常见汽车悬挂解析.docx

● 悬挂的概念和分类
首先让我们来了解一下什么是悬挂：悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。

『奥迪S4前后均采用了独立悬挂』
非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左右两侧车轮的互相影响，也容易影响车身的稳定性，在转向的时候较易发生侧翻。独立悬挂底盘扎实感非常明显。由于采用独立悬挂汽车的两侧车轮彼此独立地与车身相连，因此从使用过程来看，当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力，这种冲击力不会波及另一侧车轮，使得厂家可在车型的设计之初通过适当的调校使汽车在乘坐舒适性、稳定性、操纵稳定性三方面取得合理的配置。选用独立悬挂汽车一般来说其操控性和舒适性均要明显好于选用非独立悬挂的汽车。

『多连杆悬挂是独立悬挂的典型代表』
悬挂把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能，是汽车最重要的三大总成之一（其它两个分别是：发动机和变速箱）。从结构上看，汽车悬挂仅是由一些杆、筒以及弹簧等简单构件组成，但汽车悬挂却是一个非常难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车操纵稳定性的要求，又要保证汽车的舒适性要求，而这两方面又是相互矛盾的。为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及严重侧倾偏向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。

『迈腾原型车大众帕萨特B6前后悬挂示意图』
悬挂的构件虽然简单但参数的确定却相当的复杂，厂家不但要考虑汽车的舒适性，操控稳定性还要考虑到成本问题。基于这三个问题不同厂家有不同的倾向性策略。也就产生了国内现在比较常见的五种悬挂：麦弗逊式独立悬挂、双叉臂式独立悬挂、单纵臂扭杆梁式半独立悬挂、连杆支柱式独立悬挂、多连杆式独立悬挂。下面就让我们来逐一分析以上五款国内常见悬挂，今天首先来介绍下使用最普遍的麦弗逊式独立悬挂。
● 麦弗逊式独立悬挂
麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。

『典型的麦弗逊式前悬挂示意图』
麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意，不过由于其构造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力，抗刹车点头作用较差，悬挂刚度较弱，稳定性差，转弯侧倾明显。

『典型的麦弗逊式悬挂』
由于其占用空间小适合小型车以及大部分中型车使用国内常见的广州本田飞度、东风标致307、一汽丰田卡罗拉、上海通用君越、一汽大众迈腾等前悬挂均采用了麦弗逊式独立悬挂。

『麦弗逊式独立悬挂比较常见』

需要特别说明的是作为超级跑车的保时捷911也采用了麦弗逊式前悬挂，这足以证明这款悬挂具有广泛的适应性。

『德系跑车代言人保时捷911也采用麦弗逊式前悬挂』
主要优点：结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低。
主要缺点：横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大。
适用车型：中小型轿车、中低端SUV前悬架。
连杆支柱悬挂

连杆支柱悬挂严格意义上来说没有这种称谓，但是随着国内广州丰田凯美瑞的热销（凯美瑞采用了这种悬挂），连杆支柱这个名字被越来越多的人熟悉，我们也就姑且把这种悬挂称为连杆支柱悬挂。

上一期说过拖曳臂式悬挂系统的最大优点是左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小。但当其刹车时除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬挂的后轮也会往下沉平衡车身，无法提供精准的几何控制，所以某些车厂就会结合一些连杆来解决，就形成了复杂的多连杆悬挂——连杆支柱式悬挂。

连杆支柱与麦弗逊悬挂一样，用来支撑车体也是减振器支柱，他把减振器，减振弹簧组装在一个总成中。连杆支柱悬挂也有一跟粗大的减振器支柱，与麦弗逊悬挂的主要区别在于，悬挂下部与车身连接的A字型控制臂改成了三根连杆定位。转弯时产生的横向力来，主要由减振器支柱和横拉杆来承担。它具有与麦弗逊悬挂相近的操控性能，又有比麦弗逊悬挂更高的连接刚度和相对较好的抗侧倾性能。但是同样也存在麦弗逊悬挂的缺点，就是稳定性不好，转向侧倾还是较大，需要加装平衡杆来减小转向侧倾
相对纵臂扭转梁来说，它达到了全独立悬挂的结构要求，并且运动部件质量轻，悬挂响应性好，舒适性和操控性要优于纵臂扭转梁的，但比真正的多连杆悬架要差一些。不过其占有空间小于真正的多连杆式悬挂，成本也低于多连杆悬挂故被不少厂家采用。国内采用这种后悬挂的主要有昌河铃木利亚纳、东风悦达起亚赛拉图，北京现代伊兰特、广州丰田凯美瑞等。
连杆支柱悬挂：
主要优点：结构简单、占用空间较小、制造成本较低。
主要缺点：横向刚度依然有限、稳定性不佳、容易加剧前驱车的转向不足特性
适用车型：中档车的后悬挂。
拖曳臂式悬挂

『典型的拖曳臂式后悬挂』

『加装了防倾杆拖曳臂式悬挂』
拖曳臂式悬挂我们姑且称之为半独立悬挂，从悬挂的大分类来看，所有的悬挂可以被分成两大类，即：独立悬挂和非独立悬挂。但是在但纵臂扭转梁悬挂上，这两个分类变得有些模糊。从悬挂结构来看属于不折不扣的非独立悬挂，因为左右纵向摇臂被一跟粗大的扭转梁焊接在一起，但是从悬挂性能来看，这种悬挂实现的是具有更高稳定性的全拖式独立悬挂的性能。

