【圖】科普貼! 獨立懸掛與非獨立懸掛,圖文視頻版

云中明月亮 2010-11-24

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視頻介紹不是很完整,暫時先看看! 找到合適的繼續(xù)補充.

通常我們選車時,，汽車銷售員總會向我們介紹說這車是什么發(fā)動機，什么變速箱,，什么懸架等等,。說起發(fā)動機大家都懂得許多，說起變速箱也無外乎是自動的,，還是手動的,，而說起懸架有時就有點讓人發(fā)蒙。

一,、什么是汽車懸架

所謂懸架就是指連接車身（車架）和車輪（車軸）的彈性構(gòu)件,，這個構(gòu)件雖為彈性結(jié)構(gòu)，但它的剛度足以保證汽車的行駛舒適性和穩(wěn)定性,。在汽車行駛過程中,，懸架既能抵消減弱路面不平帶來的生硬沖擊，又能確保車身的橫向和縱向穩(wěn)定性,，使車輛在懸架設(shè)計的自由行程內(nèi)時刻都可以保持一個較大范圍的動態(tài)可控姿態(tài),。因此，懸架是關(guān)系到車輛操控性和舒適性的重要組成部件之一,。

懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否,，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響,。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一,。

二,、汽車懸架的分類

    按照汽車懸架的原理來說,，現(xiàn)代汽車中的懸架有兩種，一種是被動懸架,，另一種是主動懸架,。

    被動懸架即傳統(tǒng)式的懸架,，是由彈簧、減振器（減振筒）,、導向機構(gòu)等組成,，其中彈簧主要起減緩沖擊力的作用，減振器的主要作用是衰減振動,。由于這種懸架是由外力驅(qū)動而起作用的，所以稱為從動懸架,。

    主動懸架的控制環(huán)節(jié)中安裝了能夠產(chǎn)生抽動的裝置,，采用一種以力抑力的方式來抑制路面對車身的沖擊力及車身的傾斜力。由于這種懸架能夠自行產(chǎn)生作用力,，因此稱為主動懸架。主動懸架是由電腦控制的一種新型懸架,，具有能夠產(chǎn)生反作用力的動力源,，主要用于高檔轎車，這里不討論,。

   根據(jù)汽車導向機構(gòu)不同懸架種類又可分為獨立懸架,，非獨立懸架。如下圖所示,。（半獨立懸架單獨介紹）
非獨立懸架如上圖(a)所示

     其特點是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上,，當一側(cè)車輪受沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪上，當車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小,。若采用鋼板彈簧作彈性元件,，它可兼起導向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化,，降低成本,。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的,。非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大,，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差,。

獨立懸架如上圖(b)所示

    其特點是兩側(cè)車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接,，當一側(cè)車輪受沖擊,，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪,，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機可放低安裝,，有利于降低汽車重心,，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間,，有利于轉(zhuǎn)向,，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時獨立懸架非簧載質(zhì)量小,，

三,、非獨立式懸架特點和種類：

非獨立式懸架的兩側(cè)車輪安裝于一根整體式車橋上，車橋通過懸掛與車架相連,。這種懸掛結(jié)構(gòu)簡單,，傳力可靠，但兩輪受沖擊震動時互相影響,。而且由于非懸掛質(zhì)量較重,，懸掛的緩沖性能較差，行駛時汽車振動,，沖擊較大,。該懸掛一般多用于載重汽車、普通客車和一些其他車輛上,。

1）鋼板彈簧式非獨立懸架

鋼板彈簧被用做非獨立懸架的彈性元件,，由于它兼起導向機構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡化,。如下圖2所示,。這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中,。

圖2 鋼板彈簧非獨立懸架
2）螺旋彈簧非獨立懸架

因為螺旋彈簧作為彈性元件,，只能承受垂直載荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導向機構(gòu)和減振器,。（如圖3）

3）空氣彈簧非獨立懸架（我們經(jīng)?？吹降奶摾?br>
汽車在行駛時由于載荷和路面的變化，要求懸架剛度隨著變化,。當空車時車身被抬高,，滿載時車身則被壓得很低，會出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況,。

四,、獨立懸架特點和種類

每個車輪單獨通過一套懸掛安裝于車身或者車橋上，車橋采用斷開式，中間一段固定于車架或者車身上,；此種懸掛兩邊車輪受沖擊時互不影響,，而且由于非懸掛質(zhì)量較輕；緩沖與減震能力很強,，乘坐舒適,。各項指標都優(yōu)于非獨立式懸掛，但該懸掛結(jié)構(gòu)復雜,，而且還會使驅(qū)動橋,、轉(zhuǎn)向系變得復雜起來。采用此種懸掛的有下面兩大類車輛,。

1.轎車,、客車及載人車輛?？擅黠@提高乘坐舒適性，并且在高速行駛時提高汽車的行駛穩(wěn)定性,。
2.越野車輛,、軍用車輛和礦山車輛。在壞路和無路的情說下,，可保證全部車輪與地面的接觸,，提高汽車的行駛穩(wěn)定性和附著性，發(fā)揮汽車的行駛速度,。

目前采用較多的有以下三種形式：(1) 雙橫臂式,，(2) 麥弗遜式，(3)多桿式獨立懸架

（1）雙橫臂式（雙叉式）獨立懸架

如圖7a所示為雙橫臂式獨立懸架,。上下兩擺臂不等長,，選擇長度比例合適，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大,。這種獨立懸架被廣泛應(yīng)用在轎車前輪上,。雙橫臂的臂有做成A字形或V字形，如圖5所示,。V形臂的上下2個V形擺臂以一定的距離,，分別安裝在車輪上，另一端安裝在車架上,。

