底盤性能配置-懸架系統(tǒng)

3.2懸架系統(tǒng)

定義：懸掛系統(tǒng)指汽車車身與輪胎之間的彈性連接部分。作用：連接車輪與車身的機(jī)構(gòu)，對車身起支撐和減振的作用。主要是傳遞作用在車輪和車架之間的力，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。組成：傳力桿系、彈性元件、減震器。1）傳力桿系，就是上擺臂、下擺臂、連桿等等這些負(fù)責(zé)連接輪胎和車身、傳遞應(yīng)力的部件，這些傳力桿系的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理決定懸掛的類型，如麥?zhǔn)?、雙叉臂、多連桿等等；2）彈性元件，就是彈簧，負(fù)責(zé)柔性地支撐車身，緩解沖擊，但不僅限于轎車常見的螺旋彈簧，還有鋼板彈簧、扭桿彈簧、氣體彈簧等等；3）減震器，將路面沖擊引起的彈簧振動進(jìn)行衰減，否則顛一下就忽悠忽悠晃個沒完，使乘員難受。

懸架的分類：按多種形式來劃分，總體上主要分為兩大類，獨立懸掛和非獨立懸掛。獨立懸掛可以簡單理解為，左右兩個車輪間沒有硬軸進(jìn)行剛性連接，一側(cè)車輪的懸掛部件全部都只與車身相連。由于兩個車輪間沒有干涉，可以有更好的舒適性和操控性。非獨立懸掛兩個車輪間不是相互獨立的，之間有硬軸進(jìn)行剛性連接。當(dāng)一邊車輪跳動時，另一側(cè)車輪也相應(yīng)跳動，使整個車身振動或傾斜。非獨立懸掛系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點，但是其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差。獨立懸掛系統(tǒng)因其車輪觸地性良好、乘坐舒適性及操縱安定性大幅提升、左右兩輪可自由運(yùn)動，輪胎與地面的自由度大，車輛操控性較好等優(yōu)點目前被汽車廠家普遍采用。獨立懸掛系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點。獨立懸架：麥弗遜、雙叉臂、雙橫臂式、拖拽臂式、多連桿等麥弗遜式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。螺旋彈簧套在減震器上，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。

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，加上由于沒有上橫臂，給發(fā)動機(jī)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置帶來方便。麥弗遜式懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在中小型轎車的前懸掛系統(tǒng)上。雙叉臂式獨立懸掛雙叉臂式懸掛又稱雙A臂式獨立懸掛，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。典型的雙叉臂式獨立懸掛結(jié)構(gòu)圖阿爾法·羅密歐159的前懸采用了雙叉臂式懸掛

由于車輪的橫向力和縱向力都由兩組叉臂來承受，雙叉臂式懸掛的強(qiáng)度和耐沖擊力比麥弗遜式懸掛要強(qiáng)很多，而且在車輛轉(zhuǎn)彎時能很好的抑制側(cè)傾和制動點頭等問題。大眾途銳的雙叉臂懸掛結(jié)構(gòu)圖由于雙叉臂式懸掛比麥佛遜式懸掛雙叉臂多了一個上搖臂，需要占用較大的空間，而且定位參數(shù)較難確定，因此小型轎車的前橋出于空間和成本考慮較少采用此種懸掛。往往應(yīng)用于中級車以上，或者很強(qiáng)調(diào)運(yùn)動性，對行駛性能、穩(wěn)定性能要求比較高的車上，如寶馬X5、X6，

前雙叉臂后整體橋的結(jié)構(gòu)是硬派越野SUV的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。多連桿懸掛多連桿懸掛，就是通過各種連桿配置把車輪與車身相連的一套懸掛機(jī)構(gòu)，其連桿數(shù)比普通的懸掛要多一些，一般把連桿數(shù)為三或以上的懸掛稱為多連桿懸掛。目前主流的連桿數(shù)為4或5根連桿。前懸掛一般為3連桿或4連桿式獨立懸掛；后懸掛則一般為4連桿或5連桿式后懸掛。[1]是減震器和彈簧的滑動支柱組合，主要負(fù)責(zé)承擔(dān)車身重量和上下方向的路面沖擊；

[2]和[3]是兩根對稱斜置的連桿，主要負(fù)責(zé)承受前后方向的力，也就是驅(qū)動力、剎車力（當(dāng)然，因為斜置，也分擔(dān)一點左右軸向的力）；

[4]和[5]是兩根與車輪呈直角的平行連桿，位于輪軸以上，負(fù)責(zé)承受輪軸以上左右方向的力，也就是轉(zhuǎn)彎離心力等，它倆就相當(dāng)于雙叉臂懸掛中的上面那根叉形臂；[6]是一根與車輪呈直角的連桿，位于輪軸以下，負(fù)責(zé)承受輪軸以下左右方向的力，[6]和[2][3]加在一起相當(dāng)于雙叉臂里的下擺臂。

