常見汽車懸掛解析

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1、● 懸掛的概念和分類 首先讓我們來了解一下什么是懸掛：懸掛是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動力和驅(qū)動力等，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動、保證乘員的舒適性、減小貨物和車輛本身的動載荷。典型的汽車懸掛結(jié)構(gòu)由彈性元件、減震器以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，這三部分分別起緩沖，減振和力的傳遞作用。絕大多數(shù)懸掛多具有螺旋彈簧和減振器結(jié)構(gòu)，但不同類型的懸掛的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)差異卻很大，這也是懸掛性能差異的核心構(gòu)件。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為非獨(dú)立懸掛和獨(dú)立懸掛兩種。 『奧迪S4前后均采用了獨(dú)立懸掛』 非獨(dú)

2、立懸掛由于是用一根桿件直接剛性地連接在兩側(cè)車輪上，一側(cè)車輪受到的沖擊、振動必然要影響另一側(cè)車輪，這樣自然不會得到較好的操縱穩(wěn)定性及舒適性，同時(shí)由于左右兩側(cè)車輪的互相影響，也容易影響車身的穩(wěn)定性，在轉(zhuǎn)向的時(shí)候較易發(fā)生側(cè)翻。獨(dú)立懸掛底盤扎實(shí)感非常明顯。由于采用獨(dú)立懸掛汽車的兩側(cè)車輪彼此獨(dú)立地與車身相連，因此從使用過程來看，當(dāng)一側(cè)車輪受到?jīng)_擊、振動后可通過彈性元件自身吸收沖擊力，這種沖擊力不會波及另一側(cè)車輪，使得廠家可在車型的設(shè)計(jì)之初通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)校使汽車在乘坐舒適性、穩(wěn)定性、操縱穩(wěn)定性三方面取得合理的配置。選用獨(dú)立懸掛汽車一般來說其操控性和舒適性均要明顯好于選用非獨(dú)立懸掛的汽車。 『多連桿懸掛

3、是獨(dú)立懸掛的典型代表』 懸掛把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來，關(guān)系到汽車的多種使用性能，是汽車最重要的三大總成之一（其它兩個分別是：發(fā)動機(jī)和變速箱）。從結(jié)構(gòu)上看，汽車懸掛僅是由一些桿、筒以及彈簧等簡單構(gòu)件組成，但汽車懸掛卻是一個非常難達(dá)到完美要求的汽車總成，這是因?yàn)閼壹芗纫獫M足汽車操縱穩(wěn)定性的要求，又要保證汽車的舒適性要求，而這兩方面又是相互矛盾的。為了取得良好的舒適性，需要大大緩沖汽車的震動，這樣彈簧就要設(shè)計(jì)得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點(diǎn)頭”、加速“抬頭”以及嚴(yán)重側(cè)傾偏向，不利于汽車的轉(zhuǎn)向，容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。 『邁騰原型車大眾帕薩特B6前后懸掛示意圖』 懸掛的構(gòu)件雖然

4、簡單但參數(shù)的確定卻相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，廠家不但要考慮汽車的舒適性，操控穩(wěn)定性還要考慮到成本問題?；谶@三個問題不同廠家有不同的傾向性策略。也就產(chǎn)生了國內(nèi)現(xiàn)在比較常見的五種懸掛：麥弗遜式獨(dú)立懸掛、雙叉臂式獨(dú)立懸掛、單縱臂扭桿梁式半獨(dú)立懸掛、連桿支柱式獨(dú)立懸掛、多連桿式獨(dú)立懸掛。下面就讓我們來逐一分析以上五款國內(nèi)常見懸掛，今天首先來介紹下使用最普遍的麥弗遜式獨(dú)立懸掛。 ● 麥弗遜式獨(dú)立懸掛 麥弗遜式懸掛是當(dāng)今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一。麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成，絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿。主要結(jié)構(gòu)簡單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成，減震器可以避免螺旋彈簧受力時(shí)向前