『大众甲壳虫采用拖曳臂式后悬挂』

拖曳臂式悬挂本身具有非独立悬挂的存在的缺点但同时也兼有独立悬挂的优点，拖曳臂式悬挂的最大优点是左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小。拖曳臂式悬挂的舒适性和操控性均有限，当其刹车时除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬挂的后轮也会往下沉平衡车身，无法提供精准的几何控制。
不同厂家对这种悬挂的称谓不同：如：纵臂扭转梁独立悬挂，纵臂扭转梁非独立悬挂，H型纵向摆臂悬挂等等。归根结底他们都是同一种悬挂结构——拖曳臂式悬挂，只是调教稍有不同。

『中小型车大多采用拖曳臂式悬挂』
在拖曳臂式悬挂的设计过程中，横梁在纵臂上的安装位置不同其表现出来的性能会非常的大，若横梁安装越靠近纵臂与车身的连接点（图中带三个螺栓的地方），车子的舒适性就会越好但转弯时的侧倾也会大些。若横梁的安装在越靠近纵臂接近车轮中心，舒适性能会大打折扣，表现出来的特性则是以通过性和承载性为主。也更接近整体桥的设计。
国内采用拖曳臂式后悬挂的主要有：东风标致206、广州本田飞度、一汽丰田卡罗拉、上海大众桑塔纳等。
单纵臂扭杆梁式悬挂（俗称拖曳臂式悬挂）：
主要优点：结构简单实用、占用空间最小、制造成本低 。
主要缺点：承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限
适用车型：中小型汽车、低端SUV后悬挂
多连杆独立悬挂

『典型的多连杆独立悬挂结构图』
　　多连杆独立悬挂，可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。其中前悬挂一般为3连杆或4连杆式独立悬挂；后悬挂则一般为4连杆或5连杆式后悬挂系统，其中5连杆式后悬挂应用较为广泛。

『奔驰S级的多连杆前悬挂』

『以舒适性著称的豪华车奔驰S级采用多连杆悬挂』
　　多连杆悬挂能实现主销后倾角的最佳位置，大幅度减少来自路面的前后方向力，从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性，同时也保证了直线行驶的稳定性，因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小，不易造成非直线行驶。

『奔驰E级的多连杆后悬挂』
在车辆转弯或制动时，多连杆悬挂结构可使后轮形成正前束，提高了车辆的控制性能，减少转向不足的情况。
多连杆悬挂在收缩时能自动调整外倾角，前束角以及使后轮获得一定的转向角度。通过对连接运动点的约束角度设计使得悬挂在压缩时能主动调整车轮定位（这个设计自由度非常大），能完全针对车型做匹配和调校以最大限度的发挥轮胎抓地力从而提高整车的操控极限。
多连杆悬挂结构想对复杂，材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其它类型的的悬挂、而且其占用空间大，中小型车出于成本和空间考虑极少使用这种悬挂。
但多连杆式悬挂舒适性能是所有悬挂中最好的，操控性能也和双叉臂式悬挂难分伯仲，高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能何操控稳定性，所以大多使用多连杆悬，可以说多连杆悬挂是高档轿车的绝佳搭档。
国内前后悬挂均采用多连杆的车型有：北奔-戴克奔驰E级轿车、华晨宝马的3系及5系轿车、一汽大众奥迪A4及A6L；采用多连杆前悬挂的车型有上海大众的帕萨特领域；采用多连杆后悬挂的有长安福特福克斯、一汽大众速腾、广州本田雅阁、上海通用君越、一汽丰田皇冠及锐志、一汽轿车马自达6、东南汽车三菱戈蓝等。
双叉臂式独立悬挂

『典型的双叉臂式独立悬挂结构图』
双叉臂式悬挂又称双A臂式独立悬挂，双叉臂悬挂拥有上下两个叉臂，横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量，因此横向刚度大。双叉臂式悬挂的上下两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数，前轮转弯时，上下两个叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力，加上两叉臂的横向刚度较大，所以转弯的侧倾较小。

『阿尔法·罗密欧159的前悬采用了双叉臂式悬挂』

『大众途锐的双叉臂悬挂结构图』
双叉臂式悬挂通常采用上下不等长叉臂（上短下长），让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损，并且能自适应路面，轮胎接地面积大，贴地性好。
相比麦弗逊式悬挂双叉臂多了一个上摇臂，不仅需要占用较大的空间，而且其定位参数较难确定，因此小型轿车的前桥出于空间和成本考虑一般不会采用此种悬挂。但其具有侧倾小，可调参数多、轮胎接地面积大、抓地性能优异，因此绝大部分纯正血统的跑车的前悬挂均选用双叉臂式悬挂，可以说双叉臂式悬挂是为运动而生的悬挂，法拉利、玛莎拉蒂等超级跑车以及F1方程式赛车均采用了双叉臂式前悬挂。

国内采用双叉臂式前悬挂的轿车主要有一汽丰田皇冠和一汽丰田锐志，以及奥迪的豪华SUV Q7、大众途锐等。
另外需要说明的是，双横臂式悬挂和双叉臂式悬挂有着许多的共性，只是结构比双叉臂式简单些可以称之为简化版的双叉臂式悬挂。同双叉臂式悬挂一样双横臂式悬挂的横向刚度也较大，一般也采用上下不等长摇臂设置。

『本田思域的双横臂式悬挂』
双横臂式悬挂设计偏向运动性，其性能优于麦弗逊式式悬挂、但比起真正的双叉臂式悬挂以及多连杆前悬挂要稍差一些。国内采用双横臂式前悬挂的主要有：广州本田雅阁、一汽轿车马自达6以及北京奔驰-戴克的克莱斯勒300C。而采用双横臂式后悬挂的有东风本田思域。
主要优点：横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰；
主要缺点：制造成本高、悬架定位参数设定复杂；
适用车型：运动型轿车、超级跑车以及高档SUV前后悬架。

『大众途锐前后悬均采用了双叉臂式独立悬挂』