汽车悬架最初目的是让车轮相对于车身能够在垂直方向有缓冲地运动。在后悬架领域，潘哈德连杆的适配性还是挺强的，既可以与扭力梁这种半独立后悬架也可以与整体桥这种非独立悬架配合使用，比如当年刀片梁款大众速腾、铃木奥拓以及丰田普拉多等等，都是潘哈德连杆。 由于整体桥非独立悬架，相比独立悬架来说纵向行程更长，缺乏横向控制的话就容易在行驶中发生不确定的摆动，所以需要附加连杆。其实分辨你的悬架系统很简单，就是趴到地上看是否有一根长长的斜向的止推连杆。
从这个4连杆模型我们能看出来车辆后桥是如何运动的，比如四条基础连杆加上之后，后桥是可以上下移动以及左右滚动了。原则上，四连杆就够了，但这毕竟是理论模型，实际情况中，你不可能让这些连杆刚性连接，因为舒适性指标不允许。那有人说了，是不是用高刚性的衬套就会好一些呢？的确会好，但机械格局面前，再高刚性的衬套也不可能有硬连接那样的精确控制，衬套无论你摸上去有多硬，相对机械连杆的运动过程都是柔性的，其实我们说有时工程学就是这样反直觉，就像很多人认为自己可以阻止钢卷滚动一个道理。
普通4连杆硬桥会导致横向窜动，对直线来说可能还好，但在转弯和烂路上会让车辆的控制感非常差。所以在整体桥的悬架设计中，最重要的解决目标。就是不影响行程的情况下，去限制车桥，这就是潘哈德连杆诞生最初要解决的问题，止推杆通过枢轴连接在两端，使其只能上下旋转，从而将轴的运动限制在一个平面之内。
老王发现，在中文汽车圈的鄙视链中，貌似潘哈德连杆的名声不怎么样，这其实是因为潘哈德的止推杆的理论模型过于简单导致的。比如以车架作为参考系，潘哈德连杆的一端固定，另一端实际上是在做圆弧运动，这与车桥垂直的运动轨迹是相互干涉的，在车辆后桥做一些大行程运动时，潘哈德连杆不可避免地会产生横向沿着圆弧轨迹进行位移，但实际上这种影响驾驶稳定性的情况会比较轻微，只有专业的人或者非常极端的情况下才能感知到。
那么说到潘哈德，一定有小伙伴会提到瓦特连杆，这些小伙伴并没有乱发散，瓦特连杆用于悬架的初衷，就是为了优化20 世纪早期的潘哈德连杆。这两种悬架本质上都能防止车桥和车身之间发生相对侧向运动。但瓦特连杆的优势是让后桥在运动过程中更接近直线。
瓦特连杆的基本结构是在后悬架上左右各增加的一根推杆，两根推杆通过中央的摆动连杆，彼此相互作用的同时，限制对方的活动范围，减小两侧悬架的压缩和伸张幅度，保证车身和车桥之间的垂直运动关系。悬挂的两侧受力更加均匀，特别是在转弯时，让车身的侧倾明显减少，大幅度提升车身稳定性。
某种程度上，瓦特连杆可以看作是两根对向安装的潘哈德杆，车辆出弯时，底盘在驱动力作用下，某些时候是展现出下沉这种趋势的，后侧倾中心相对于汽车的重心会变低，此时安装在底盘上的摆动连杆，就会配合前轴的toe in把车辆向转向不足的感觉上去引，尤其是皮卡这类车，相比轿车在出弯的时候，往往更难获得后桥的抓地力，这一点开过皮卡的小伙伴可能会比较了解，尤其是对弹簧比较硬的大马力车来说，尾部很难做到完全受控，比普通轿车更保守一些的转向不足会给驾驶员一种心理补偿。
另外，还有个概念需要纠偏，就是瓦特连杆最重要的功能不是为了舒适，而是操控，我暂时没找可以证明多连杆悬架比板簧更舒适的理论依据。因为车辆的舒适性主要取决于减振器阻尼能力以及载荷区间，而且在谈论舒适度的时候，我们必须要把速度这个变量加进来，唯一对舒适性的解释是瓦特连杆会有一些防倾杆的作用，车辆后悬架可以不使用很硬的弹簧来防侧倾，但主要目的仍然是为了操稳。
总结下来，瓦特连杆的一个作用，就是保证车身和车桥间的相对移动在限定范围内，第二个作用，就是可以灵活设计和调节侧倾率和侧倾转向特性。 瓦特连杆是詹姆斯·瓦特在 1784 年发明的，早于汽车发明一百多年，发明之初是为了能把蒸汽活塞的往复运动进行转换。其实也有人称之为平行连杆，之前在英国伯明翰达特茅斯广场的环岛上，保留了一台叫做博尔顿和瓦特蒸汽机，这玩意儿除了象征英国在第一次工业革命的荣耀以外，还清晰展示了这种连杆结构。
这台发动机制造于 1817 年，用于内瑟顿的Grazebrook铁厂，蒸汽缸在左边，吹气缸在右边，仔细看这种连杆的细节，能够把中间梁的运动引导为平行运动。这种连杆在当时解决了一个痛点，就是让气缸壁与活塞使用相对刚性的配合，不会导致活塞卡在气缸里面造成报废。
