幾種懸掛對比

1、簡述作為汽車安全結(jié)構(gòu)的重要組成部分，一直以來，汽車的行駛 操控性和舒適性與底盤結(jié) 構(gòu)中的懸掛系統(tǒng)息息相關(guān)，而懸掛結(jié)構(gòu)的簡單與復(fù)雜也直接決定著汽車制造成本的高低。在人體構(gòu)造中，骨頭與骨頭間往往都由軟組織相連接，它能夠起緩沖保護(hù)骨頭的作用，并 隔絕多余的振動以免傳遞到大腦損壞腦細(xì)胞。在汽車的組成結(jié)構(gòu)中，懸掛系統(tǒng)的作用正好 與人體構(gòu)造中的軟組織相同，懸掛系統(tǒng)就是指由車身與輪胎間的彈性元件、減振器和傳力 裝置三部分構(gòu)成的整個支撐系統(tǒng)，這三個構(gòu)成部分各自負(fù)責(zé)緩沖、減振和受力傳遞。懸掛 系統(tǒng)的具體職責(zé)是支撐車身，過濾掉路面多余的抖動，為駕乘人員提供一個平穩(wěn)舒適的乘 坐環(huán)境。麥弗遜式獨(dú)立懸掛發(fā)展至今，懸掛系

2、統(tǒng)已形成獨(dú)立、半獨(dú)立以及非獨(dú)立三大類型。在現(xiàn)代轎車中，大都 采用獨(dú)立式懸架，按結(jié)構(gòu)形式不同，獨(dú)立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式 以及麥弗遜式等。而在眾多種類的獨(dú)立懸架中，麥弗遜式又以結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、舒適 性尚可的優(yōu)點(diǎn)而被最為廣泛地運(yùn)用。自發(fā)明之日起，麥弗遜式獨(dú)立懸架一直沿用至今，不 過其結(jié)構(gòu)已發(fā)展成為如今可以帶橫向穩(wěn)定桿甚至副車架的復(fù)雜系統(tǒng)。這種懸架之所以能得 到廣泛的應(yīng)用，原因就在于它的結(jié)構(gòu)非常緊湊，占用空間不大，并且制造成本也不高。從 耳熟能詳?shù)奈⑿痛焦ぞ邐W托到追求速度和操控極限的寶馬M3、保時捷911，無一例外地都在前懸采用了這種結(jié)構(gòu)簡單、延伸性好的懸掛系統(tǒng)，只是為了適

3、應(yīng)各自不同的市場定 位和產(chǎn)品訴求，在彈簧阻尼系數(shù)調(diào)校和結(jié)構(gòu)匹配上各自有所不同。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向前、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。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

4、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。麥弗遜式獨(dú)立懸架的車輪也是沿著主銷滑動的懸架，但與燭式懸架不完全相同，它的 主銷是可以擺動的，麥弗遜式懸架是擺臂式與燭式懸架的結(jié)合。與雙橫臂式懸架相比，麥 弗遜式懸架的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，車輪跳動時前輪定位參數(shù)變化小，有良好的操縱穩(wěn)定 性，加上由于取消了上橫臂，給發(fā)動機(jī)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置帶來方便；與燭式懸架相比，它 的滑柱受到的側(cè)向力又有了較大的改善。麥弗遜式懸架多應(yīng)用在中小型轎車的前懸架上， 保時捷911、國產(chǎn)奧迪、桑塔納、夏利

