一篇文章了解汽車懸架：懸架的作用？獨立懸架非獨立懸架的優缺點...

06-07

懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱。

懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動力和驅動力等，並且緩和由不平路面傳給車身的衝擊載荷、衰減由此引起的振動、保證乘員的舒適性、減小貨物和車輛本身的動載荷。

（懸架安放位置示意圖）

典型的汽車懸架結構由彈性元件、減震器以及導向機構等組成，這三部分分別起緩衝，減振和力的傳遞作用。絕大多數懸架多具有螺旋彈簧和減振器結構，但不同類型的懸架的導向機構差異卻很大，這也是懸架性能差異的核心構件。根據結構不同可分為非獨立懸架和獨立懸架兩種。

懸架把車架與車輪彈性地聯繫起來，關係到汽車的多種使用性能，是汽車最重要的三大總成之一（其它兩個分別是：發動機和變速箱）。從結構上看，汽車懸架僅是由一些桿、筒以及彈簧等簡單構件組成，但汽車懸架卻是一個非常難達到完美要求的汽車總成，這是因為懸架既要滿足汽車操縱穩定性的要求，又要保證汽車的舒適性要求，而這兩方面又是相互矛盾的。為了取得良好的舒適性，需要大大緩衝汽車的震動，這樣彈簧就要設計得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發生剎車「點頭」、加速「抬頭」以及嚴重側傾偏向，不利於汽車的轉向，容易導致汽車操縱不穩定等。

（帕薩特B6前麥弗遜、後多連桿懸架）

懸架的構件雖然簡單但參數的確定卻相當的複雜，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。基於這三個問題不同廠家有不同的傾向性策略。也就產生了國內現在比較常見的五種懸架：麥弗遜式獨立懸架、雙叉臂式獨立懸架、單縱臂扭桿梁式半獨立懸架、連桿支柱式獨立懸架、多連桿式獨立懸架。

前懸架類型：

一般來說，乘用車的前懸架絕大多數為獨立懸架，形式一般是麥弗遜式、多連桿、雙橫臂或雙叉臂式。

後懸架類型：

根據車型的不同，汽車的後懸架分為獨立懸架和非獨立懸架。一般來說，微型車、小型車以及緊湊型車的部分車型多採用非獨立懸架，而獨立懸架則主要應用在緊湊級以上的車型。

非獨立懸架

非獨立懸架系統的結構特點是兩側車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸架系統懸架在車架或車身的下面。非獨立懸架系統具有結構簡單、成本低、強度高、保養容易、行車中前輪定位變化小的優點，但由於其舒適性及操縱穩定性都相對較差，在現代轎車中只有成本控制比較嚴格的車型才會使用，更多的用於貨車和大客車上。

非獨立懸架系統的優點：

1.左右輪在彈跳時會相互牽連，輪胎角度的變化量小使輪胎的磨耗小。

2.在車身高度降低時還不容易改變車輪的角度，使操控的感覺保持一致。

3.構造簡單，製造成本低，容易維修。

4.佔用的空間較小，可降低車底板的高度。

非獨立懸架系統的缺點：

1.左右輪在彈跳時，會相互牽連，而降低乘坐的舒適性及操控的安定性。

2.因構造簡單使設計的自由度小，操控的安定性較差。

（非獨立懸架）

獨立懸架

獨立懸架系統是每一側的車輪都是單獨地通過彈性懸架系統懸架在車架或車身下面的。其優點是：質量輕，減少了車身受到的衝擊，並提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發動機位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩定性；左右車輪單獨跳動，互不相干，能減小車身的傾斜和震動。不過，獨立懸架系統存在著結構複雜、成本高、維修不便的缺點，同時因為結構複雜，會侵佔一些車內乘坐空間。

現代轎車大都是採用獨立式懸架系統，按其結構形式的不同，獨立懸架系統又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸架系統等。

