石家庄市行唐县县长:详细图解主流汽车悬挂

很多消费者在选择汽车时考虑更多的是外形、内饰，也有部分消费者是过度关注发动机的各种参数，而极少有人关注对整车性能至关重要的悬挂技术含量。因此常听到有消费者抱怨车子“发飘”、“转向时速度不敢过快、担心侧翻”、“路况稍一不好、就感觉颠簸”等等。出现这种情况的原因很多，但最重要的因素恐怕还要在悬挂方面找原因。悬挂如同汽车的基座，即使汽车的外形再漂亮，内饰再高档，如果悬挂系统技术水平低下，那么就别指望这个车子有很好的操控和舒适的乘坐感觉。
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汽车悬挂动画
而汽车厂商的说明书车书对悬挂不是一笔带过，就是悬挂名称五花八门，让一些想了解悬挂系统的消费者也不知所从。我们今天就目前汽车所采用的一些主要悬挂系统进行介绍，以增加消费者这方面的知识。横臂式独立悬挂
代表车型：广本雅阁、奥德赛……
就是车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统。按照横臂的数量又分为双横臂和单横臂两种。在国内热销了10多年的广本雅阁的前悬挂就是双横臂悬挂。这种悬挂在成本和操控性之间取得了较完美的平衡，是本田比较喜欢使用的一种悬挂，奥德赛的四轮全部采用这种悬挂。不过使用这种悬挂最多的当属F1赛车了。

 
双横臂式悬挂

不等臂悬挂
评价：横臂式悬挂的优点是摩擦较小，能够兼顾悬挂的刚度和对震动的缓冲，所以采用这种悬挂的车子对路面的震动过滤的非常快，舒适度没的说，但零件较多，具有独立悬挂的明显缺点，对汽车侧倾的控制不够好，如果在转速过快、侧向风较大等情况下容易翻车。


双横臂双叉臂悬挂
双叉臂式悬挂
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。
双叉臂式悬挂通常采用上下不等长叉臂（上短下长），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，并且能自适应路面，轮胎接地面积大，贴地性好。
从结构上来看，双叉臂式悬架和麦弗逊式悬架有着紧密的血缘关系，它们的共同点为：下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂构成，液压减震器充当支柱支撑整个车身。不同处则在于双叉臂式悬架多了一根连接支柱减震器的上控制臂，这样一来有效增强了悬架整体的可靠性和稳定性。
其实双叉臂式悬架还有一个有趣的名字——双愿骨式悬架（Double wish bone）。据说这个有趣的名字来源于西方圣诞节上人们喜欢吃的一种火鸡的骨头，当人们开始吃的时候要对火鸡身上一根类似V字形的骨头许愿，而这根骨头就叫愿骨（Wish bone）。因为在双叉臂悬架结构中有两根“愿骨”，故得名双愿骨式悬架。

