主动悬架种类及特点介绍

独立悬架的种类与其特点
所谓悬架，是指汽车的车身（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。

其主要包括弹性元件与阻尼元件，弹性元件能够缓和车身所受冲击，阻尼元件可以消除车身的振动.
悬架的形式主要分为两大类——独立悬架和非独立悬架。

独立悬架采用断开式的车桥，悬架之间互相独立，两车轮间的运动时不会相互影响。

独立悬架的操控性和舒适性较好，但构造较复杂，承载能力小。

独立悬架主要分为三种形式——麦弗逊式独立悬架、双叉臂式独立悬架、多连杆式独立悬架。

独立悬架示意
麦弗逊式独立悬架
麦弗逊悬挂，是现在非常常见的一种独立悬挂形式，大多应用在车辆的前轮。

简单地说，麦弗逊式悬挂的主要结构即是由螺旋弹簧加上减震器以及A字下摆臂组成，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，并且可以通过对减震器的行程、阻尼以及搭配不同硬度的螺旋弹簧对悬挂性能进行调校。

麦弗逊式独立悬架
麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、A字形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。

麦弗逊式独立悬架的物理结构为支柱式减震器兼作主销，承受来自于车身抖动和地面冲击的上下预应力，转向节（也可说车轮，因为转向节作用于车轮）则沿着主销转动；此外，其主销可摆动，特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化，且前轮定位变化小，拥有良好的行驶稳定性。

在麦弗逊式独立悬架中，支柱式减震器除具备减震效果外，还要担负起支撑车身的作用，所以它的结构必须紧凑且刚度足够，并且套上螺旋弹簧后还要能减震，而弹簧与减震器一起，构成了一个可以上下运动的滑柱。

还有一个关键部件---A字型下摆臂，它的作用是为车轮提供横向支撑力，并能承受来自前后方向的预应力。

车辆在运动过程中，车轮所承受的所有方向的冲击力量就要靠支柱减震器和A字型下托臂这两个部件承担。

麦弗逊式独立悬架由螺旋弹簧、减震器、下三角摆臂组成，是一种经久耐用的独立悬架。

它结构紧凑、空间小、成本低，具有很强的道路适应能力，在中小型轿车上有很多的应用。

双叉臂式独立悬架
双叉臂式悬架的诞生和麦弗逊式悬架有着紧密的血缘关系，它们的共同点为：下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂构成，液压减震器充当支柱支撑整个车身。

不同处则在于双叉臂式悬架多了一根连接支柱减震器的上控制臂，这样一来有效增强了悬架整体的可靠性和稳定性。

双叉臂式独立悬架结构
双叉臂式悬架由上下两根不等长V 字形或A字形控制臂以及支柱式液压减震器构成，通常上控制臂短于下控制臂。

上控制臂的一端连接着支柱减震器，另一端连接着车身；下控制臂的一端连接着车轮，而另一端则连接着车身。

上下控制臂还由一根连接杆相连，这根连杆同时也还与车轮相连接。

在整个悬架构造中，通过对多个支点的连接提高了上下控制臂以及整个悬架的整体性。

如果是前轮驱动的车型，那么装配在前轮上的双叉臂悬架在上下控制臂之间除装配有传动机构外，还有转向机构，这使得其结构比不带转向机构的后轮要复杂得多。

在转向机构中，转向主销由转向托盘与上下控制臂的连接位置和角度确定，转向轮可绕主销转动，同时也可随下控制臂上下跳动。

在双叉臂悬架中通常采用球头连接来满足前车轮的运动需要：上下控制臂与转向主销的连接部位既要支持前轮实现转向又要控制车轮的上下抖动。

不过由于上下控制臂的长度差问题，这也对双叉臂悬架的设计提出了严峻的考验——如果上下控制臂的长度差过小，车轮抖动时会造成左右轮距偏大，加快轮胎外侧磨损；反之，如果上下臂长度差过大，则会造成车轮转向时外倾角过大，使轮胎内侧磨损加快。

