淺談輪式軍用車輛懸掛

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輪式軍用車輛懸掛的性能對行進間武器射擊精度、乘員的舒適性、持續工作效能以及儀器設備的可靠性都有重要影響，懸掛的設計在整車設計中日益受到重視，本文通過介紹輪式軍用車輛懸掛的結構和原理詮釋其發展歷程。受本人水平和所用參考資料的限制，可能存在錯誤，歡迎指正。本文謝絕一切形式的轉載，敬請諒解。

輪式軍用車輛來源於汽車，在介紹軍用車輛之前首先介紹汽車懸掛知識。

輪式車輛懸掛常見的分類方式為：非獨立懸掛（Dependent suspension）、獨立懸掛（Independent suspension），介於兩者之間還有半獨立懸掛（Semi-independent suspension）。下圖為非獨立懸掛，特點是左右車輪用一根整體軸連接，再經過懸掛與車架或車身連接，這根連接軸稱為整體式車橋（Solid axle）。

車橋（Axle）可分為驅動橋（Drive axle）和從動橋（Dead axle），前者有動力，後者沒有，由於軍用車輪一般都是全驅車，所以本文所涉及的車橋一般都指驅動橋。

下圖為獨立懸掛，特點是左右車輪通過各自的懸掛與車架或車身連接，車橋兩端可獨立擺動，這種車橋稱為斷開式車橋（Swing axle）。

非獨立懸掛通常使用板彈簧（Leaf spring）作為彈性元件，液壓減振器作為阻尼元件，常用於載重卡車，該結構的懸掛承載能力較強。

重型載重車輛的後橋往往採用平衡式板簧結構，兩個驅動橋共用一對板簧，結構相對緊湊。圖為Benz Actros牽引車後橋懸掛。

非獨立懸掛還有一個特點，當一側車輪遇障礙物抬起時，會將整個車橋抬起，提高離地間隙，車輛的越野能力較強，這種結構的懸掛在軍用車輛上非常常見，圖為美軍M35A2卡車的整體式驅動橋。

但是人類仍然不滿足於此，於是出現了門式橋（Portal axle），半軸軸端會高於車輪中心，半軸通過安裝在車橋兩端的齒輪組驅動車輪。

門式橋結構複雜，多用於強調極限越野環境下使用的車型。圖為烏尼莫克（Benz Unimog）門式橋。

門式橋的關鍵技術在於車橋兩端的齒輪機構，該齒輪機構還具有減速增扭的功能，在車輛總傳動比相同的條件下，使變速器、傳動軸、主減速器、差速器、半軸等部件的載荷和尺寸減少。

但是門式橋結構複雜，成本較高，在實際使用中常見的是輪邊減速器（Planetary hub），與門式橋不同的是輪邊減速器採用同軸布置，利用行星輪進行減速增扭，結構簡單，可靠性高。在車輛總傳動比相同的條件下，使變速器、傳動軸、主減速器、差速器、半軸等部件的載荷和尺寸減少，主減速器尺寸的減小可以使驅動橋獲得較大的離地間隙。

輪邊減速器使用非常廣泛，重型車輛上均有採用。圖為蘇聯MAZ-7904特種底盤的輪邊減速器。

整體式車橋由於質量較大，為了限制其左右擺動，車架與車橋間常斜向安裝推力桿（Track bar）。

斜向安裝的推力桿主要用於輕載車輛，圖為60年代美式老爺車Plymouth fury後驅動橋上的推力桿。

重型載重車輛往往採用縱向安裝的I型或V型推力桿，圖為俄羅斯Kamaz-4310卡車後橋，藍色桿即為I型推力桿。

另外一種是V型推力桿，既能抗橫向拉力，又能抗縱向扭曲，但是相對較重。圖為Volvo FH牽引車後橋。

在較新的重型載重車輛上，往往採用空氣彈簧（Air sping）作為彈性介質，空氣彈簧一般不直接裝置在車橋上，而是配合下擺臂一起使用，圖為使用空氣彈簧、液壓減振器、V型推力桿布局的重型載重車後驅動橋懸掛（Benz Actros）。

