底盘性能配置-悬架系统

3.2悬架系统

定义：悬挂系统指汽车车身与轮胎之间的弹性连接部分。作用：连接车轮与车身的机构，对车身起支撑和减振的作用。主要是传递作用在车轮和车架之间的力，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。组成：传力杆系、弹性元件、减震器。1）传力杆系，就是上摆臂、下摆臂、连杆等等这些负责连接轮胎和车身、传递应力的部件，这些传力杆系的结构和作用机理决定悬挂的类型，如麦氏、双叉臂、多连杆等等；2）弹性元件，就是弹簧，负责柔性地支撑车身，缓解冲击，但不仅限于轿车常见的螺旋弹簧，还有钢板弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧等等；3）减震器，将路面冲击引起的弹簧振动进行衰减，否则颠一下就忽悠忽悠晃个没完，使乘员难受。

悬架的分类：按多种形式来划分，总体上主要分为两大类，独立悬挂和非独立悬挂。独立悬挂可以简单理解为，左右两个车轮间没有硬轴进行刚性连接，一侧车轮的悬挂部件全部都只与车身相连。由于两个车轮间没有干涉，可以有更好的舒适性和操控性。非独立悬挂两个车轮间不是相互独立的，之间有硬轴进行刚性连接。当一边车轮跳动时，另一侧车轮也相应跳动，使整个车身振动或倾斜。非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但是其舒适性及操纵稳定性都较差。独立悬挂系统因其车轮触地性良好、乘坐舒适性及操纵安定性大幅提升、左右两轮可自由运动，轮胎与地面的自由度大，车辆操控性较好等优点目前被汽车厂家普遍采用。独立悬挂系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。独立悬架：麦弗逊、双叉臂、双横臂式、拖拽臂式、多连杆等麦弗逊式悬挂麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。螺旋弹簧套在减震器上，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，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。

结构紧凑，车轮跳动时前轮定位参数变化小，有良好的操纵稳定性，加上由于没有上横臂，给发动机及转向系统的布置带来方便。麦弗逊式悬挂系统多应用在中小型轿车的前悬挂系统上。双叉臂式独立悬挂双叉臂式悬挂又称双A臂式独立悬挂，双叉臂悬挂拥有上下两个叉臂，横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量，因此横向刚度大。双叉臂式悬挂的上下两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数，前轮转弯时，上下两个叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力，加上两叉臂的横向刚度较大，所以转弯的侧倾较小。典型的双叉臂式独立悬挂结构图阿尔法·罗密欧159的前悬采用了双叉臂式悬挂

由于车轮的横向力和纵向力都由两组叉臂来承受，双叉臂式悬挂的强度和耐冲击力比麦弗逊式悬挂要强很多，而且在车辆转弯时能很好的抑制侧倾和制动点头等问题。大众途锐的双叉臂悬挂结构图由于双叉臂式悬挂比麦佛逊式悬挂双叉臂多了一个上摇臂，需要占用较大的空间，而且定位参数较难确定，因此小型轿车的前桥出于空间和成本考虑较少采用此种悬挂。往往应用于中级车以上，或者很强调运动性，对行驶性能、稳定性能要求比较高的车上，如宝马X5、X6，

前双叉臂后整体桥的结构是硬派越野SUV的经典结构。多连杆悬挂多连杆悬挂，就是通过各种连杆配置把车轮与车身相连的一套悬挂机构，其连杆数比普通的悬挂要多一些，一般把连杆数为三或以上的悬挂称为多连杆悬挂。目前主流的连杆数为4或5根连杆。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。[1]是减震器和弹簧的滑动支柱组合，主要负责承担车身重量和上下方向的路面冲击；

[2]和[3]是两根对称斜置的连杆，主要负责承受前后方向的力，也就是驱动力、刹车力（当然，因为斜置，也分担一点左右轴向的力）；

[4]和[5]是两根与车轮呈直角的平行连杆，位于轮轴以上，负责承受轮轴以上左右方向的力，也就是转弯离心力等，它俩就相当于双叉臂悬挂中的上面那根叉形臂；[6]是一根与车轮呈直角的连杆，位于轮轴以下，负责承受轮轴以下左右方向的力，[6]和[2][3]加在一起相当于双叉臂里的下摆臂。