因此，可以通过增加上下控制臂的长度来减小轮距的变化和控制外倾角的变化。

另外，双叉臂悬架的上下控制臂能起到抵消横向作用力的功效，这使得支柱减震器不再承受横向作用力，而只应对车轮的上下抖动，因此在弯道上具有较好的方向稳定性。

素有“弯道之王”美誉的马自达6前悬采用的就是双叉臂悬架。

因此，马自达6在弯道行驶时的侧倾较小，车身的整体感保持得非常好。

多连杆式独立悬架
多连杆式独立悬架是通过各种连杆配置把车轮与车身相连的一套悬挂机构。

由于连杆的角度和方向不同，悬挂在收缩时能够自动调整轮胎外倾角、前束角等，创造很好的乘坐舒适感。

由于其设计的复杂性和制造成本较高，多连杆式独立悬架多于豪华汽车。

多连杆式独立悬架结构
以常见的五连杆式后悬架为例，五根连杆：主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂分别对各个方向的作用力进行抵消。

比如，当车辆进行左转弯时，后车轮的位移方向正好与前转向轮相反，如果位移过大则会使车身失去稳定性，摇摆不定。

此时，前后置定位臂的作用就开始显现，它们主要对后轮的前束角进行约束，使其在可控范围内；相反，由于后轮的前束角被约束在可控范围内，如果后轮外倾角过大则会使车辆的横向稳定性减低，所以在多连杆悬架中增加了对车轮上下进行约束的控制臂，一方面是更好地使车轮定位，另一方面则使悬架的可靠性和刚度进一步提高。

（上：正外倾，下：负外倾）
从车辆操控性角度来看，多连杆悬架的吊悬结构能通过前后置定位臂和上下控制臂有效控制车轮的外倾角及前束角。

例如，当车轮驶过坑洼路面时，首先上下控制臂开始在可控范围摆动，及时给予车轮足够的弹跳行程；如果路面继续不平，同时车辆的速度加块，此时前后置定位臂的作用就是把车轮始终固定在一个行程范围值内，同时液压减震器也会伴随上下控制臂的摆动吸收震动，而主控制臂的工作就是上下摆动配合上下控制臂使车轮保持自由弹跳，令车厢始终处于相对平稳的状态。

正是因为多连杆悬架具备多根连接杆，并且连杆可对车轮进行多个方面作用力控制，所以在做轮胎定位时可对车轮进行单独调整，并且多连杆悬架有很大的调校空间及改装可能性。

不过多连杆悬架在研发上规模较为庞大，由于结构复杂、成本高、零件多、组装费时，并且要达到非独立悬架的耐用度，始终需要保持连杆不变形、不移位，在材料使用和结构优化上都很考究。

所以多连杆悬架是以追求优异的操控性和行驶舒适性为主要诉求的。

三种独立悬架各自优缺点
在这三种悬架中，麦弗逊是结构最简单的，也是制造成本最低用途最广的。

它主要用在大多数中小型车的前桥上。

它以简单独霸天下。

也正是因为他简单所以他轻，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，而且占用空间小适合小型车以及大部分中型车使用。

但是由于结构简单使得悬架刚度较弱，稳定性差，转弯侧倾明显。

双叉臂悬架拥有上下两个摇臂，横向力由两个摇臂同时吸收，支柱只承载车身重量。

因此横向刚度大。

由于上下使用不等长摇臂（上长下短），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。

并且也能自适应路面，轮胎接地面积大，贴地性好。

但是由于多了一个上摇臂，所以需要站用较大的空间，因此小型车的前桥一般布置不下此种悬架。

多连杆悬架，通过各种连杆配置（通常有三连杆，四连杆，五连杆），首先能实现双叉臂悬架的所有性能，然后在双叉臂的基础上通过连杆连接轴的约束作用使得轮胎在上下运动时前束角也能相应改变，这就意味着弯道适应性更好，如果用在前驱车的前悬架，可以在一定程度上缓解转向不足，给人带来精确转向的感觉；如果用在后悬架上，能在转向侧倾的作用下改变后轮的前束角，这就意味着后轮可以一定程度的随前轮一同转向，达到舒适操控两不误的目的。

跟双叉臂式一样，多连杆悬架同样需要占用较多的空间，而且多连杆悬架无论是制造成本还是研发成本都是最高的所以常用在中高级车的后桥上。

所以总的来说，现在最经济适用，性价比最高的前独立悬架是麦弗逊，能做高性能调校和匹配的悬架是多连杆和双叉臂。

结构最复杂实现性能最多的是多连杆。

但由于后两者在结构上使其质量较重所以为了达到更好的响应速度常用铝合金打造，那么成本就可想而知了。