獨立懸掛，由於左右車輪通過各自的懸掛與車架連接，配合斷開式驅動橋，使得一側懸掛可以獨立壓縮，在通過障礙物時，車輪的穩定性和平順性都比較好，因此具有良好的通過能力和舒適性。圖為美軍悍馬（Humvee）越野車使用的獨立懸掛。

獨立懸掛最常見的兩種結構

左側為麥弗遜式懸掛（MacPherson strut），又稱為單橫臂式懸掛，轉向節上端連接減振器和螺旋彈簧（減振器與套在外面的螺旋彈簧合為一體），下端連接橫擺臂，優點是結構簡單、佔用空間小、成本低、重量輕，缺點是橫向剛度小、穩定性不佳、轉彎側傾較大。常見於乘用車前懸掛，由於剛度較小，現代軍用車輛上很少採用，單有也部分軍用車輛採用改進過的麥弗遜式懸掛。

右側為雙橫臂式懸掛（Double wishbone suspension），轉向節上端和下端分別連接兩個橫擺臂，減振器和螺旋彈簧安裝於其中一個橫臂（通常都是下橫臂），優點是橫向剛度大，減震器不承受橫向載荷，減振器安裝位置低，懸掛對高度的要求小，缺點是結構複雜，體積和重量較大，成本較高。常見於乘用車後懸掛，現代軍用車輛上也非常常見。

通常麥弗遜式懸掛只使用螺旋彈簧作為彈性元件，而雙橫臂式懸掛除螺旋彈簧外還可以使用扭桿彈簧作為彈性元件，扭桿彈簧可以安裝與上擺臂或下擺臂，或同時安裝上下擺臂。

麥弗遜式懸掛的螺旋彈簧和減振器通常是內傾安裝的，為了使車輪上下跳動時，輪距不發生較大變化，防止引起車輪的側滑和輪胎的磨損。麥弗遜式懸掛輪胎運動軌跡的中心點位置較高，轉彎側傾相對較大。

雙橫臂式懸掛的上橫臂和下橫臂通常採用不等長設計，也是為了使車輪上下跳動時，輪距不發生較大變化，防止引起車輪的側滑和輪胎的磨損。雙橫臂式懸掛輪胎運動軌跡的中心點位置較低，轉彎側傾相對較小。

針對麥弗遜式懸掛的缺點，工程師進行了結構優化，將減振器和螺旋彈簧直接安裝於下擺臂，而轉向節採用兩點安裝方式，增強了橫向剛度，這種懸掛稱為偽麥弗遜式懸掛（Pseudo macpherson suspension），下圖左側為偽麥弗遜式懸掛，右側為麥弗遜式懸掛。

多連桿式懸掛（Multi-link suspension），可以看作是雙橫臂式懸掛的改進型，通常有三根或三根以上連桿，最常見的是五根連桿，上下各兩根拉杆起到了上下擺臂的功能，另外一根拉杆起到了限制軸向自由度的功能。

連桿的數量決定了車輪六個運動自由度的限制能力，三根連桿的懸掛仍然擁有三個自由度運動的能力，四根連桿的懸掛就只有兩個自由度運動的能力，而五根連桿的懸掛只有單自由度運動的能力，使得懸掛只有壓縮和回彈可能。三根連桿也可以看作是麥弗遜式，四根連桿也可以看作是雙橫臂式。

多連桿式懸掛通常都是五連桿式懸掛，優點是單自由度運動，穩定性好，缺點是結構複雜，所需安裝空間較大，成本較高，主要用於高級乘用車，軍用車輛基本不用。圖為Benz SLK230懸掛。

還有一種比較少見的獨立懸掛結構，縱臂式懸掛（Trailing-arm suspension），分為單縱臂懸掛和雙縱臂懸掛，常配合扭桿彈簧使用，有點像坦克上的平衡肘，圖為雙縱臂懸掛。

獨立懸掛為防止車身在轉彎時發生過大的橫向側傾，左右兩個懸掛之間裝有橫向穩定桿（Anti-roll bar），當兩側懸掛同時壓縮時，橫向穩定桿不起作用，當單側懸掛壓縮時，橫向穩定桿抑制單側懸掛壓縮的同時，作於用另一側懸掛使其壓縮，減緩了汽車側翻並改善了平順性，橫向穩定桿多用於前輪懸掛，因為前輪懸掛在轉向時候更容易被壓縮。