第八代雅阁的双叉臂式悬架

『典型的双横臂式悬挂结构图』

『双叉臂悬挂结构』
主要优点：横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰；
主要缺点：制造成本高、悬架定位参数设定复杂；
适用车型：运动型轿车、超级跑车以及高档SUV前后悬架。
历史
双叉臂悬架的灵感来源于麦弗逊式悬架。从结构上来看，麦弗逊悬架只有一根下控制臂和一根支柱式减震器，结构上的最简单化使它的组成部件通常要一专多能。例如支柱减震器需充当转向主销，除要承受车辆本身的重量外，还要应对来自于路面的抖动和冲击。如果车辆在运动中，一侧的麦弗逊悬架受到惯性压缩，那么车轮的外倾角变化将增大，于是悬架越是压缩得厉害，这种形变就越是难以得到控制。所以麦弗逊悬架的应用范围多为小型或中型轿车，车型级别再往上走，结构简单的麦弗逊悬架便会有些力不从心了。
要改善麦弗逊悬架“脆弱”的特点，就有必要在悬架的组成结构上进行调整。由于麦弗逊悬架只有下控制臂和支柱减震器两个连接部件，这样一来就形成了一个“L”形的结构，如果能在“L”形顶端再增加一根控制臂，那么悬架的结构将得到加强。于是通过对麦弗逊悬架植入上控制臂，双叉臂式悬架结构便应运而生。双叉臂悬架相对麦弗逊悬架在物理学特性上的改变显而易见：当一侧悬架因惯性收缩时，车轮的外倾角变化也相对较小，不过车轮外倾角的变化大小还可以通过改变上下控制臂的相对长度来改善。因此，工程师在设计和匹配双叉臂悬架时自由度更大，更能针对汽车的某一种特性如运动或舒适性作出最为合理的调校。
事实上，在车辆的底盘设计之初，设计师便开始考虑如何在底盘上布置复杂的悬架结构，给车辆带来更好的操控性或更平稳的舒适性。为了使车轮能随时随地贴合地面，达到运动性和乘坐舒适性的统一，设计师往往会采用双叉臂悬架结构，增加减震器阻尼和螺旋弹簧的硬度也是应对措施之一。在这点上，麦弗逊悬架会因为控制臂的单薄而使车轮外倾角增大，同时使车胎内侧负荷增大而加剧磨损。
构造
双叉臂式悬架由上下两根不等长V 字形或A字形控制臂以及支柱式液压减震器构成，通常上控制臂短于下控制臂。上控制臂的一端连接着支柱减震器，另一端连接着车身；下控制臂的一端连接着车轮，而另一端则连接着车身。上下控制臂还由一根连接杆相连，这根连杆同时也还与车轮相连接。在整个悬架构造中，通过对多个支点的连接提高了上下控制臂以及整个悬架的整体性。
如果是前轮驱动的车型，那么装配在前轮上的双叉臂悬架在上下控制臂之间除装配有传动机构外，还有转向机构，这使得其结构比不带转向机构的后轮要复杂得多。在转向机构中，转向主销由转向托盘与上下控制臂的连接位置和角度确定，转向轮可绕主销转动，同时也可随下控制臂上下跳动。在双叉臂悬架中通常采用球头连接来满足前车轮的运动需要：上下控制臂与转向主销的连接部位既要支持前轮实现转向又要控制车轮的上下抖动。不过由于上下控制臂的长度差问题，这也对双叉臂悬架的设计提出了严峻的考验——如果上下控制臂的长度差过小，车轮抖动时会造成左右轮距偏大，加快轮胎外侧磨损；反之，如果上下臂长度差过大，则会造成车轮转向时外倾角过大，使轮胎内侧磨损加快。因此，通过增加上下控制臂的长度来减小轮距的变化和控制外倾角的变化不失为一个好办法。
值得一提的是，双叉臂悬架的上下控制臂能起到抵消横向作用力的功效，这使得支柱减震器不再承受横向作用力，而只应对车轮的上下抖动，因此即使在越野弯道上也具有较好的方向稳定性，这就是为什么从国外悍马H3到国产陆风x8这些性能SUV都用在这种形式悬挂的原因。

