将人的驾感与车的运动一一对应，例如在车轮上，长马3的原配轮胎侧壁的硬度相对更低，在遇到颠簸路况时能够立刻形变，降低直接给悬挂系统带来的震动感；又比如在车身上，通过优化结构实现了车身的力传导闭环。在这样的改进下，车上搭载的减震器所受到颠簸能够快速地传递到对角线位置，从而有效地降低车辆前部到后部的能量传递时间；再配合上全新推出的SEB悬架，整个Skyactiv-VA技术架构就像把脚踝、膝盖、髋关节三个部位的运动整合在一起，实现了骨盆的平稳运动，保证了人的头部的平衡。

在架构层面，Skyactiv-VA对车辆底盘进行了特殊调教，包括：更大的摆臂角度，减震器衔接点刚性强化和鱼眼衬套的使用等等；而在SEB的部件层面，SEB蝶形造型、材质和工艺，实现了类似独立悬挂的减震效果与双轮独立跳动。这些都对驾驶体验有着突出贡献。但也正是因为在Skyactiv-VA下驾驶感受的一体性，这辆车给我留下了毫不拖泥带水的感受和扎实的底盘印象，反倒很难明确剖析哪一个动作是SEB的功劳。

的确，为了实现这种一体性，这辆车上为「驾感」设计的技术又何止是SEB悬架——发动机力矩强化控制、风琴式油门、线性刹车、重新设计的踏板布局、抬高仰角的支撑座椅、A柱可视角度优化……马自达做了一切的创新和优化，都是围绕驾驶感受的提升；而在全新的SEB悬架和Skyactiv-VA架构等等创新的背后，更是汽车技术与制造工艺的前沿融合。

这家独特又有趣的公司，值得欣赏和尊敬。

流动的Mazda 3与望京Soho