5、、富康等轎車的前懸架均為麥弗遜式獨(dú)立懸架。雖 然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量最高的懸架結(jié)構(gòu)，但它仍是一種經(jīng)久耐用的獨(dú)立懸架，具 有很強(qiáng)的道路適應(yīng)能力。優(yōu)點(diǎn)麥弗遜懸掛擁有良好的響應(yīng)性和操控性，而且結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，成本低，重量 輕，適合布置大型發(fā)動機(jī)以及裝配在小型車身上。缺點(diǎn)行駛在不平路面時，車輪容易自動轉(zhuǎn)向，故駕駛者必須用力保持方向盤的方向，當(dāng)受 到劇烈沖擊時，滑柱易造成彎曲，因而影響轉(zhuǎn)向性能。穩(wěn)定性差，抗側(cè)傾和制動點(diǎn)頭能力 弱，增加穩(wěn)定桿以后有所緩解但無法從根本上解決問題，耐用性不高，減震器容易漏油需 要定期更換。雙叉臂及橫臂式獨(dú)立懸掛雙叉臂式獨(dú)立懸掛雙叉臂式懸掛又稱雙 A臂式獨(dú)立懸掛，雙

6、叉臂懸掛擁有上下兩個叉臂， 橫向力由兩個叉 臂同時吸收，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，上下兩個叉臂能同時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)傾較小。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。雙叉臂式懸掛運(yùn)動性出色，為法拉利、瑪莎 拉蒂等超級跑車所運(yùn)用。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。首先，對于定位參數(shù)的精確控制， 讓車輪能夠很好的緊貼地面，較強(qiáng)的橫

7、向剛性又提供了很好的側(cè)向支撐，對于車輛的操控性能來說，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性是顯而易見的，它不僅是法拉利，蘭博基尼和瑪莎拉蒂這些超級跑車們的首選，甚至是現(xiàn)今的F1賽車所使用的懸掛結(jié)構(gòu)依舊能看到雙叉臂的影子。而兩根三角形結(jié)構(gòu)的搖臂還擁有出色的抗扭強(qiáng)度和橫向剛 性，因此在硬派 SUV或者皮卡上也經(jīng)常會使用雙叉臂的懸掛結(jié)構(gòu)，而前雙叉臂后整體橋的 結(jié)構(gòu)也是硬派越野 SUV的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。像是大切諾基，豐田普拉多和大眾途銳等，前懸都用了雙叉臂的懸掛結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)制造成本高、懸架定位參數(shù)設(shè)定復(fù)雜。同時維修保養(yǎng)時的復(fù)雜程度高，在定位懸架及 四輪定位時，參數(shù)也較難確定。相對于麥弗遜懸掛，它的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，占用空間較大，成本較

8、高，因此并不適用于小型 車前懸掛，此外，定位參數(shù)的確定需要精確計算和調(diào)校，對于制造商的技術(shù)實力要求也比較橫臂式獨(dú)立懸掛橫臂式獨(dú)立懸掛可以看做是一種變形的雙叉臂獨(dú)立懸掛，亦可以稱為簡化版的雙叉臂獨(dú)立懸掛。同雙叉臂式懸掛一樣雙橫臂式懸掛的橫向剛度也比較大，一般也采用上下不等長的搖臂設(shè)置。而有的雙橫臂的上下臂不能起到縱向?qū)蜃饔?，還需要另加拉桿導(dǎo)向。 這種結(jié)構(gòu)較雙叉臂更簡單的雙橫臂懸掛性能介于麥弗遜懸掛和雙叉臂懸掛之間，擁有不錯的運(yùn)動性 能，一般使用在 A級或者B級家用車上，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,東風(fēng)本田思域等。優(yōu)點(diǎn)不等長式上下各有一個不等長搖臂，共同吸

9、收橫向力，因此橫向剛度大，并且通過合 理的布置，可以使輪距和前輪的定位參數(shù)在可接受的限定范圍內(nèi)變化，這就克服了等長式 雙橫臂懸架輪胎磨損嚴(yán)重的弊端。路面的適應(yīng)力好，輪胎接地面大、貼地性好?？梢詰?yīng)用 在轎車的前后懸架上，運(yùn)動型轎車、賽車的后輪也采用這一布置。缺點(diǎn)由于存在上搖臂，占用空間大，許多中小型車都放棄了這種選擇。另外，隨著現(xiàn)代汽車速度的提咼，橫臂式過咼的側(cè)傾中心會引起車輪跳動時輪距變化大，輪胎磨損加劇，而且在急轉(zhuǎn)彎時左右車輪垂直力轉(zhuǎn)移過大，導(dǎo)致后輪外傾增大，減少了后輪側(cè)偏剛度，從而產(chǎn)生咼速甩尾的嚴(yán)重工況。縱臂式獨(dú)立懸掛縱臂式獨(dú)立懸架是指車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動的懸架結(jié)構(gòu)，又分為單縱臂式和雙