[4][5]两根杆，约束了车轮的前束，并且与[6]这跟杆，共同构成一个平行四边形，限制了轮子的外倾角，道理和双叉臂一样。多连杆悬挂通过对连接运动点的约束角度设计使得悬挂在压缩时能主动调整车轮定位，使得车轮与地面尽可能保持垂直、贴地性，具有非常出色的操控性。奔驰S级的多连杆前悬挂多连杆悬挂能最大限度的发挥轮胎抓地力从而提高整车的操控极限，是所有悬挂设计中最好的，不过结构复杂，制造成本也高。一般中小型轿车车出于成本和空间考虑很少使用这种悬挂。连杆越多，控制前束和外倾角越精确，行驶性能就越好，占用空间就越大，成本就越高。所以大一些的A级或以上的车用得比较多。空间紧张、成本限制严格的小车上厂家舍不得用。现在国内采用前后悬挂均采用多连杆的车型有很多，从紧凑型车到中级车再到高级车都有体现。譬如奔驰E级轿车、华晨宝马的3系及5系轿车、一汽大众奥迪A4及A6L

、大众速腾等等。双横臂式悬挂两根平行横拉杆、一根纵拉杆、一个滑动支柱，就构成了双横臂式悬挂。之所以下面用两根平行的横拉杆，是为了控制车轮的前束角度的。这种后悬的结构形式可以叫做“变种麦弗逊”，也可以叫做滑柱摆臂式、双连杆支柱式。可以看到，[1]和[2]明显地也是用来承受轮轴以下左右方向的侧向力的；[3]是用来承受前后方向力的；[4]就是个弹簧减震器组合的滑动支柱，用来承受上下方向的力。在这里，连杆[1][2][3]就相当于麦氏悬挂的下摆臂，[4]和麦氏悬挂里的滑动支柱是一回事儿，这种悬挂的结构作用原理及优缺点，和前轮常用的麦氏是一模一样的，所以也叫变种麦氏，其实它也是一种独立悬挂来的。

这种结构较双叉臂更简单的双横臂悬挂性能介于麦弗逊悬挂和双叉臂悬挂之间，拥有不错的运动性能，一般使用在A级或者B级家用车上，国内采用双横臂式前悬挂的主要有：广州本田雅阁（老）、一汽轿车马自达6，东风本田思域（老）等。拖拽臂悬挂（扭力梁）

拖拽臂悬挂结构，通过纵向摆臂和横梁来连接车轮与车身，以螺旋弹簧作为缓冲介质，专用于小型轿车非驱动的后桥。下面两张图，左面图为俯视角度，右面图为侧视角度由图上可以看出，在拖拽臂悬挂中，轮胎是被“纵摆臂”拖拽着前行的，所以形象地被叫作拖拽臂。“纵摆臂”通过可以有限摆动的“承重铰链”与车身连接，传递前后方向的力；上下方向的力则主要通过一端与车轮连接、一端与车身连接的“弹簧”来实现；左右方向的力，由“横梁”来传递，最终作用在“承重铰链”上。拖拽臂悬挂基本上是一种半独立悬挂，也就是说，一边车轮的跳动会部分地影响到另一边的车轮，因此舒适性稍差。

根据“横梁”位置的不同，拖拽臂悬挂又可细分为“全拖拽臂”、“半拖拽臂”、“扭力梁”等等形式，大多结构都差不多。极端一些，比如：“横梁”如果放在“位置1”，那么左右轮的差动影响最小，就是一种独立悬挂了,富康、爱丽舍、塞纳等法系车就是这样，不过弹性元件不是螺旋弹簧，而是藏在横梁里面的扭杆弹簧；“横梁”如果放在“位置2”，那么就成了长安奔奔上的一根硬轴的非独立悬挂。拖拽臂式悬挂的优缺点

最大的优点在于占用空间很小，对于需要极力挖掘可用空间的小型、微型轿车来说，这是很可贵的；同时，因为结构非常简单，主要的部件就是一根接近于“H”形状的梁，因此成本很低，这也比较适合小型、微型轿车。因此，拖拽臂及其变种在小型、微型轿车上的应用非常普遍。其主要的缺点是因为半独立悬挂方式的限制，稳定性、舒适性，以及极限性能均不如双叉臂、多连杆等形式的悬挂，因此在B级或以上的高级别轿车上应用较少。是否采用拖拽臂悬挂，其实也可以作为判断一台车底盘素质乃至该车档次的依据，多用在小型车和紧凑型车的后桥上。空气悬挂系统（主动悬挂）与大多数轿车目前采用的传统的不可变高度的螺旋弹簧悬挂系统相比，空气悬挂系统可以根据道路的起伏不同调高或调低底盘高度，使得车辆能够适应多种路况条件下的驾驶需求。空气悬挂相对于传统的钢制悬挂系统来说，具有很多优势。如车辆高速行驶时，悬挂可以变硬，以提高车身稳定性；而低速或颠簸路面行驶时，悬挂可以变软来提高舒适性。