（獨立懸架構造圖）

麥弗遜懸架

麥弗遜懸架（MacPherson），是現在非常常見的一種獨立懸架形式，大多應用在車輛的前輪。簡單地說，麥弗遜式懸架的主要結構即是由螺旋彈簧加上減震器以及A字下擺臂組成，減震器可以避免螺旋彈簧受力時向前、後、左、右偏移的現象，限制彈簧只能作上下方向的振動，並且可以通過對減震器的行程、阻尼以及搭配不同硬度的螺旋彈簧對懸架性能進行調校。

麥弗遜懸架最大的特點就是體積比較小，有利於對比較緊湊的發動機艙布局。不過也正是由於結構簡單，對側向不能提供足夠的支撐力度，因此轉向側傾以及剎車點頭現象比較明顯。下面就為大家詳細的介紹一下麥弗遜懸架的構造以及性能表現。

● 麥弗遜懸掛的歷史：

麥弗遜式懸架是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，以往的前懸架空間不得不加以壓縮並大幅刪掉，因此工程師才設計出節省空間、成本低的麥弗遜式懸架，以符合汽車需求。

麥弗遜（Macpherson）是這套懸架系統發明者的名字，他是美國伊利諾伊州人，1891年生。大學畢業後他曾在歐洲搞了多年的航空發動機，並於1924年加入通用汽車公司的工程中心。30年代，通用的雪佛蘭公司想設計一種真正的小型汽車，總設計師就是麥弗遜。他對設計小型轎車非常感興趣，目標是將這種四座轎車的質量控制在0．9噸以內，軸距控制在2．74米以內，設計的關鍵是懸架。麥弗遜一改當時盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸架方式，創造性地將減振器和螺旋彈簧組合在一起，裝在前軸上。實踐證明這種懸架形式的構造簡單，佔用空間小，而且操縱性很好。後來，麥弗遜跳槽到福特，1950年福特在英國的子公司生產的兩款車，是世界上首次使用麥弗遜懸架的商品車。

● 麥弗遜懸架的構造：

麥弗遜式懸架由螺旋彈簧、減震器、A字形下擺臂組成，絕大部分車型還會加上橫向穩定桿。麥弗遜式獨立懸架的物理結構為支柱式減震器兼作主銷，承受來自於車身抖動和地面衝擊的上下預應力，轉向節（也可說車輪，因為轉向節作用於車輪）則沿著主銷轉動；此外，其主銷可擺動，特點是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化，且前輪定位變化小，擁有良好的行駛穩定性。

在麥弗遜式獨立懸架中，支柱式減震器除具備減震效果外，還要擔負起支撐車身的作用，所以它的結構必須緊湊且剛度足夠，並且套上螺旋彈簧後還要能減震，而彈簧與減震器一起，構成了一個可以上下運動的滑柱。還有一個關鍵部件---A字型下擺臂，它的作用是為車輪提供橫向支撐力，並能承受來自前後方向的預應力。車輛在運動過程中，車輪所承受的所有方向的衝擊力量就要靠支柱減震器和A字型下托臂這兩個部件承擔。

● 麥弗遜懸架的優缺點：

從上面的構造圖可以看出，麥弗遜懸架的構造其實非常簡單，而這種簡單帶來的最大好處就是其質量很輕，並且體積很小，對於很多前置發動機前輪驅動的車輛來說，車頭部分的大部分空間都要用來布置橫置的發動機以及變速箱，留給懸架的空間並不大，因此麥弗遜懸架體積小質量輕的優勢就會表現的非常明顯。

而結構簡單也是麥弗遜懸架最大的軟肋。與雙叉臂以及多連桿懸架相比，由於減震器和螺旋彈簧都是對車輛上下的晃動起到支撐和緩衝，因此對於側向的力量沒有提供足夠的支撐力度。這樣就使得車輛在轉向的時候車身有比較明顯的側傾，並且在剎車的時候有比較明顯的點頭現象。很多採用麥弗遜懸架的小型車為了控制成本，也只能將這樣的缺陷保留。雖然通過增加防傾桿能減小車輛側傾，但是卻不能根治這種情況。不過象寶馬M3，保時捷911這樣的高性能車型上，通過調整彈性元件以及增加拉杆等調校，麥弗遜懸架也一樣可以變得非常強悍，但這也背離了麥弗遜懸架體積小，質量輕，成本低的特點。

