主流轿车悬架系统分析 (1)

绪论

悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称。车辆行驶的舒适性主要取决于悬架的性能。随着国内汽车市场的快速发展，越来越多的消费者在购买汽车时更注重了汽车的技术含量。虽然做为整车最重要部件之一的发动机备受关注，各种参数也非常直观，但同样重要的底盘与悬挂很多人却并不了解。而汽车厂商的说明书对悬架不是一笔带过，就是悬架名称五花八门，让一些想了解悬架系统的消费者也不知所从。我就目前汽车所采用的一些主要悬架系统进行介绍，以增加消费者这方面的知识。

１．悬挂的分类

悬架的功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车平顺行驶。悬挂系统应有的功能是支持车身，改善乘坐的感觉，不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性，是现代汽车十分关键的部件之一。

１．１麦弗逊独立悬架

麦弗逊（McPhersonType）又

称为支柱式悬吊系统，此种悬吊

常见于前悬吊，堪称是最被广泛

运用者。这是一种利用避震器为

车轮定位用支柱的悬吊形式，支

柱上部经由橡胶置绝缘体固定于

车身，支柱下部用连杆连结以定

位，避震器为筒型，装在支柱内

部。支柱可在导管内上下滑动，

最大优点为构造简单，占位置小，前轮之后倾角不会因车轮的跳动而改变，另外在麦花臣式悬吊以外的悬吊，外倾角方向汽车悬架平面图的定位需要上臂，牺牲空间，麦花臣式悬吊因避震器有此功能，可增大车室空间，在引擎横置的FF车因布置空间无余地，此优点就显得特别重要；缺点为行驶不平路面时，车轮易自

动转向，故驾驶人须用力保持方向盘，当受到剧烈冲击时，滑柱易造成弯曲，因而影响转向性能。麦弗逊事实上是演变自双Ａ臂的一种悬吊型式。他将双A 臂的上支臂替换成避震器+弹簧，而下支臂不变。另外，由于避震器就是麦弗逊的上臂，所以这样的避震器要特别坚固才行。基本上，麦弗逊广泛的运用于前悬吊系统，因为少了上支臂的关系，使得其占用的前轮底盘空间减少，能轻松的安置与横置引擎的车子，在能带来不错的操控效果时，还能兼顾设计成本优点：成本低廉，构造简单，质量很轻，体积小，多用于前置前驱车型，方便布置动力总成，变速器和发动机。

缺点：结构简单是最大的软肋，由于减震器和螺旋弹簧都是对车辆上下的晃动起到支撑和缓冲，因此对于侧向的力量没有提供足够的支撑力度。这样就使得车辆在转向的时候车身有比较明显的侧倾，通常会增加防倾杆能减小车辆侧倾。

１．２拖拽臂悬架（又称纵臂扭转梁式非立悬架）

拖曳臂式悬架是专为后轮

设计的悬吊系，以支臂结合车轴

前方的车身部主轴与车轴，其中

车身部主轴的旋转轴垂直于车

身中心线者，亦即直向后方，称

为拖曳臂式或全拖曳臂式，使用

这类系统的车像PEUGEOT车系、

CITROEN车系、OPEL车系等，而

半拖曳臂式之摆动臂系倾斜于

车身中心线即斜向后方。拖曳臂式悬吊的结构为车身部的主轴直接结合于车身，然后将主轴结合于悬吊系统，再将此构件安装于车身，弹簧与避震器通常是分开安装或是构成一体，直立安装于车轴附近。悬吊系统本身的运动，支臂以垂直车身中心线的轴，亦即平行于车轴的轴为中心进行运动，车轴不倾斜于车身，在任一上下运动位置，车轴平行于车身，对车身外倾角变化为零。其最大的优点乃在于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，当其煞车时除了车头较重会往下沈外，拖曳臂悬吊的后轮也会往下沈平衡车身，而其缺点为无法提供精准的几何控制汽汽车悬架弹簧。

优点：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，摩擦小，结构简单实用、占用空间最小、制造成本低。

缺点：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。承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限。

１．３双横臂悬架

双差臂悬挂拥有上下两个摇臂，起横

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挂。在支柱式悬吊系统问世前，乘用车的独立悬吊式前悬吊为双差臂式悬吊，但是，支柱式问世后，除了一部份外，几乎所有的乘用车前悬吊都改用支柱式。不过，最近苛求乘坐舒适性与操纵安定性的车种开始在前后轮都采用几何学变化，柔软协调等设计自由度高的双A臂式悬吊，为有外倾角变化控制用臂的悬吊形式。臂的布置是下臂与支柱式差不多，上臂是两端已有橡胶衬套的A型臂结合车身与车轴，车身常有副框架，主轴布置于副框架上，副框架与车身通常在四处经绝缘体结合，弹簧与避震器为尽量增长行程，装于上臂上与车身间，藉这些连杆的布置设计，即可将外倾变化。双A臂式悬吊的优点首推设计自由度，因不对避震器施加弯矩，所以摩擦小，因在副框架上布置连杆，容易兼顾悬吊系的刚性与震动绝缘。缺点是零件数多，也要求定位精度，成本上重量上都不利单厢小货车之类的商用车，这是HONDA从F1赛车上所产生的理念，也是本田车系最喜用的悬吊系统。

１．４多连杆悬架

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，多连杆式悬挂舒适性能是所有悬挂中最好的，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。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。

１．５空气悬架