簧下质量

概念定义

簧下质量又称簧下重量、非悬挂质量或非簧载质量，英文常称 unsprung mass 或 unsprung weight。它是地面车辆悬挂系统中不由弹簧弹性支撑、直接随车轮或履带运动的部件质量，不包括由悬挂系统支撑的其他车身部件。该概念适用于汽车及轨道车辆，也是分析车辆悬挂和垂向动态表现时使用的基础术语。

工作原理

簧下质量的划分依据是部件与悬挂弹簧、车轮运动之间的关系。车辆通过不平路面时，车轮及与其直接连接的部件会随路面起伏运动，这部分质量形成悬挂系统中的簧下部分。簧下质量越小，悬挂系统需要随车轮运动的质量也越小，通常有助于减轻车辆经过不平路面时传递的冲击感，并改善乘坐舒适性。

簧下质量也会影响车辆的动态响应。降低这部分质量通常可使转向响应更快、操控动作更灵活。在轨道交通领域，控制簧下质量则有助于优化车辆动力学表现，并减小运行过程中的垂向动态附加载荷。

技术构成

汽车的簧下质量可包含车轮、轮胎、轮轴、轮轴承、轮毂或羊角，以及与车轮直接连接的悬挂连杆和减震筒等部件。传动轴中随车轮运动的部分质量也可计入其中。如果制动系统采用舷外安装形式，制动卡钳等相关部件的质量同样属于簧下质量。

轨道车辆中的对应部件包括轮对、轴箱和齿轮箱等。虽然汽车与轨道车辆的结构不同，两者的划分原则一致，即判断部件是否由弹簧弹性支撑，以及是否直接随车轮系统运动。

降低簧下质量的方法与应用

车辆可通过调整相关部件的材料来降低簧下质量。例如，悬挂系统的前后羊角、下摆臂等部件可采用铝合金材质，以减少直接随车轮运动的部件质量。这类材料应用集中在车轮连接件和悬挂连杆等簧下区域，其目的在于控制整个车轮运动总成的质量。

簧下质量概念主要用于汽车悬挂设计、底盘部件选材、转向与操控响应分析，以及轨道车辆动力学设计。设计人员会从轮胎、轮毂、轮轴、制动系统、悬挂连杆和相关传动部件等多个部分识别簧下质量，而不是只计算车轮本身。不同结构中各部件的安装及支撑方式有所区别，因此具体计入范围取决于部件是否直接随车轮或轮对运动。

术语沿革

“簧下重量”作为铁道科学技术专业名词于1997年公布。汽车技术语境也广泛使用“簧下质量”表达同一类概念。