要知道当时的气缸间隙，是没法跟现在发动机相提并论的，按当时一些学者看来，在这种连杆出现之前，活塞周围是一定要有软性包胶的，磨没了就大拆更换，这在瓦特看来简直太愚蠢了， 于是用更好的设计解决了这种问题，让直线运动转换为曲轴的旋转运动。 很多人在学习机械知识时只关注到了气缸，却很少关注连杆在机械设计中的重要性，气缸早在1680年就被发明了，是荷兰科学家霍因斯从大炮中获取的灵感，而瓦特才是那个让第一次工业革命真正动起来的男人，他的伟大之处在于成功地让人们懂得如何更好地把活塞烧开水得到的直线自由度，转化为旋转自由度。这是第一次工业革命最精华的部分，就是自由度的转化，从瓦特对连杆的挖掘开始，机械学让人类文明的进程加速前进。
瓦特连杆用于车辆悬架方面其实一直都有专利约束，在部分品牌比如到底用在整体桥上还是非整体桥上，略有争议，从架构来说，瓦特连杆还分为中间摇臂安装在车桥上和车身上两种形式，在车桥上的瓦特连杆，可以更直接地控制车桥的横向窜动提高悬架精度和响应，但相比安装在车身上的瓦特连杆，簧下质量会稍微高一些。
无论是哪种瓦特连杆，都能有效解决车身和车桥之间的侧向移动问题，还能充当一部分横向稳定杆的角色。当然，主要也就是这两种功能，没有传说中的那么神奇。 之前很多小伙伴给老王留言，说自己是开皮卡的，要不要花钱选装一套瓦特连杆，面对这个诉求，我的建议是先明确取舍，再入手。瓦特连杆有时候也并不意味着是皮卡车型上最好的结构。因为你想一下，皮卡主要目的还是运载能力。
瓦特连杆上来就比板簧多7根，比其他形式至少是多三根，性能还跟拉杆长度成正比，各种支杆座的稳定性又有要求，为了避免干涉，有时候弹簧座的设计是非常困难的，最关键的是这种复杂连杆侵占了底部备胎和油箱空间，所以瓦特连杆和最传统的钢板弹簧相比，是非常不好布局的。那么如果说你的车桥下方给了你改装空间，恰巧你又有成熟的改装供应商，价位也可以接受，那么为了提升驾驶感受是可以加装的。反之，如果你加装瓦特连杆要弄的你转移备胎，还要动油箱、甚至牺牲装载空间的话，我觉得完全没必要。 评论区我猜到有些小伙伴一定是比较有钻研精神，会发现瓦特连杆中心点的行进轨迹其实也并不是一条笔直的直线，并不会让中间的短连杆做到完全垂直运动，而是一个8字摆动循环，那么本期我们不妨发散一下。
我查了一下，如果单纯研究理论连杆的话，的确有一种能让中心点做到精确直线的，叫做波塞利耶 利普金连杆，主体结构是AC和AD为双臂，AO或者OB为主动连杆以及BCDE组成的菱形连杆的这么一个系统，评论区的小伙伴大家本期可以把作业贴到评论区，看看你能否用初中的平面几何证明AN的长度是定值。 实际动起来这套连杆的运动状态是这样的，怎么样，这种连杆动起来是不是比瓦特连杆要更笔直一些呢？ 实话告诉大家，很多厂家都评估过这种连杆，但因为复杂度和巨大的空间占用，一直没运用在汽车悬架中。但这并不代表大家应该停止基础概念的思考，我相信今后在悬架几何中，还会诞生更出色的连杆形式。
最后，老王要说，纵观人类的历史，阿基米德对连杆的研究，开启了应用几何的发展，瓦特连杆推动了第一次工业革命，切比雪夫发明的连杆解析技巧，带来了投影几何，小小的连杆，推动了机器人、机床铰接、蛋白质研究、线缆驱动、张力几何，甚至是军工与太空的发展。
本期虽然是悬架的知识分享，但实际上也是一个号召，好的内容一定不是每天根据销量去引战，更不是教别人CEO怎么经营公司，我建议大家在充斥着极端观点的汽车舆论场中，多关注基础概念的发展，没有机械学做基础打底，机电是无法一体化的，电动化也将会变成空中楼阁。 我们不能每天沉浸在如何把1变成100的商业思维，从而忽略从零到一的原创设计，这样的话内卷的是我们自己人，越基础的概念，越像未分化的干细胞那样，拥有无穷无尽的发掘空间，中国汽车只有回归到基础的原创理论的设计，才能拥有绝对的设计话语权与溢价空间。你们说对吗？我是老王，下期见！
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