轎車的懸架新主張

懸架的基本功能與發展趨勢

汽車的懸架裝置是連接車身和車輪之間全部零件和部件的總稱，主要由彈簧、減振器和導向機構三部分組成。由于懸架裝置實現了車體和車輪之間的彈性支撐，有效地抑制、降低了車體與車輪的動載和振動，從而保證汽車行駛的平順性和操縱穩定性，達到提高平均行駛速度的目的。目前汽車上的主導裝備產品仍然是加工容易、成本低，由螺旋彈簧和液壓筒式減振器所組成的普通懸架（從動懸架）。

現代轎車除了行駛性、轉向性和制動性的基本性能以外，還致力于提高安全性與舒適性，向高附加價值、高性能和高質量的方向發展。因此，作為提高操縱穩定性、乘坐舒適性的轎車懸架必須進行相應的改進。

隨著汽車工程技術的進步，決定乘坐舒適性和操縱穩定性的汽車懸架技術得到了廣泛重視和深入研究，在汽車工業領域中主動懸架受到日益廣泛的重視，已成為懸架技術發展的重要趨勢。

懸架系統的種類與結構特點

舒適性是轎車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有關，而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時，汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間連接的傳力機件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此，轎車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術規格表，作為衡量轎車質量的指標之一。

現代轎車的懸架有兩種，一種是從動懸架，另一種是主動懸架。從動懸架即傳統式的懸架，是由彈簧、減振器（減振筒）、導向機構等組成，它的功能是減弱路面傳給車身的沖擊力，衰減由沖擊力而引起的承載系統的振動。其中彈簧主要起減緩沖擊力的作用，減振器的主要作用是衰減振動。由于這種懸架是由外力驅動而起作用的，所以稱為從動懸架。而主動懸架的控制環節中安裝了能夠產生抽動的裝置，采用一種以力抑力的方式來抑制路面對車身的沖擊力及車身的傾斜力。由于這種懸架能夠自行產生作用力，因此稱為主動懸架。

轎車懸架包括彈性元件，減振器和傳力裝置等三部分，這三部分分別起緩沖、減振和力的傳遞作用。從轎車上來講，彈性元件多指螺旋彈簧，它只承受垂直載荷，緩和及抑制不平路面對車體的沖擊，具有占用空間小、質量小、無需潤滑的優點，但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。減振器指液力減振器，是為了加速衰減車身的振動，它是懸架機構中最精密和復雜的機械件。傳力裝置是指車架的上下擺臂等叉形剛架、轉向節等元件，用來傳遞縱向力、側向力及力矩，并保證車輪相對于車架(或車身)有確定的相對運動規律。

轎車懸架分為非獨立懸架和獨立懸架兩種。非獨立懸架的車輪裝在一根整體車軸的兩端，當一邊車輪跳動時，影響另一側車輪也作相應的跳動，使整個車身振動或傾斜，平穩性和舒適性較差，但由于構造簡單，承載力大，目前仍有部分轎車的后懸架采用這種形式。獨立懸架的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨立地安裝在車架(或車身)下面，當一邊車輪發生跳動時，另一邊車輪不受波及，平穩性和舒適性較好。但這種懸架構造復雜，承載力小。現代轎車前后懸架大都采用了獨立懸架，并已成為一種發展趨勢。

獨立懸架的結構有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種。麥弗遜式懸架的特點是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化。其構造簡單、布置緊湊、前輪定位變化小、具有良好的行駛穩定性。目前轎車中使用最多的就是麥弗遜式獨立懸架。

汽車懸架系統功能與工作原理

現代轎車的懸架都有減振器。當轎車在不平坦的道路上行駛時，車身會發生振動，減振器能迅速衰減車身的振動，利用本身油液流動的阻力來消耗振動的能量。人們為了更好地實現轎車的平穩性和安全性，將阻尼系數不固定在某一數值上，而是隨轎車的運行而變化，使懸架性能總是處在最優狀態。因此，有些轎車的減振器是可調式的，將阻尼分成兩級或三級，根據傳感器信號自動選擇所需要的阻尼級。