双叉臂式悬架
发展
由于传统的双叉臂悬架采用单导向结构，即上下控制臂与支柱减震器相连，实现对车轮上下运动方向的控制，转向拉杆和主销相连完成对车轮左右方向的控制。由此看来，减震和转向是由两个独立机构控制，但两个机构都只具备单导向性。随着悬架结构的不断优化改进，目前双叉臂悬架已衍生出可同时负责车轮转向和上下抖动的双向控制结构。
应用
相比麦弗逊式悬挂双叉臂多了一个上摇臂，不仅需要占用较大的空间，而且其定位参数较难确定，因此小型轿车的前桥出于空间和成本考虑一般不会采用此种悬挂。但其具有侧倾小，可调参数多、轮胎接地面积大、抓地性能优异，因此绝大部分纯正血统的跑车和追求性能的SUV的前悬挂均选用双叉臂式悬挂，可以说双叉臂式悬挂是为运动而生的悬挂。法拉利、玛莎拉蒂等超级跑车以及F1方程式赛车均采用了双叉臂式前悬挂。一汽丰田皇冠和锐志也都采用了双叉臂式前悬挂。国内采用双叉臂式前悬挂的轿车主要有一汽丰田皇冠和一汽丰田锐志，奥迪的豪华SUV Q7、大众途锐，以及咱自己的x8等车型。
另外需要说明的是，双横臂式悬挂和双叉臂式悬挂有着许多的共性，只是结构比双叉臂式简单些可以称之为简化版的双叉臂式悬挂。同双叉臂式悬挂一样双横臂式悬挂的横向刚度也较大，一般也采用上下不等长摇臂设置。
后悬采用双横臂式悬挂的思域具有不错的运动性，中型轿车本田雅阁和马自达6都采用了双横臂前悬挂。
双横臂式悬挂设计偏向运动性，其性能优于麦弗逊式式悬挂、但比起真正的双叉臂式悬挂以及多连杆前悬挂要稍差一些。国内采用双横臂式前悬挂的主要有：广州本田雅阁、一汽轿车马自达6以及北京奔驰-戴克的克莱斯勒300C。而采用双横臂式后悬挂的有东风本田思域。大众豪华SUV途锐前后悬均采用了双叉臂式独立悬挂。据说，双AB杆悬挂算是双叉臂式悬挂的一种。
斜置单臂式独立悬架
这种悬架是单横臂和单纵臂(如下图所示）独立悬架的折衷方案。其摆臂绕与汽车纵轴线具有一定交角的轴线摆动，选择合适的交角可以满足汽车操纵稳定性要求。这种悬架适于做后悬架。

斜置单臂式独立悬架
 
滑柱摆臂式独立悬架（麦弗逊式或叫支柱式等）这种悬架目前在轿车中采用很多。滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体。这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承，允许滑柱上端作少许角位移。内侧空间大，有利于发动机布置，并降低车子的重心。车轮上下运动时，主销轴线的角度会有变化，这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动。以上问题可通过调整杆系设计布置合理得到解决。
『典型的麦弗逊式前悬挂结构』

麦弗逊式悬挂



麦弗逊式悬挂



迈腾的前后悬架

凯美瑞的前后悬架
 
多连杆独立悬挂
代表车型：马自达6、三菱戈蓝、皇冠、宝马530LI、新奔驰E230……
是在消费者越来越多的追求乘坐的舒适度和操作的安全的要求下出现的一种悬挂，是靠多根连杆（杆件数一般在3根到5根之间）来控制车轮的位置的悬挂，因连杆的数目及固定点不同，各车厂命名方式不同。它具备了拖曳臂式悬挂的舒适性和双横臂式悬挂的操控性：车轮跳动时轮距变化较小，能提供平稳的行驶性并吸收大部分从路面传来的震动，并能自动调整轮胎角度，使轮胎与路面永远保持90度垂直，抓地力自然很好。
评价：多连杆悬挂能保证轮胎很好的抓地力因而弯道适应性很好，所以运动型汽车的后悬挂大都选择这种。比如马自达6、三菱戈蓝，为福克斯夺冠WRC立下汗马功劳的slacontrolblade悬挂其实也是一种多连杆悬挂，高级轿车中宝马530LI、皇冠、新奔驰E230的后悬挂也是这种。但成本高昂，较占底盘空间使之只能用于后悬挂吊都是其缺点。

多连杆独立悬架：1-前悬架横梁 2-前稳定杆 3-拉杆支架 4-粘滞式拉杆 5-下连杆6-轮毂转向节总成 7-第三连杆 8-减振器 9-上连杆 10-螺旋弹簧 11-上连杆支架 12-减振器隔振块