5、、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的振動，并可以用減震器的行程長短及松緊，來設(shè)定懸掛的軟硬及性能。 『典型的麥弗遜式前懸掛示意圖』 麥弗遜式懸掛結(jié)構(gòu)簡單所以它輕量、響應(yīng)速度快。并且在一個下?lián)u臂和支柱的幾何結(jié)構(gòu)下能自動調(diào)整車輪外傾角，讓其能在過彎時(shí)自適應(yīng)路面，讓輪胎的接地面積最大化，雖然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量很高的懸架結(jié)構(gòu)，但麥弗遜式懸掛在行車舒適性上的表現(xiàn)還是令人滿意，不過由于其構(gòu)造為直筒式，對左右方向的沖擊缺乏阻擋力，抗剎車點(diǎn)頭作用較差，懸掛剛度較弱，穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)彎側(cè)傾明顯。 『典型的麥弗遜式懸掛』 由于其占用空間小適合小型車以及大部分中型車使用國內(nèi)常見的廣州

6、本田飛度、東風(fēng)標(biāo)致307、一汽豐田卡羅拉、上海通用君越、一汽大眾邁騰等前懸掛均采用了麥弗遜式獨(dú)立懸掛。 『麥弗遜式獨(dú)立懸掛比較常見』 需要特別說明的是作為超級跑車的保時(shí)捷911也采用了麥弗遜式前懸掛，這足以證明這款懸掛具有廣泛的適應(yīng)性。 『德系跑車代言人保時(shí)捷911也采用麥弗遜式前懸掛』 主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、響應(yīng)較快、制造成本低。 主要缺點(diǎn)：橫向剛度小、穩(wěn)定性不佳、轉(zhuǎn)彎側(cè)傾較大。 適用車型：中小型轎車、中低端SUV前懸架。 連桿支柱懸掛 連桿支柱懸掛嚴(yán)格意義上來說沒有這種稱謂，但是隨著國內(nèi)廣州豐田凱美瑞的熱銷（凱美瑞采用了這種懸掛），連桿支柱這個

7、名字被越來越多的人熟悉，我們也就姑且把這種懸掛稱為連桿支柱懸掛。 上一期說過拖曳臂式懸掛系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化，避震器不發(fā)生彎曲應(yīng)力，所以摩擦小。但當(dāng)其剎車時(shí)除了車頭較重會往下沉外，拖曳臂懸掛的后輪也會往下沉平衡車身，無法提供精準(zhǔn)的幾何控制，所以某些車廠就會結(jié)合一些連桿來解決，就形成了復(fù)雜的多連桿懸掛——連桿支柱式懸掛。 連桿支柱與麥弗遜懸掛一樣，用來支撐車體也是減振器支柱，他把減振器，減振彈簧組裝在一個總成中。連桿支柱懸掛也有一跟粗大的減振器支柱，與麥弗遜懸掛的主要區(qū)別在于，懸掛下部與車身連接的A字型控制臂改成了三根連桿定位。轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生的橫向

8、力來，主要由減振器支柱和橫拉桿來承擔(dān)。它具有與麥弗遜懸掛相近的操控性能，又有比麥弗遜懸掛更高的連接剛度和相對較好的抗側(cè)傾性能。但是同樣也存在麥弗遜懸掛的缺點(diǎn)，就是穩(wěn)定性不好，轉(zhuǎn)向側(cè)傾還是較大，需要加裝平衡桿來減小轉(zhuǎn)向側(cè)傾 相對縱臂扭轉(zhuǎn)梁來說，它達(dá)到了全獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)要求，并且運(yùn)動部件質(zhì)量輕，懸掛響應(yīng)性好，舒適性和操控性要優(yōu)于縱臂扭轉(zhuǎn)梁的，但比真正的多連桿懸架要差一些。不過其占有空間小于真正的多連桿式懸掛，成本也低于多連桿懸掛故被不少廠家采用。國內(nèi)采用這種后懸掛的主要有昌河鈴木利亞納、東風(fēng)悅達(dá)起亞賽拉圖，北京現(xiàn)代伊蘭特、廣州豐田凱美瑞等。 連桿支柱懸掛： 主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、占用空間較小、

9、制造成本較低。 主要缺點(diǎn)：橫向剛度依然有限、穩(wěn)定性不佳、容易加劇前驅(qū)車的轉(zhuǎn)向不足特性 適用車型：中檔車的后懸掛。 拖曳臂式懸掛 『典型的拖曳臂式后懸掛』 『加裝了防傾桿拖曳臂式懸掛』 拖曳臂式懸掛我們姑且稱之為半獨(dú)立懸掛，從懸掛的大分類來看，所有的懸掛可以被分成兩大類，即：獨(dú)立懸掛和非獨(dú)立懸掛。但是在但縱臂扭轉(zhuǎn)梁懸掛上，這兩個分類變得有些模糊。從懸掛結(jié)構(gòu)來看屬于不折不扣的非獨(dú)立懸掛，因?yàn)樽笥铱v向搖臂被一跟粗大的扭轉(zhuǎn)梁焊接在一起，但是從懸掛性能來看，這種懸掛實(shí)現(xiàn)的是具有更高穩(wěn)定性的全拖式獨(dú)立懸掛的性能。 『大眾甲殼蟲采用拖曳臂式后懸掛』 拖曳臂式懸掛本身具有非獨(dú)立