在現代轎車懸架上，麥弗遜式及燭式懸架都將螺旋彈簧和減振器組合在一起。因為乘坐的舒適性有賴于對沖擊的緩沖和對沖擊產生振動的消減兩個方面，缺一不可。只有緩沖沒有消振只能暫時緩和沖擊力的影響而不能最終使它消失；只有對振動的消減而沒有緩沖則不能有效地避免沖擊所造成的破壞。如果單獨使用彈簧而沒有消振元件，汽車就會像雜技演員跳“蹦蹦床”一樣，受到一次沖擊后連續不斷地上下振動。如果單獨使用減振器而沒有緩沖元件，地面的沖擊力將直接加在車身上，使乘員不堪忍受。因此，螺旋彈簧與減振器組合使用是一種力學上的巧妙結合。充分利用二者的特點，能夠即時緩沖地面的沖擊，并在螺旋彈簧幾個來回過程中拖動減振器活塞，驅動油液把大部分振動能量吸收掉，使得汽車迅速平穩下來。

為了提高轎車的舒適性，現代轎車懸架的垂直剛度值設計得較低，用通俗話來講就是很“軟”，這樣雖然乘坐舒適了，但轎車在轉彎時，由于離心力的作用會產生較大的車身傾斜角，直接影響到操縱的穩定性。為了改善這一狀態，許多轎車的前后懸架增添橫向穩定桿，當車身傾斜時，兩側懸架變形不等，橫向穩定桿就會起到類似杠桿作用，使左右兩邊的彈簧變形接近一致，以減少車身的傾斜和振動，提高轎車行駛的穩定性。

電子控制懸架系統的新技術

隨著人類生活水平的提高，人們對汽車舒適性的要求也越來越高，傳統的汽車懸架系統已不能滿足人們的要求。人們希望汽車車身的高度、懸架的剛度、減振器的阻尼大小能隨汽車載荷、行駛速度以及路面狀況等條件的變化而自動調節。隨著電子技術的飛速發展，車用微機、各種傳感器、執行元件的可靠性和壽命都大幅度提高，為了滿足人們對汽車舒適性的要求，各汽車公司相繼研發了提高汽車舒適性的電子控制系統，電子控制技術被有效應用于懸架系統中。

電子控制懸架系統由傳感器、控制開關、電控單元和執行器組成。傳感器和控制開關向電控單元輸入信號，電控單元接到信號后，向執行元件發出控制指令，執行元件產生一定的機械動作，從而改變車身高度、空氣彈簧的剛度和減震器的阻尼。目前采用的電子控制懸架系統主要有以下幾種類型：電子控制變高度懸架系統；電子控制變剛度空氣彈簧懸架系統；電子控制變阻尼減振器懸架系統；電子控制變剛度空氣彈簧與變阻尼減振器懸架系統；電子控制變高度變剛度空氣彈簧和變阻尼減振器懸架系統。

車身高度控制系統的主要功用是當車內乘員或載荷變化時，自動調節車身高度，使汽車行駛穩定，提高乘坐舒適性。車身高度控制系統分為兩大類型，一類是僅對兩個后輪懸架進行控制；另一類是對全部四個車輪懸架進行高度控制。兩種類型的控制原理基本相同。最早也是最簡單的微機控制懸架系統采用了空氣彈簧進行控制。福特公司早期采用的電子控制變高度懸架系統，主要由高度傳感器、電控單元、空氣壓縮機、空氣壓縮機驅動電機、空氣壓縮機繼電器、空氣干燥器、空氣排氣電磁閥、空氣軟管、后輪空氣減振器等組成。

汽車懸架系統的發展新秀

隨著電子技術的飛速發展，研制成功應用電子控制的車高調整裝置。車高調整裝置分為油壓式與空壓式二大類。一般采用價格便宜、結構簡單的空壓式車高調整裝置。

車高調整控制系統的功能是:消除因乘員人數或裝載量的變化而引起的車身高度變化(車身下傾)，適當保持懸架的定位和行程，防止行駛穩定性和乘坐舒適性的惡化。在車輛高速行駛時不受空氣作用力的影響。

近些年新投放市場的部分轎車車型懸架有:

豐田Raum前懸架為壓桿式，后懸架前驅車款為扭力臂桿式，四驅車款則采用附帶后擺臂的連桿式；Sienta前懸架采用了威馳系列的壓桿式，后懸架則由于車身重量的增加而直接沿用了高級車花冠Spacio的扭力臂桿式；RX330選裝包括空氣懸架，配備后，除了在高速行駛時最大可將車身高度降低15mm之外，一旦關閉點火開關，車身高度就會降低30mm，方便乘員上下車；Avensis為雙叉骨式后懸架；皇冠前、后懸架分別為雙叉骨式及多連桿式，采用單管減振器，改善了衰減力的反應性能，并通過增加采用鋁合金材料的部位，減輕了簧下重量。

大眾奧迪A3前懸架采用麥弗遜支柱式，后懸架則采用新開發的具有四根連桿的多連桿式；高爾夫Ⅴ懸架系統與A3同樣采用最新開發的多連桿方式，減振器、車簧和平衡器的規格不同于A3。

奔馳CLK320敞篷車前懸架為由兩根橫向配置的麥弗遜臂桿式，后懸架為多連桿式。

本田奧德賽后懸架采用雙叉骨式。

雪鐵龍概念車C-Airlounge懸架減振系統采用該公司的油壓系統“Hydractive3”。

福特Freestar前懸架采用麥弗遜臂桿式，后懸架采用扭力臂桿式；福特概念車雷鳥SH采用“KW Coilover”懸架減振系統，可防止前輪切角及后輪間隙損壞。

通用中型皮卡H3T后懸架減振系統為多連桿式小型SUVE quinox，前懸架及后懸架分別采用麥弗遜臂桿式和獨立四連桿式；雪佛蘭Aveo前懸架采用麥弗遜臂桿式，后懸架采用扭桿式。

日產無限QX56懸架減振系統前、后均為雙叉骨式，標準配備全車空氣懸架系統，可調整后部車高；無限概念車Triant四輪均采用多連桿方式；March前懸架為壓桿式，但由于采用了帶防振絕緣體的副車架，因而提高了整車的安靜性，后懸架五連桿式改為扭桿式，從而實現了小型化。

三菱Eclipse Spyder前、后分別為麥弗遜臂桿式及多連桿式；小型車i前、后懸架分別采用麥弗遜臂桿式及扭力臂桿式；概念車SE-RO懸架減震系統前、后分別為麥弗遜臂桿及De Dion Axle式；Grandis前、后懸架分別采用麥弗遜支柱式及半拖曳臂式。

馬自達AxelaA前、后懸架減振系統分別采用麥弗遜臂桿式及多連桿式；Roadster改進款前、后懸架分別為雙叉骨式及多連桿式；概念跑車Kusabi前、后懸架分別采用麥弗遜臂桿式及扭力臂桿式；鷲羽懸架減振系統前、后分別為雙叉骨式及多連桿式；RX-8混合動力款前懸架為雙叉骨式，后懸架為多連桿式。

歐寶雅特配備了附帶持續減震控制的懸架減振系統“IDSP lus”，只需一鍵操作即可將減振器特性切換到運動模式。

美洲豹XJ懸架減振系統為全輪雙叉骨式，前后均配有鋼制副車架。該車全部車型在所有車輪上均采用了空氣懸架。

阿爾法·羅密歐概念車Kamal前后均采用雙叉骨式。在超過一定車速時，通過可調節車高的氣壓式懸架減振系統可自動降低車高。

起亞Opirus前、后懸架分別為雙叉骨式及多連桿式的懸架減振系統。

從外表上看似簡單的懸架，包含著多種力的合作，決定著轎車的穩定性、舒適性和安全性，是現代轎車十分關鍵的部件之一。隨著汽車結構和功能的不斷改進和完善，研究汽車振動，設計新型懸架電控系統，將振動控制到最低水平是提高現代汽車品質的重要措施。目前，汽車懸架系統已進入到利用電子控制器進行控制的時代。運用較優的控制方法，得到高性能的減振效果，并使能耗盡可能的低，是汽車懸架系統發展的主要方向。