多连杆悬挂


多连杆悬挂


MG7和荣威750的独创型Z型纵摆臂双横臂独立悬架

蒙迪欧制胜的前麦弗逊后多连杆悬架

丰田汉兰达的前麦弗逊后多连杆悬架

君越的前麦弗逊后四连杆悬架

天籁的前麦弗逊后多连杆悬架

铂锐的前麦弗逊后多连杆悬架

300C的五连杆悬架

帕萨特领驭的四连杆悬挂，两根连杆构成了类似上叉臂结构
 
拖曳臂式悬挂
代表车型：东风本田飞度、上海大众POLO、东风日产颐达、东风标致307、东风雪铁龙等

拖曳臂式悬挂

『典型的拖曳臂悬挂结构图』
包括扭力梁式悬挂，纵向拖曳臂式悬挂，纵向摆臂式悬挂等。西安汽车科技学院高级工程师郭荣庆进一步解释说，拖曳臂式悬挂是专为汽车后轮而设计的悬挂结构，它以可上下摆动式的拖臂实现车轮与车身的硬性连接，然后以液压减震器和螺旋弹簧充当软性连接，起到吸震和支撑车身的作用，圆柱形或方形的横梁则连接左右车轮。
分析：它的结构还保持着整体桥式的特性，这就使纵向拖臂所连接的车轮在动态运动中外倾角不会发生变化，在高速转向时会使前轮出现转向不足；但同时，连接左右纵臂的横梁在连接处为可转动式，在一定程度上可让左右车轮在小范围的空间内自由活动而不干扰到另一侧车轮，这又使拖曳臂式悬挂系统具备了一定的独立性。
评价：拖曳臂式悬挂的最大优点是结构简单实用，左右两轮空间较大，且转向时，车身外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以轮胎摩擦小，乘坐性佳；当刹车时，除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬吊的后轮也会往下沉，以平衡车身。这种悬挂的缺点是在高速转向时无法提供精准的控制。

帕萨特领驭的前后悬挂
烛式悬架
烛式悬架的结构特点是车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动。烛式悬架的优点是：当悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅是轮距、轴距稍有变化，因此特别有利于汽车的转向操纵稳定和行驶稳定。但烛式悬架有一个大缺点：就是汽车行驶时的侧向力会全部由套在主销套筒的主销承受，致使套筒与主销间的摩擦阻力加大，磨损也较严重。烛式悬架现已应用不多。
电子空气悬挂
代表车型：路虎发现3、大众途锐等

空气悬挂
电子空气悬挂特点是采用了空气弹簧来作为软性连接，每个空气弹簧支撑都配有一个电磁阀，并且车身还有三至四个高度传感器。
空气式可调悬挂就是指利用空气压缩机形成压缩空气，并通过压缩空气来调节汽车底盘的离地间隙一种悬挂方式。
一般装备空气式可调悬挂的车型在前轮和后轮的附近都设有离地距离传感器，按离地距离传感器的输出信号，行车电脑判断出车身高度的变化，再控制空气压缩机和排气阀门，使弹簧自动压缩或伸长，从而起到减震的效果。空气式可调悬挂中的空气弹簧的软硬能根据需要自动调节。当在高速行驶时，空气悬挂可以自动变硬来提高车身的稳定性，而长时间在低速不平的路面行驶时，行车电脑则会使悬挂变软来提高车辆的舒适性。代表车型：奥迪A8、奔驰S350 、保时捷卡宴。
分析：车身支承在较软的空气弹簧上，可提高行车舒适性；且可保证弹簧支撑的整个回弹和压缩行程不变。评价：占用空间小，舒适性极高。不过，因为需要配备复杂的空气供给总成，制造成本相当高。