10、懸掛的存在的缺點(diǎn)但同時(shí)也兼有獨(dú)立懸掛的優(yōu)點(diǎn)，拖曳臂式懸掛的最大優(yōu)點(diǎn)是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化，避震器不發(fā)生彎曲應(yīng)力，所以摩擦小。拖曳臂式懸掛的舒適性和操控性均有限，當(dāng)其剎車時(shí)除了車頭較重會往下沉外，拖曳臂懸掛的后輪也會往下沉平衡車身，無法提供精準(zhǔn)的幾何控制。 不同廠家對這種懸掛的稱謂不同：如：縱臂扭轉(zhuǎn)梁獨(dú)立懸掛，縱臂扭轉(zhuǎn)梁非獨(dú)立懸掛，H型縱向擺臂懸掛等等。歸根結(jié)底他們都是同一種懸掛結(jié)構(gòu)——拖曳臂式懸掛，只是調(diào)教稍有不同。 『中小型車大多采用拖曳臂式懸掛』 在拖曳臂式懸掛的設(shè)計(jì)過程中，橫梁在縱臂上的安裝位置不同其表現(xiàn)出來的性能會非常的大，若橫梁安裝越靠近縱臂與車身

11、的連接點(diǎn)（圖中帶三個螺栓的地方），車子的舒適性就會越好但轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾也會大些。若橫梁的安裝在越靠近縱臂接近車輪中心，舒適性能會大打折扣，表現(xiàn)出來的特性則是以通過性和承載性為主。也更接近整體橋的設(shè)計(jì)。 國內(nèi)采用拖曳臂式后懸掛的主要有：東風(fēng)標(biāo)致206、廣州本田飛度、一汽豐田卡羅拉、上海大眾桑塔納等。 單縱臂扭桿梁式懸掛（俗稱拖曳臂式懸掛）： 主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、占用空間最小、制造成本低 。 主要缺點(diǎn)：承載性能差、抗側(cè)傾能力較弱、減震性能差、舒適性有限 適用車型：中小型汽車、低端SUV后懸掛 多連桿獨(dú)立懸掛 『典型的多連桿獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)圖』 　　多連桿獨(dú)立懸掛，可分為多連桿前懸

12、掛和多連桿后懸掛系統(tǒng)。其中前懸掛一般為3連桿或4連桿式獨(dú)立懸掛；后懸掛則一般為4連桿或5連桿式后懸掛系統(tǒng)，其中5連桿式后懸掛應(yīng)用較為廣泛。 『奔馳S級的多連桿前懸掛』 『以舒適性著稱的豪華車奔馳S級采用多連桿懸掛』 　　多連桿懸掛能實(shí)現(xiàn)主銷后傾角的最佳位置，大幅度減少來自路面的前后方向力，從而改善加速和制動時(shí)的平順性和舒適性，同時(shí)也保證了直線行駛的穩(wěn)定性，因?yàn)橛陕菪龔椈衫旎驂嚎s導(dǎo)致的車輪橫向偏移量很小，不易造成非直線行駛。 『奔馳E級的多連桿后懸掛』 在車輛轉(zhuǎn)彎或制動時(shí)，多連桿懸掛結(jié)構(gòu)可使后輪形成正前束，提高了車輛的控制性能，減少轉(zhuǎn)向不足的情況。 多連桿懸掛在收