獨立懸掛另一個關鍵技術是斷開式驅動橋，兩側的車輪在汽車的橫向平面內可以相對運動，既要在任何角度傳遞動力，又要實現輪間差速功能，結構比較複雜，一般都採用萬向節結構。圖為萬向節結構的斷開式驅動橋。

比較有特點的是捷克Tatra（太脫拉）斷開式驅動橋，Tatra斷開式驅動橋為管裝封閉式結構。

Tatra斷開式驅動橋解剖圖。左右側車輪分別由兩套錐齒輪驅動，為了讓這兩套錐齒輪互不干涉，其左右半軸在縱向錯開了一定的距離，也就是說它的兩個半軸並不在一個平面內。驅動軸中部為輪間差速器。Tatra斷開式驅動橋的特點是傳動全封閉，半軸活動角度較大。

介於獨立懸掛和非獨立懸掛之間還有半獨立懸掛，扭力梁式懸掛（Twist-beam rear suspension），這種懸掛左右側輪之間有一根扭力梁，由於扭力梁自身具有一定的扭轉剛度，可以起到與橫向穩定桿相同的作用，以增加車輛的側傾剛度，提高車輛的側傾穩定性。優點是構造較簡單、承載力大，缺點是平穩性和舒適性較差，多用於較為廉價的乘用車後懸掛，軍用車輛基本不用。

順便介紹下賽車的懸掛，早期的F1使用的是標準的雙橫臂式懸掛，圖為Matra MS80（1969）賽車前懸掛。

現代的F1賽車為了減小風阻，將螺旋彈簧和減振器安裝在了車內，通過一根拉杆於上橫臂或下橫臂相連，根據安裝方式的不同分別推桿懸掛（Push-rod suspension）和拉杆懸掛（Pull-rod suspension）。

拉杆懸掛（紅色），一段安裝於上橫臂，一段安裝於車體內螺旋彈簧和減振器下部的槓桿處，當車輪向上運動時，拉杆向外拉。

推桿懸掛（藍色），一段安裝於下橫臂，一段安裝於車體內螺旋彈簧和減振器上部的槓桿處，當車輪向上運動時，拉杆向內推。

兩種懸掛歷史上都有使用，目前的主流是推桿懸掛。圖為Red Bull Racing RB14賽車前懸掛。

仔細看上圖中的推桿懸掛，左右兩根推桿是通過一個機構相連的，這主要是F1彎道速度非常快，為了防側傾，過彎時，彎道內側的推桿收縮，在該機構的作用下，另一側的推桿會外伸，利用彎道外側輪胎來防止車輪側傾。

WRC拉力賽賽車多數使用雙橫臂式懸掛，圖為 Subaru Impreza WRC 賽車後懸掛。

Dakar拉力賽卡車多數使用板簧式非獨立懸掛，由於動載荷較大，基本上所有的參賽隊都是雙螺旋彈簧減振器。圖為Renault Sherpa Dakar 2017 賽車前懸掛。

唯獨Tatra車隊有情懷，堅持使用獨立懸掛，在動載荷過大時獨立懸掛容易壓成「外八字」，圖為Tatra Phoenix Dakar 2015賽車。

有了前面這些汽車懸掛的基礎，可以開始介紹軍用輪式車輪懸掛了。

俄羅斯的軍用卡車絕大多數都使用板簧式非獨立懸掛，圖為Ural-5323越野卡車，板簧式非獨立懸掛。

早期使用卡車改裝的輪式人員輸送車也均使用板簧式非獨立懸掛，比如BTR-40、BTR-152。

從BTR-60開始使用雙橫臂式獨立懸掛，扭桿作為彈性元件，圖中：1-扭桿彈簧、2-輪胎、3-液壓減振器、4-上橫臂、5-下橫臂。這是一個非常經典的懸掛結構，在60年代是非常超前的設計，以至於在今天看來仍然不算落伍。

BTR-80，圖片左側為車尾，右側為車頭，左側兩個是驅動橋，右側兩個是轉向驅動橋，頭尾的兩個懸掛使用雙液壓減振器，中間兩個懸掛使用單液壓減振器，扭桿彈簧固定在下橫臂，位於車體內。