[4][5]兩根桿，約束了車輪的前束，并且與[6]這跟桿，共同構(gòu)成一個平行四邊形，限制了輪子的外傾角，道理和雙叉臂一樣。多連桿懸掛通過對連接運(yùn)動點的約束角度設(shè)計使得懸掛在壓縮時能主動調(diào)整車輪定位，使得車輪與地面盡可能保持垂直、貼地性，具有非常出色的操控性。奔馳S級的多連桿前懸掛多連桿懸掛能最大限度的發(fā)揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限，是所有懸掛設(shè)計中最好的，不過結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本也高。一般中小型轎車車出于成本和空間考慮很少使用這種懸掛。連桿越多，控制前束和外傾角越精確，行駛性能就越好，占用空間就越大，成本就越高。所以大一些的A級或以上的車用得比較多?？臻g緊張、成本限制嚴(yán)格的小車上廠家舍不得用?，F(xiàn)在國內(nèi)采用前后懸掛均采用多連桿的車型有很多，從緊湊型車到中級車再到高級車都有體現(xiàn)。譬如奔馳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

、大眾速騰等等。雙橫臂式懸掛兩根平行橫拉桿、一根縱拉桿、一個滑動支柱，就構(gòu)成了雙橫臂式懸掛。之所以下面用兩根平行的橫拉桿，是為了控制車輪的前束角度的。這種后懸的結(jié)構(gòu)形式可以叫做“變種麥弗遜”，也可以叫做滑柱擺臂式、雙連桿支柱式。可以看到，[1]和[2]明顯地也是用來承受輪軸以下左右方向的側(cè)向力的；[3]是用來承受前后方向力的；[4]就是個彈簧減震器組合的滑動支柱，用來承受上下方向的力。在這里，連桿[1][2][3]就相當(dāng)于麥?zhǔn)蠎覓斓南聰[臂，[4]和麥?zhǔn)蠎覓炖锏幕瑒又е且换厥聝?，這種懸掛的結(jié)構(gòu)作用原理及優(yōu)缺點，和前輪常用的麥?zhǔn)鲜且荒Ｒ粯拥?，所以也叫變種麥?zhǔn)希鋵嵥彩且环N獨立懸掛來的。

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（老）、一汽轎車馬自達(dá)6，東風(fēng)本田思域（老）等。拖拽臂懸掛（扭力梁）

拖拽臂懸掛結(jié)構(gòu)，通過縱向擺臂和橫梁來連接車輪與車身，以螺旋彈簧作為緩沖介質(zhì)，專用于小型轎車非驅(qū)動的后橋。下面兩張圖，左面圖為俯視角度，右面圖為側(cè)視角度由圖上可以看出，在拖拽臂懸掛中，輪胎是被“縱擺臂”拖拽著前行的，所以形象地被叫作拖拽臂?！翱v擺臂”通過可以有限擺動的“承重鉸鏈”與車身連接，傳遞前后方向的力；上下方向的力則主要通過一端與車輪連接、一端與車身連接的“彈簧”來實現(xiàn)；左右方向的力，由“橫梁”來傳遞，最終作用在“承重鉸鏈”上。拖拽臂懸掛基本上是一種半獨立懸掛，也就是說，一邊車輪的跳動會部分地影響到另一邊的車輪，因此舒適性稍差。

根據(jù)“橫梁”位置的不同，拖拽臂懸掛又可細(xì)分為“全拖拽臂”、“半拖拽臂”、“扭力梁”等等形式，大多結(jié)構(gòu)都差不多。極端一些，比如：“橫梁”如果放在“位置1”，那么左右輪的差動影響最小，就是一種獨立懸掛了,富康、愛麗舍、塞納等法系車就是這樣，不過彈性元件不是螺旋彈簧，而是藏在橫梁里面的扭桿彈簧；“橫梁”如果放在“位置2”，那么就成了長安奔奔上的一根硬軸的非獨立懸掛。拖拽臂式懸掛的優(yōu)缺點

最大的優(yōu)點在于占用空間很小，對于需要極力挖掘可用空間的小型、微型轎車來說，這是很可貴的；同時，因為結(jié)構(gòu)非常簡單，主要的部件就是一根接近于“H”形狀的梁，因此成本很低，這也比較適合小型、微型轎車。因此，拖拽臂及其變種在小型、微型轎車上的應(yīng)用非常普遍。其主要的缺點是因為半獨立懸掛方式的限制，穩(wěn)定性、舒適性，以及極限性能均不如雙叉臂、多連桿等形式的懸掛，因此在B級或以上的高級別轎車上應(yīng)用較少。是否采用拖拽臂懸掛，其實也可以作為判斷一臺車底盤素質(zhì)乃至該車檔次的依據(jù)，多用在小型車和緊湊型車的后橋上。空氣懸掛系統(tǒng)（主動懸掛）與大多數(shù)轎車目前采用的傳統(tǒng)的不可變高度的螺旋彈簧懸掛系統(tǒng)相比，空氣懸掛系統(tǒng)可以根據(jù)道路的起伏不同調(diào)高或調(diào)低底盤高度，使得車輛能夠適應(yīng)多種路況條件下的駕駛需求。空氣懸掛相對于傳統(tǒng)的鋼制懸掛系統(tǒng)來說，具有很多優(yōu)勢。如車輛高速行駛時，懸掛可以變硬，以提高車身穩(wěn)定性；而低速或顛簸路面行駛時，懸掛可以變軟來提高舒適性。