关注下盘功夫 轿车常用悬挂结构解析.doc

【太平洋汽车网 技术频道】我们在谈论武术的时候，会谈到下盘功夫。下盘功夫是指身体腰部以下部位，尤指腿部，其支撑的稳定性和出击的能力。下盘功夫的好坏直接反应武术水平的高低。而谈到汽车，其悬挂系统的设计和结构直接影响到汽车的驾控特性，是众多想买车的朋友非常关注的问题。今天，我们要来了解一下轿车常见的悬挂结构形式及其特点。 麦弗逊式前悬挂：麦弗逊式悬挂是一种非常常见的前悬挂形式。在上世纪30年代，美国工程师麦弗逊（MacPhersan）为满足前置前驱车型占用空间较大的动力系统而设计的一种悬挂机构。这种悬挂机构结构紧凑性能良好，在随后几十年中被世界各大汽车生产商广泛采用。现在，在15万元以下的合资轿车车型中，大部分车型的前悬挂采用的都是麦弗逊形式。麦弗逊式悬挂主要由螺旋弹簧、减震器、下摆臂以及摆动轴承组成。螺旋弹簧和减震器组成减震支柱，充当车轮摆动主销的同时，承受来自于车身抖动和地面冲击的上下预应力。下摆臂主要是承担来自横向的冲击力。摆动轴承连接车轮、减震支柱以及下摆臂使整个系统连结成一个整体。麦弗逊式悬挂结构简单，重量较轻，降低了簧下质量。簧下质量的降低，使得车辆的转向响应及悬挂回弹速度都更加敏锐。而紧凑的结构设计使得汽车设计者能够在发动机舱内安装体积大小差异较大的发动机，极大增加设计的灵活性。由于麦弗逊式悬挂的减震支柱承受着车身重量以及车轮的冲击，加上减震支柱承受横向的冲击力的能力较弱，使得减震器容易发生变形和漏油，耐用性一般。正是由于麦弗逊式悬挂在承受侧向力方面有一定的弱点，使用麦弗逊式悬挂的车型在高速过弯时会出现车辆侧倾严重或者在急刹车时出现明显的点头。 双叉臂式前悬挂：双叉臂式（Double wish bone）前悬挂又叫做双A臂或双叉骨。这种悬挂形式可以看作是麦弗逊式悬挂的升级版本。上面我们已经提到了麦弗逊式前悬挂充当主销的减震支柱其承受横向冲击力的能力较弱，应用范围被局限于质量较轻的中小型车。而为了满足质量较大、动力更强的大型车对悬挂刚性及耐用性的要求，双叉臂式悬挂应运而生。所以在20万以上的大型车中，绝大部分都采用了双叉臂式前悬挂。双叉臂式悬挂由上叉臂、下叉臂、摆动轴承、减震支柱（螺旋弹簧和减震器）组成。双叉臂式前悬挂的减震支柱只承担车身重量。而车轮作用于悬挂的横向和纵向应力均由上叉臂和下叉臂承担。和麦弗逊式前悬挂相比，双叉臂式前悬挂结构更为“牢靠”。由于各个部件仅担当单一的功能，因而双叉臂式悬挂的耐用性和可靠性更高。双叉臂式悬挂不等长的上下叉臂的合理配置使得车轮在上下运动时，车轮外倾角参数和轮距参数变化很小，这有助于轮胎接地面积时刻保持最大化，减少悬挂在高速弯道时出现的侧倾。双叉臂式悬挂的结构复杂，质量要较麦弗逊式悬挂大，所以在转向响应上不及麦弗逊式悬挂 扭转梁式后悬挂：扭转梁式悬挂是一种常见的非独立后悬挂，具有占用空间小、成本低的特点，所以常被用于内部空间弥足珍贵的小型车和紧凑型车上。说扭转梁式悬挂是非独立悬挂是从其结构上考虑的，而由于车轴是非刚性的，因而我们也可把它理解为是一种带了特殊防侧倾杆的独立悬挂。扭转梁式后悬挂主要由扭转梁、减震弹簧、吸震器以及车轮轴承组成。在一般情况下，使用扭转梁式后悬挂的车辆的后轮轮距、后轮外倾角、后轮前束等几何参数是不变的，因而性能稳定且便于保养。但正因其结构较为固定，也使得这种悬挂行驶的舒适性与操控性非常一般。在高速过弯时，使用扭转梁式后悬挂的车辆有可能会出现弯道内侧车轮离地的情况，这会降低轮胎的抓地力，使过弯变得危险。 多连杆式后悬挂：多连杆式悬挂是一种多用于中型以上车型的后悬挂。由于这种悬挂方式刚性高，稳定性好，被一些厂商推广到紧凑型车甚至小型车以增强车型的竞争力。多连杆式悬挂是独立悬挂，这是它有别于扭转梁式后悬挂的最关键一点。多连杆式悬挂的结构多种多样，但都有4根或以上的连杆（A型臂或叉臂算2根连杆）。就像福克斯、马自达3、高尔夫车型上的E-type纵臂多连杆式后悬挂就是多连杆悬挂的典型之作。E-type纵臂多连杆式后悬挂由上控制臂、前下控制臂、后下控制臂、纵臂组成、减震弹簧、吸震器组成。与双叉臂式悬挂一样，由于车轮的定位与固定由各连杆完成，减震弹簧和吸震器仅用于承担车身重量和完成减震功能。多连杆式悬挂系统对车轮上下部均提供支撑，因而比传统的扭转梁和麦弗逊式悬挂的强度和稳定性都要好。对于车辆开发调试人员来说，多连杆式后悬挂的调整空间更大。通过合理调整多连杆式后悬挂各个摆臂的长度可以实现后轮前束和外倾角的自动调整，产生“后轮随动转向”的效果。由于多连杆式后悬挂的种种优点，使得采用多连杆式后悬挂的车型大多具有弯道侧倾小，加速制动时的抬头点头现象不明显等特性。而多连杆式后悬挂由于结构稳定，使得车辆调试工程师可以在不降低车辆操控性能的前提下选用更为舒适的悬挂调教设定。总结：双叉臂前悬挂/多连杆后悬挂的减震支柱仅承担车身重量；各连杆仅承担来自水平方向的冲击和振动；结构稳定性能出众。但车辆使用何种悬挂合适，则应根据