懸掛ABC

谷兆琳

所謂懸掛就是把車身和車輪彈性地連接起來的機構，其功能除了傳遞作用力以外，就是緩沖在不平路面行駛時車輪傳給車身的沖擊和振動，保證汽車正常的行駛。

汽車懸掛系統與操縱性能之間有著密切的關系。理想的懸掛不僅能使車隨路面起伏而上下運動，并能借此使整個車身在前進過程中盡量保持水平，而且還能隨車速、路況、運動方式的變化做出適當、靈敏的反應；同時，它還能使輪胎與路面隨時貼合，并使車輪保持適當的角度，從而使汽車的動力性能、制動性能以及轉向性能得以充分體現。

一般來說，汽車的懸掛系統分為非獨立懸掛和獨立懸掛兩種，非獨立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端，當一邊車輪跳動時，另一側車輪也相應跳動，使整個車身振動或傾斜；獨立懸掛的結構是用輕便的杠桿、擺臂代替了整體車軸，當一側車輪駛入凹凸不平路面時，不會牽動另一側車輪而引起沖擊振動，這就提高了乘座舒適性。但采用獨立懸掛后也相應使結構復雜，產品價格上升。

懸掛的構件雖然簡單，但各種具體參數的確定卻相當的復雜，廠家不但要考慮汽車的舒適性、操控穩定性，還要考慮到成本問題。目前國內現在比較常見的是如下4種懸掛：扭力梁式半獨立懸掛、麥弗遜式獨立懸掛、雙叉臂式獨立懸掛、多連桿式獨立懸掛。下面我們就來具體介紹一下這幾種常見的懸掛形式。

麥弗遜式獨立懸掛

MacPherson strut type suspension

麥弗遜式懸掛是獨立懸掛的一種，是當今最為流行的獨立懸掛之一，一般用于轎車的前輪。

簡單地說，麥弗遜式懸掛的主要結構即是由螺旋彈簧加上減振器組成，減振器可以避免螺旋彈簧受力時向前、后、左、右偏移的現象，限制彈簧只能做上下方向的振動，并可以用減振器的行程長短及松緊，來設定懸掛的軟硬及性能。

雖然麥弗遜式懸掛在行車舒適性上的表現令人滿意，其結構體積也不大，可有效擴大車內乘坐空間，但由于其構造為直筒式，對左右方向的沖擊缺乏阻擋力，抗剎車點頭作用較差。

麥弗遜式懸掛是因應前置發動機前輪驅動（FF）車型的出現而誕生的。FF車型不僅要求發動機要橫向放置，而且還要增加變速箱、差速器、驅動機構、轉向機，以往的前懸掛空間不得不加以壓縮并大幅刪掉，因此工程師才設計出節省空間、成本低的麥弗遜式懸掛以符合汽車需求。現在一般轎車的前后懸掛基本都是麥弗遜式或其變型。

結構簡單、質量輕、體積小、有利于對比較緊湊的發動機艙布局

不能提供足夠的側向支撐力、側傾與車頭俯仰明顯、耐用性不高

連桿支柱式獨立懸掛

多連桿式獨立懸掛

Multi link type suspension

多連桿懸掛就是通過各種連桿配置把車輪與車身相連的一套懸掛機構，連桿數量在三根以上才稱為多連桿，目前主流的連桿數量為四或五連桿，因此其結構要比雙叉臂和麥弗遜復雜很多。多連桿式懸掛通過不同的連桿配置，使懸掛在收縮時能自動調整外傾角，前束角以及使后輪獲得一定的轉向角度。其原理就是通過對連接運動點的約束角度設計使得懸掛在壓縮時能主動調整車輪定位，而且這個設計自由度非常大，能完全針對車型做匹配和調校。因此多連桿懸掛能最大限度的發揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限。但由于結構復雜，成本也高，無論是研發實驗成本還是制造成本都是最高的，當然性能也是所有懸掛設計中最好的。

多連桿懸掛能實現雙叉臂懸掛的所有性能，并在雙叉臂的基礎上通過連桿連接軸的約束作用使得輪胎在上下運動時前束角也能相應改變，這就意味著彎道適應性更好，如果用在前驅車的前懸掛，可以在一定程度上緩解轉向不足，給人帶來精確轉向的感覺；如果用在后懸掛上，能在轉向側傾的作用下改變后輪的前束角，這就意味著后輪可以一定程度的隨前輪一同轉向，達到舒適操控兩不誤的目的。

調校功能強大、定位準確

結構復雜、制造成本高、占用空間較大

雙叉臂式獨立懸掛

Double wishbone type suspension

雙叉臂式懸掛又稱雙A臂式獨立懸掛，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，因此橫向剛度較大。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，前輪轉彎時，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，所以轉彎的側傾較小。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，并且能自適應路面，輪胎接地面積大，貼地性好。

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。但其具有側傾小，可調參數多、輪胎接地面積大、抓地性能優異，因此絕大部分純正血統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動而生的懸掛，一些性能車，比如本田已經停產的Type-R，和像法拉利、瑪莎拉蒂等這些超級跑車以及F1方程式賽車均采用了雙叉臂式前懸掛。

橫向剛度大、抗側傾性能優異、抓地性能好、路感清晰

制造成本高、懸掛定位參數設定復雜

扭力梁式半獨立懸掛

Trailing arm type suspension

又被稱做拖曳臂式半獨立懸掛。從懸掛結構來看，左右縱向搖臂被一跟粗大的扭轉梁連在一起，但是從性能來看，這種懸掛實現的是具有更高穩定性的全拖式獨立懸掛的性能，所以我們將它稱為半獨立懸掛。扭力梁式懸掛最大優點就是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化，減振器不發生彎曲應力，所以摩擦小。拖曳臂式懸掛的舒適性和操控性均有限，當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，因此無法提供精準的幾何控制。

結構簡單實用、占用空間最小、制造成本低

承載性能差、抗側傾能力較弱、減振性能差、舒適性有限