麥弗遜懸架是非常常見的懸架類型，在全球汽車市場都有非常廣泛的應用。

● 由麥弗遜懸架而衍生出來的懸架：

由於麥弗遜懸架先天性的側向支撐不足，由此很多廠家也在儘可能保留麥弗遜懸架體積小、質量輕的優勢的同時，通過各種調整和變化以加強其側向支撐的能力。由麥弗遜懸架演變而來的懸架主要有寶馬1系和3繫上採用的寶馬雙球節減震支柱前懸架，還有專門針對後懸架的連桿支柱式懸架。下面就為大家簡單介紹一下這幾種麥弗遜懸架的衍生產物。

寶馬雙球節減震支柱前懸架

麥弗遜懸架的另外一種衍生產品，就是寶馬在1系和3繫上採用的改良型麥弗遜懸架，寶馬將其稱為「Double pivot strut type」（寶馬官方中文名稱為雙球節減震支柱懸架）。與標準的麥弗遜懸架相比，寶馬將這套懸架的A字型下擺臂換成了一上一下兩根連桿，兩支點的變化也使得兩根連桿在抑制車輪跳動的過程中互不干涉，將車輪各個定位參數的變化控制在了更小的範圍內，從而提升了由此影響到的車身穩定性。同時，寶馬採用的改良型麥弗遜懸架也良好的繼承了標準版麥弗遜懸架體積小、質量輕的優勢。不過雙球節減震支柱前懸與標準麥弗遜懸架相比也有一些不足，那就是較為複雜的結構使其轉向靈敏度有所下降。

雙叉臂式懸架

(典型的雙叉臂式獨立懸架結構圖)

雙叉臂式懸架又稱雙A臂式獨立懸架，雙叉臂懸架擁有上下兩個叉臂，橫向力由兩個叉臂同時吸收，支柱只承載車身重量，因此橫向剛度大。雙叉臂式懸架的上下兩個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。

(阿爾法·羅密歐159的前懸採用了雙叉臂式懸架)

(大眾途銳的雙叉臂懸架結構)

雙叉臂式懸架通常採用上下不等長叉臂（上短下長），讓車輪在上下運動時能自動改變外傾角並且減小輪距變化減小輪胎磨損，並且能自適應路面，輪胎接地面積大，貼地性好。

(雙叉臂式懸架運動性出色，為法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車所運用)

相比麥弗遜式懸架雙叉臂多了一個上搖臂，不僅需要佔用較大的空間，而且其定位參數較難確定，因此小型轎車的前橋出於空間和成本考慮一般不會採用此種懸架。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架均選用雙叉臂式懸架，可以說雙叉臂式懸架是為運動而生的懸架，法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車以及F1方程式賽車均採用了雙叉臂式前懸架。

優點：橫向剛度大、抗側傾性能優異、抓地性能好、路感清晰；

缺點：製造成本高、懸架定位參數設定複雜。

適用車型：運動型轎車、超級跑車以及高檔SUV前後懸架。

連桿支柱式獨立懸架

連桿支柱是麥弗遜懸架用在後輪的一種方式，它將麥弗遜懸架的下A字擺臂換成了兩根橫向連桿以及一根縱向拉杆，這能讓它具有與麥弗遜懸架相近的操控性能，又有比麥弗遜懸架更高的連接剛度和相對較好的抗側傾性能。但是同樣也存在麥弗遜懸架的缺點，就是穩定性不好，轉向側傾還是較大，需要加裝平衡桿來減小轉向側傾。連桿支柱在一些日韓系車型的後懸架上面有較多的應用，主要傾向舒適性。