『空气式悬挂结构示意图』
电磁悬挂
代表车型：凯迪拉克SRX、奥迪R8等

『图为凯迪拉克SLS赛威的电磁悬挂系统结构图』
装在凯迪拉克SRX上的电磁悬挂能根据路况测算出车辆最舒适的弹性要求，它利用电极来改变减震筒内磁性粒子液体的排列形状，控制感测电脑可在一秒内连续反应1000次，动作反应要比传统通过液压或者气压阀门的设计更为快速。
电磁式可调悬挂就是指利用电磁反应来实现汽车底盘的高度升降变化的的一种悬挂方式。它可以针对路面情况，在1毫秒时间内作出反应，抑制振动，保持车身稳定，特别是在车速很高又突遇障碍时更能显出它的优势。它的反应速度比传统的悬挂快5倍，即使是在最颠簸的路面，也能保证车辆平稳行驶。
电磁悬挂系统是由行车电脑、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减振器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器，传感器与行车电脑相连，行车电脑又与电磁液压杆和直筒减振器相连。直筒减振器有别于传统的液压减振器，没有细小的阀门结构，不是通过液体的流动阻力达到减振的目的。电磁减振器中也有减振液，但是，那是一种被称为电磁液的特殊液体，是由合成的碳氢化合物和微小的铁粒组成。
平时，磁性金属粒子杂乱无章地分布在液体里，不起什么作用。如果有磁场作用，它们就会排列成一定结构，减振液就会变成近似塑料的状态。减振液的密度可以通过控制电流流量来精确控制，并且是适时连续的控制。电磁式可调悬挂的工作过程是：当路面不平引起车轮跳动时，传感器迅速将信号传至控制系统，控制系统发出指令，将电信号发送到各个减振器的电子线圈，电流的运动产生磁场，在磁场的作用下，减振器中的电磁液的密度改变，控制车身，达到减振的目的。如此变化说起来复杂，却可以一秒中进行1000次，可谓瞬间完成。电磁悬挂系统可以快速有效地弥补轮胎的跳动，并扩大悬挂的活动范围，降低噪音，提高车辆的操控准确性和乘坐舒适性。
这种悬挂代表了目前悬挂的最高水平，但最大的缺点是要耗费很多“银子”。液压式可调悬挂
液压式可调悬挂就是指根据车速和路况，通过增减液压油的方式调整汽车底盘的离地间隙来实现车身高度升降变化的一种悬挂方式。
内置式电子液压集成模块是液压式可调悬挂的核心，可根据车速、减振器伸缩频率和伸缩程度的数据信息，在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被传送给行车电脑，行车电脑在根据输入信号和预先设定的程序操纵前后四个执行油缸工作。通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降，也就是根据车速和路况自动调整离地间隙，从而提高汽车的平顺性和操纵稳定性。代表车型：宝马7系
钢板弹簧式非独立悬架
钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化。这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中。它中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连，后端可以自由摆动，形成活动吊耳。当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之间的距离有变化的可能。
为了提高汽车的平顺性，有些轻型货车采用主簧下加装副簧，实现渐变刚度钢板弹簧。如南京汽车工业公司引进的依维柯后悬架。其主簧由厚度为9mm的4片（或3片）和副簧厚度为15mm的2片（或3片）组成几种车型渐变刚度钢板弹簧。在小载荷状况时，仅主簧起作用，而当载荷增到一定值时，主簧与副簧接触，共同发挥作用，悬架刚度得到提高，弹簧特性变为非线性的，当副簧全部参加工作后，弹簧特性又变成线性的。这类悬架特点是副簧逐渐随载荷增加而参加工作，因此悬架刚度的变化平稳，改善了汽车行驶平顺性能。
螺旋弹簧非独立悬架
因为螺旋弹簧作为弹性元件，只能承受垂直载荷，所以其悬架系统要加设导向机构和减振器。
空气弹簧非独立悬架
汽车在行驶时由于载荷和路面的变化，要求悬架刚度随着变化。当空车时车身被抬高，满载时车身则被压得很低，会出现撞击缓冲块的情况。因而对于不同类型汽车提出不同的要求，矿山及大型客车要求 其空车与满载时的车身高度变化不大；对于轿车要求在好路上降低车身高度，提高车速行驶；在坏路上提高车身，可以增大通过能力。因而要求车身高度随使用要求可以调节。空气弹簧非独立悬架可以满足要求。
九款竞争车型悬架对比

悬架对比