俄軍最新的迴旋鏢（Bumerang）輪式步戰車依然使用扭桿彈簧雙橫臂式獨立懸掛。

俄系特種底盤多數也使用扭桿彈簧雙橫臂式獨立懸掛，圖為BAZ-6909 8x8特種車後懸掛，液壓減振器未安裝。

裝配間的扭桿彈簧。

裝配中的Mzkt-7930 8x8特種底盤，扭桿彈簧雙橫臂式獨立懸掛，上橫臂和下橫臂均安裝有扭桿彈簧，每個懸掛配有一隻液壓減振器。

俄系特種底盤還有一個特點，8x8 特種牽引車前面兩根轉向驅動橋的懸掛為扭桿彈簧雙橫臂式獨立懸掛，而後面兩根驅動橋的懸掛卻沒有使用該結構，主要是考慮到特種牽引車後橋的載荷較大。圖為MAZ-537特種牽引車後橋懸掛，從結構上看仍然是雙橫臂式懸掛，但是該懸掛沒有彈性元件，前後車輪靠一根平衡硬軸連接。

剛性的平衡硬軸雖然承載能力強，但由於是剛性連接，幾乎沒有減震效果，全車振動較大，之後的特種牽引車後橋懸掛作了改進，圖為Mzkt-742960 8x8 特種牽引車後驅動橋，前後車輪依然靠硬軸連接，但硬軸通過板簧和車架連接，這樣的改進在保證承載能力的前提下，提高了懸掛的減震性能。

對振動衝擊比較敏感的高價值貨物，前兩種特種牽引底盤就並不是非常適合，油氣彈簧則是比較理想的選擇，圖為Kamaz-78504 8x8 特種牽引車後驅動橋，採用油氣彈簧雙橫臂式獨立懸掛。

Kamaz-78504 8x8 特種牽引車已裝備俄戰略火箭部隊（PBCH），用於運輸戰略導彈。

值得一提的是蘇聯解體後，Mzkt留在了白俄羅斯，雖然白俄與俄方關係密切，俄軍依然大量採購Mzkt特種車，但烏克蘭事件讓俄軍充分認識到裝備國產化的必要性，俄羅斯Kamaz開始了國產化替代計劃，圖為Kamaz-78509 12x12 特種底盤，油氣彈簧雙橫臂獨立懸掛。

俄軍目前最重要的特種底盤，Mzkt-79221 16x16 特種底盤，用於RS-24 Yars戰略導彈，油氣彈簧雙橫臂獨立懸掛。

俄軍計劃採用國產Kamaz-7850 16x16 特種底盤替代，圖為測試中的Kamaz-7850，油氣彈簧雙橫臂獨立懸掛，鋼架為模擬導彈負重。

Mzkt-7922 6x6 特種底盤，主要用於防空導彈發射車，油氣彈簧雙橫臂獨立懸掛。

經過多年發展，越來越多的俄系越野卡車開始使用獨立懸掛，圖為Mzkt-5002 4x4越野卡車，螺旋彈簧雙橫臂獨立懸掛。

Mzkt-6001 6x6 越野卡車，左側為油氣彈簧雙橫臂獨立懸掛，右側為螺旋彈簧雙橫臂獨立懸掛。

俄軍Ural Typhoon 63095 6x6 MRAP 防雷車，油氣彈簧雙橫臂獨立懸掛。

俄軍 KAMAZ-63968 Typhoon-K 6x6 MRAP 防雷車，油氣彈簧雙橫臂獨立懸掛。

回到西歐，法國Renault GBC-180 6x6 越野卡車，板簧式非獨立懸掛。新款的Renault Sherpa 6x6 越野卡車依然是板簧式非獨立懸掛。

德國MAN HX77 8x8 越野卡車，板簧式非獨立懸掛。

德國MAN SX45 8x8 越野卡車，螺旋彈簧非獨立懸掛。HX系列和SX系列的區別是前者是High Mobility Truck System，後者是 Extreme Mobility Truck System，從字面就可以看出，後者的機動性更強。