從上面的介紹中相信大家已經對麥弗遜懸架有了一定的了解，麥弗遜懸架體積小，重量輕的特點，註定了它會大範圍的應用在各種車型上，雖然麥弗遜懸架的先天不足也讓其在操控性上有些不足，但是通過加裝橫向穩定桿以及調整彈性元件可以改善側向支撐力不足的情況。

雙橫臂式懸掛和雙叉臂式懸掛有著許多的共性，只是結構比雙叉臂式簡單些，也可以稱之為簡化版的雙叉臂式懸掛。同雙叉臂式懸掛一樣雙橫臂式懸掛的橫向剛度也比較大，一般也採用上下不等長的搖臂設置。而有的雙橫臂的上下臂不能起到縱嚮導向作用，還需要另加拉杆導向。這種結構較雙叉臂更簡單的雙橫臂懸掛性能介於麥弗遜懸掛和雙叉臂懸掛之間，擁有不錯的運動性能，一般使用在A級或者B級家用車上。

多連桿獨立懸架：

(典型的多連桿獨立懸架結構圖)

多連桿獨立懸架，可分為多連桿前懸架和多連桿後懸架系統。其中前懸架一般為3連桿或4連桿式獨立懸架；後懸架則一般為4連桿或5連桿式後懸架系統，其中5連桿式後懸架應用較為廣泛。

(賓士S級的多連桿前懸架)

多連桿懸架結構相對複雜，材料成本、研發實驗成本以及製造成本遠高於其它類型的懸架、而且其佔用空間大，中小型車出於成本和空間考慮極少使用這種懸架。

但多連桿式懸架舒適性能是所有懸架中最好的，操控性能也和雙叉臂式懸架難分伯仲，高檔轎車由於空間充裕、且注重舒適性能和操控穩定性，所以大多使用多連桿懸，可以說多連桿懸架是高檔轎車的絕佳搭檔。

拖曳臂式懸架

拖曳臂式懸架我們姑且稱之為半獨立懸架，從懸架的大分類來看，所有的懸架可以被分成兩大類，即：獨立懸架和非獨立懸架。但是在但縱臂扭轉梁懸架上，這兩個分類變得有些模糊。從懸架結構來看屬於不折不扣的非獨立懸架，因為左右縱向搖臂被一跟粗大的扭轉梁焊接在一起，但是從懸架性能來看，這種懸架實現的是具有更高穩定性的全拖式獨立懸架的性能。

(典型的拖曳臂式後懸架)

(加裝了防傾桿拖曳臂式懸架)

拖曳臂式懸架本身具有非獨立懸架的存在的缺點但同時也兼有獨立懸架的優點，拖曳臂式懸架的最大優點是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化，避震器不發生彎曲應力，所以摩擦小。拖曳臂式懸架的舒適性和操控性均有限，當其剎車時除了車頭較重會往下沉外，拖曳臂懸架的後輪也會往下沉平衡車身，無法提供精準的幾何控制。

不同廠家對這種懸架的稱謂不同：如：縱臂扭轉梁獨立懸架，縱臂扭轉梁非獨立懸架，H型縱向擺臂懸架等等。歸根結底他們都是同一種懸架結構——拖曳臂式懸架，只是調教稍有不同。

(中小型車大多採用拖曳臂式懸架)

在拖曳臂式懸架的設計過程中，橫樑在縱臂上的安裝位置不同其表現出來的性能會非常的大，若橫樑安裝越靠近縱臂與車身的連接點，車子的舒適性就會越好但轉彎時的側傾也會大些。若橫樑的安裝在越靠近縱臂接近車輪中心，舒適性能會大打折扣，表現出來的特性則是以通過性和承載性為主。也更接近整體橋的設計。

優點：結構簡單實用、佔用空間最小、製造成本低。

缺點：承載性能差、抗側傾能力較弱、減震性能差、舒適性有限

適用車型：中小型汽車、低端SUV後懸架