10、縱臂式兩種形式。單縱臂式懸架當(dāng)車輪上下跳動時會使主銷后傾角產(chǎn)生較大的變化，單縱臂式懸架具有占用的橫向和縱向空間小、輪距不隨車輪跳動而變化、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于后懸架，大多不應(yīng)用在轉(zhuǎn)向輪上。雙縱臂式懸架的兩個擺臂一般做成等長的，形成一個平行四桿結(jié)構(gòu)，這樣，當(dāng)車輪上下跳動時主銷的后傾角保持不變。雙縱臂式懸架多應(yīng)用在轉(zhuǎn)向輪上。多連桿式獨(dú)立懸掛多連桿獨(dú)立懸掛，可分為多連桿前懸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。在結(jié)構(gòu)上以常見的五連桿式后懸掛為例，其五根連桿分別為：主控制臂、前置定位

11、臂、后置定位臂、上臂和下臂。它們分別對各個方向產(chǎn)生作用力。比如，當(dāng)車輛進(jìn)行左轉(zhuǎn)彎時， 后車輪的位移方向正好與前轉(zhuǎn)向輪相反，如果位移過大則會使車身失去穩(wěn)定性，搖擺不定。 此時，前后置定位臂的作用就開始顯現(xiàn)，它們主要對后輪的前束角進(jìn)行約束，使其在可控范圍內(nèi)；相反，由于后輪的前束角被約束在可控范圍內(nèi)，如果后輪外傾角過大則會使車輛的橫向穩(wěn)定性減低，所以在多連桿懸架中增加了對車輪上下進(jìn)行約束的控制臂，一方面是更好的使車輪定位，另一方面則使懸架的可靠性和韌性進(jìn)一步提高。多連桿懸掛能實現(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 改善加速和制動時的平順性和舒適性，同時也保證了直線行駛的穩(wěn)定性

12、，因為由螺旋彈簧 拉伸或壓縮導(dǎo)致的車輪橫向偏移量很小，不易造成非直線行駛。在車輛轉(zhuǎn)彎或制動時，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。多連桿懸掛在收縮時能自動調(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)計使得懸掛在壓縮時能主動調(diào)整車輪定位（這個設(shè)計自由度非常大），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)相對復(fù)雜， 材料成本、研發(fā)實驗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

13、，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、且注重舒適性能和操控穩(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。優(yōu)點(diǎn)它有雙橫臂懸架的所有性能， 在雙橫臂的基礎(chǔ)上通過連桿接軸的約束作用使得輪胎在上 下運(yùn)動時前束角度也能相應(yīng)改變，這意味著彎道適應(yīng)性更好，如果用在前驅(qū)車的前懸架，可以緩解轉(zhuǎn)向不足，有精確轉(zhuǎn)向的感覺：如果用在后懸架上，在轉(zhuǎn)向側(cè)傾的作用下改變后輪的 前束角，這就意味著后輪可以一定的程度地隨前輪一同轉(zhuǎn)向，達(dá)到舒適操控兩不誤的目的。缺點(diǎn)多連桿懸架的制造成本、研發(fā)成跟雙橫臂一樣，多連桿懸架同樣需要占用較多的空間。 本都是最高的所以常用在中高級車的后橋上。燭式獨(dú)立懸掛燭式獨(dú)立懸架最大的特點(diǎn)是主銷與車架剛性連接，螺旋彈簧減振器安裝在主銷上，汽車行駛過程中，車輪連同主銷套筒在沿主銷軸線方向上下移動，彈簧減振器起減震作用， 承受