13、縮時(shí)能自動調(diào)整外傾角，前束角以及使后輪獲得一定的轉(zhuǎn)向角度。通過對連接運(yùn)動點(diǎn)的約束角度設(shè)計(jì)使得懸掛在壓縮時(shí)能主動調(diào)整車輪定位（這個設(shè)計(jì)自由度非常大），能完全針對車型做匹配和調(diào)校以最大限度的發(fā)揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限。 多連桿懸掛結(jié)構(gòu)想對復(fù)雜，材料成本、研發(fā)實(shí)驗(yàn)成本以及制造成本遠(yuǎn)高于其它類型的的懸掛、而且其占用空間大，中小型車出于成本和空間考慮極少使用這種懸掛。 但多連桿式懸掛舒適性能是所有懸掛中最好的，操控性能也和雙叉臂式懸掛難分伯仲，高檔轎車由于空間充裕、且注重舒適性能何操控穩(wěn)定性，所以大多使用多連桿懸，可以說多連桿懸掛是高檔轎車的絕佳搭檔。 國內(nèi)前后懸掛均采用多連桿的車型有：

14、北奔-戴克奔馳E級轎車、華晨寶馬的3系及5系轎車、一汽大眾奧迪A4及A6L；采用多連桿前懸掛的車型有上海大眾的帕薩特領(lǐng)域；采用多連桿后懸掛的有長安福特?？怂?、一汽大眾速騰、廣州本田雅閣、上海通用君越、一汽豐田皇冠及銳志、一汽轎車馬自達(dá)6、東南汽車三菱戈藍(lán)等。 雙叉臂式獨(dú)立懸掛 『典型的雙叉臂式獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)圖』 雙叉臂式懸掛又稱雙A臂式獨(dú)立懸掛，雙叉臂懸掛擁有上下兩個叉臂，橫向力由兩個叉臂同時(shí)吸收，支柱只承載車身重量，因此橫向剛度大。雙叉臂式懸掛的上下兩個A字形叉臂可以精確的定位前輪的各種參數(shù)，前輪轉(zhuǎn)彎時(shí)，上下兩個叉臂能同時(shí)吸收輪胎所受的橫向力，加上兩叉臂的橫向剛度較大，所以轉(zhuǎn)彎的側(cè)傾

15、較小。 『阿爾法·羅密歐159的前懸采用了雙叉臂式懸掛』 『大眾途銳的雙叉臂懸掛結(jié)構(gòu)圖』 雙叉臂式懸掛通常采用上下不等長叉臂（上短下長），讓車輪在上下運(yùn)動時(shí)能自動改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損，并且能自適應(yīng)路面，輪胎接地面積大，貼地性好。 相比麥弗遜式懸掛雙叉臂多了一個上搖臂，不僅需要占用較大的空間，而且其定位參數(shù)較難確定，因此小型轎車的前橋出于空間和成本考慮一般不會采用此種懸掛。但其具有側(cè)傾小，可調(diào)參數(shù)多、輪胎接地面積大、抓地性能優(yōu)異，因此絕大部分純正血統(tǒng)的跑車的前懸掛均選用雙叉臂式懸掛，可以說雙叉臂式懸掛是為運(yùn)動而生的懸掛，法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車以及F1方程式賽

16、車均采用了雙叉臂式前懸掛。 國內(nèi)采用雙叉臂式前懸掛的轎車主要有一汽豐田皇冠和一汽豐田銳志，以及奧迪的豪華SUV Q7、大眾途銳等。 另外需要說明的是，雙橫臂式懸掛和雙叉臂式懸掛有著許多的共性，只是結(jié)構(gòu)比雙叉臂式簡單些可以稱之為簡化版的雙叉臂式懸掛。同雙叉臂式懸掛一樣雙橫臂式懸掛的橫向剛度也較大，一般也采用上下不等長搖臂設(shè)置。 『本田思域的雙橫臂式懸掛』 雙橫臂式懸掛設(shè)計(jì)偏向運(yùn)動性，其性能優(yōu)于麥弗遜式式懸掛、但比起真正的雙叉臂式懸掛以及多連桿前懸掛要稍差一些。國內(nèi)采用雙橫臂式前懸掛的主要有：廣州本田雅閣、一汽轎車馬自達(dá)6以及北京奔馳-戴克的克萊斯勒300C。而采用雙橫臂式后懸掛的有東風(fēng)本田思域。 主要優(yōu)點(diǎn)：橫向剛度大、抗側(cè)傾性能優(yōu)異、抓地性能好、路感清晰； 主要缺點(diǎn)：制造成本高、懸架定位參數(shù)設(shè)定復(fù)雜； 適用車型：運(yùn)動型轎車、超級跑車以及高檔SUV前后懸架。 『大眾途銳前后懸均采用了雙叉臂式獨(dú)立懸掛』