德國 GTK Boxer 拳擊手輪式步戰車，螺旋彈簧雙橫臂獨立懸掛。

美軍MTVR（Medium Tactical Vehicle Replacement）6x6 越野卡車，螺旋彈簧雙橫臂獨立懸掛。

美軍HEMTT（Heavy Expanded Mobility Tactical Truck）8x8 越野卡車，空氣彈簧非獨立懸掛。

美軍LAV-25 8x8 輪式步戰車，這是一種懸掛非常有特點的輪式車輛，前兩個轉向驅動橋採用螺旋彈簧獨立懸掛，後兩個驅動橋採用扭桿彈簧縱臂式獨立懸掛。這種布局主要式考慮到扭桿彈簧縱臂式獨立懸掛所需要的安裝空間小，可以給車體後部乘員艙更大的空間。

LAV-25兩個轉向驅動橋採用螺旋彈簧獨立懸掛也比較特殊，這是一種改進型的麥弗遜式懸掛，將螺旋彈簧和減振器非同軸布置，而新增加了一個滑柱，布置在傳統麥弗遜式懸掛減振器的位置，來承受側向力，改善了減振器的受力情況。圖中：10-滑住、40-下橫臂、14-傳動軸、20-液壓減振器。

LAV-25兩個驅動橋採用扭桿彈簧縱臂式獨立懸掛，與坦克上的懸掛結構相似，這種懸掛承載能力強，所需安裝空間小，安裝在輪式步戰車後部，對乘員艙空間的影響比較小。圖中：10-滑柱、20-液壓減振器、15-扭桿彈簧、14-傳動軸。

LAV-25前懸掛實物圖。

LAV-25後懸掛實物圖。

美軍新型 IAV (Interim Armored Vehicle) Stryker 車族依然採用LAV-25的懸掛系統。

最後說到我軍，我軍長期以來使用的二代軍用卡車主要使用板簧式非獨立懸掛，圖為陝汽SX2190 6x6 越野卡車，板簧式非獨立懸掛。

二代軍車中黃河JN252採用扭桿彈簧雙橫臂獨立懸掛，扭桿安裝在上橫臂，每個懸掛裝有兩隻行程不一樣的液壓減振器。

三代軍車一汽解放5t級越野卡車競標方案，前轉向驅動橋採用扭桿彈簧雙橫臂獨立懸掛結構，圖中紅色標識為扭桿彈簧，黃色標識為傳動軸。

三代軍車一汽解放5t級越野卡車競標方案，後驅動橋採用螺旋彈簧雙橫臂獨立懸掛結構，圖中紫色標識為下橫臂，橙色標識為橫向穩定桿，藍色標識為主減速器，特別要注意的是該車採用了門式橋，主減速器體積明顯減小。

三代軍車陝汽5t級越野卡車競標方案，採用螺旋彈簧雙橫臂獨立懸掛結構。

以上四張照片轉自 汽車之家 宋楠，在此表示感謝！

三代軍車北奔10t級越野卡車競標方案，採用螺旋彈簧雙橫臂獨立懸掛結構。

我軍特種底盤早期的技術來源於俄羅斯和白俄羅斯，早期的三軸、四軸、五軸特種底盤均採用與俄系相同的扭桿彈簧雙橫臂獨立懸掛。後期由於技術發展較快，大量採用油氣彈簧雙橫臂獨立懸掛。

我軍早期的輪式步戰車採用螺旋彈簧雙橫臂獨立懸掛結構，圖為索馬利亞武裝繳獲的肯亞軍隊WZ551裝甲車，車身上的AU（African Union），意為非洲聯盟，經聯合國批准，索馬利亞的維和任務由非盟承擔。

我軍某新型輪式步戰車採用與美軍LAV-25類似的懸掛布局，前面兩個轉向驅動橋採用螺旋彈簧麥弗遜改進型獨立懸掛結構，後面兩個驅動橋採用油氣彈簧單縱臂獨立懸掛結構。

轉向驅動橋採用的螺旋彈簧麥弗遜改進型獨立懸掛結構，與美軍LAV-25結構相似。

驅動橋採用的油氣彈簧單縱臂獨立懸掛結構，與LAV-25相比，更換了油氣彈簧，性能有所提高。

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