典型麥弗遜式前懸架結(jié)構(gòu)以及雙叉式后懸架結(jié)構(gòu)

./下圖為典型麥弗遜式前懸架結(jié)構(gòu)以及雙叉式后懸架結(jié)構(gòu)雙叉臂式懸架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。上下控制臂能分擔(dān)橫向力,令車身在過彎時更加平穩(wěn)。能承受住越野時崎嶇路面對底盤的強(qiáng)大沖擊但更占用空間,結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高,不適合經(jīng)濟(jì)型小車雙叉臂式獨(dú)立懸架擁有出色的側(cè)向支撐、精確的車輪方向控制,但由于使用上下控制臂結(jié)構(gòu),過于穩(wěn)定的特性卻使車輪的響應(yīng)速度較其他形式懸架要緩慢,上下控制臂的結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致這種懸架的橫向安裝空間大。上叉臂式懸架常出現(xiàn)在車身寬大的豪華轎車、全尺寸SUV、皮卡甚至超級跑車,如凱迪拉克賽威SLS、雪鐵龍C6、奧迪Q7、大眾途銳,甚至國產(chǎn)中興威虎皮卡,以及蘭博基尼蓋拉多、瑪莎拉蒂3000GT等注重操控性能的跑車。在這個言必談操控、論必說運(yùn)動的年代里,幾乎所有汽車品牌多在大力的宣傳自己產(chǎn)品優(yōu)秀的操控性能,從歐系的寶馬、奧迪、薩伯到日系的謳歌、英菲尼迪等高端品牌無不在極力宣傳自己良好的操控性和運(yùn)動性,就連一向以舒適性能為取向的奔馳、凱迪拉克、雷克薩斯等高端品牌也在新近的設(shè)計中加入了更多的運(yùn)動取向。從以?？怂篂榇淼木o湊型轎車到以邁騰為代表的中級車到以寶馬5系Li為代表的高檔車無不標(biāo)榜自己的運(yùn)動性能。那么他們是否如宣傳所說這么優(yōu)秀,此次汽車探索就為大家解讀影響汽車運(yùn)動性能的汽車底盤的核心——懸掛系統(tǒng),并分析不同懸掛對汽車操控性及舒適性的影響。『懸掛在汽車底盤安放位置的示意圖』●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?！簥W迪S4前后均采用了獨(dú)立懸掛』非獨(dú)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?！憾噙B桿懸掛是獨(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?！哼~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?！覃湼ミd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?！旱湫偷柠湼ミd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?！旱湫偷柠湼ミd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常見的本田飛度、東風(fēng)標(biāo)致307、一汽豐田卡羅拉、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?！蝴湼ミd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。多連桿獨(dú)立懸架『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?！罕捡YS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的平順性和舒適性,同時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?！罕捡YE級的多連桿后懸掛』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。『國產(chǎn)的奔馳E級前后懸都采用了多連桿懸掛』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?！簩汃R與奧迪后懸掛也采用多連桿技術(shù)』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?！捍蟊娕了_特領(lǐng)馭前懸為多連桿懸掛』國前后懸掛均采用多連桿的車型有：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、本田雅閣、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?！焊？怂?、馬自達(dá)6、雅閣與皇冠后懸掛均采用多連桿』拖曳臂式懸架『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?！捍蟊娂讱はx采用拖曳臂式后懸掛』拖曳臂式懸掛本身具有非獨(dú)立懸掛的存在的缺點(diǎn)但同時也兼有獨(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?！褐行⌒蛙嚧蠖嗖捎猛弦繁凼綉覓臁弧鹤罱惓；馃岬目_拉也是采用拖曳臂式后懸掛』在拖曳臂式懸掛的設(shè)計過程中,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?！翰捎猛弦繁凼綉覓斓倪€有大家熟知的桑塔納』用拖曳臂式后懸掛的主要有：東風(fēng)標(biāo)致206、本田飛度、一汽豐田卡羅拉、大眾桑塔納等?！猴w度、206等小車多采用拖曳臂式后懸掛』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,但是隨著國豐田凱美瑞的熱銷〔凱美瑞采用了這種懸掛,連桿支柱這個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)彎時產(chǎn)生的橫向力來,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。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,現(xiàn)代伊蘭特、豐田凱美瑞等?！阂撂m特和賽拉圖均采用連桿支柱懸掛』連桿支柱懸掛：主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、占用空間較小、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?！褐行蛙囍袆P美瑞也采用連桿支柱懸掛』編后語現(xiàn)在幾乎所有轎車的前輪都采用獨(dú)立懸掛,后輪雖然比前輪采用獨(dú)立懸掛的要少,但中、高級轎車一般都是四輪獨(dú)立懸掛且后懸掛大多采用了多連桿懸掛。至于那款汽車的綜合表現(xiàn)更好則是一個很難確定的問題,汽車操控性能的優(yōu)劣不僅僅在于懸掛的固有特性還在于廠商調(diào)教的功底。但即使懸掛調(diào)教再好也無法跳躍級別達(dá)到更高級別懸掛的特性,所以汽車懸掛的選型基本上可以初步框定汽車的操控性能和舒適性能。消費(fèi)者也就可以從汽車的懸掛選型初步判斷汽車操控性能和舒適性的優(yōu)劣雙叉臂式獨(dú)立懸架『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。『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?！弘p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』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方程式賽車均采用了雙叉臂式前懸掛。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SUVQ7、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