不等臂雙橫臂上臂比下臂短,。當汽車車輪上下運動時，上臂比下臂運動弧度小,。這將使輪胎上部輕微地內(nèi)外移動,，而底部影響很小。這種結(jié)構(gòu)有利于減少輪胎磨損，提高汽車行駛平順性和方向穩(wěn)定性,。（如圖6）

這種懸架目前在轎車中采用很多,。如圖7所示。麥弗遜式懸架將減振器作為引導車輪跳動的滑柱,，螺旋彈簧與其裝于一體,。這種懸架將雙橫臂上臂去掉并以橡膠做支承，允許滑柱上端作少許角位移,。內(nèi)側(cè)空間大,，有利于發(fā)動機布置，并降低車子的重心,。車輪上下運動時,，主銷軸線的角度會有變化，這是因為減振器下端支點隨橫擺臂擺動,。以上問題可通過調(diào)整桿系設(shè)計布置合理得到解決,。

圖7 麥弗遜式獨立懸架

（3）多桿式獨立懸架

獨立懸架中多采用螺旋彈簧，因而對于側(cè)向力,，垂直力以及縱向力需加設(shè)導向裝置即采用桿件來承受和傳遞這些力,。因而一些轎車上為減輕車重和簡化結(jié)構(gòu)采用多桿式懸架。如圖9所示,。上連桿9用支架11與車身(或車架)相連,，上連桿9外端與第三連桿7相連。上桿9的兩端都裝有橡膠隔振套,。第三連桿7的下端通過重型止推軸承與轉(zhuǎn)向節(jié)連接,。下連桿5與普通的下擺臂相同，下連桿5的內(nèi)端通過橡膠隔振套與前橫梁相連接,。球鉸將下連桿5的外端與轉(zhuǎn)向節(jié)相連,。多桿紗前懸架系統(tǒng)的主銷軸線從下球鉸延伸到上面的軸承，它與上連桿和第三連桿無關(guān),。多桿懸架系統(tǒng)具有良好操縱穩(wěn)定性,，可減小輪胎摩損。這種懸架減振器和螺旋彈簧不象麥弗遜懸架那樣沿轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動,。

1-前懸架橫梁 2-前穩(wěn)定桿 3-拉桿支架 4-粘滯式拉桿 5-下連桿　6-輪轂轉(zhuǎn)向節(jié)總成 7-第三連桿 8-減振器 9-上連桿 10-螺旋彈簧 11-上連桿支架 12-減振器隔振塊

五,、麥弗遜式獨立懸架（大部分汽車前懸架選用）

    一直以來，汽車的行駛操控性和舒適性與底盤結(jié)構(gòu)中的懸掛系統(tǒng)息息相關(guān),，而懸掛結(jié)構(gòu)的簡單與復雜也直接決定著汽車制造成本的高低,。麥弗遜式獨立懸架是眾多懸掛系統(tǒng)中的一種，它以結(jié)構(gòu)簡單,、成本低廉,、舒適性尚可的優(yōu)點贏得了廣泛的市場應(yīng)用。

    關(guān)于麥弗遜懸架，車壇歷史上還有這么一段記載,。麥弗遜（Mcpherson）是美國伊利諾斯州人,，1891年生。大學畢業(yè)后他曾在歐洲搞了多年的航空發(fā)動機,，并于1924年加入了通用汽車公司的工程中心,。30年代，通用的雪佛蘭分部想設(shè)計一種真正的小型汽車,，總設(shè)計師就是麥弗遜,。他對設(shè)計小型轎車非常感興趣，目標是將這種四座轎車的質(zhì)量控制在0．9噸以內(nèi),，軸距控制在2．74米以內(nèi),，設(shè)計的關(guān)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(chuàng)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(gòu)造簡單,，占用空間小,，而且操縱性很好。后來,，麥弗遜跳槽到福特，1950年福特在英國的子公司生產(chǎn)的兩款車,，是世界上首次使用麥弗遜懸架的商品車,。麥弗遜懸架由于構(gòu)造簡單，性能優(yōu)越的緣故,，被行家譽為經(jīng)典的設(shè)計,。

    麥弗遜式懸架是現(xiàn)在轎車中使用最多的：它的主要結(jié)構(gòu)即是由螺旋彈簧加上減振器組成。減振器可以避免螺旋彈簧受力時向前,、后,、左、右偏移的現(xiàn)象,，限制彈簧只能作上下方向的振動,。并可以用減振器的行程長短及松緊，來設(shè)定懸架的軟硬性能,。

    它的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊,，車輪跳動時前輪定位參數(shù)變化小，有良好的操縱穩(wěn)定性,，成本相對較低,。

它的缺點是：因為麥弗遜結(jié)構(gòu)過于簡單，造成懸掛的剛度有限。由于麥弗遜懸掛只能靠下托臂和減震器支柱來承受強大的車輪沖擊力,，所以較易發(fā)生幾何變形,。這種變形體現(xiàn)到駕駛感受上，就是駕駛者會明顯的感覺到車身穩(wěn)定性較差,。無論是轉(zhuǎn)彎側(cè)傾,，還是剎車點頭現(xiàn)象，都非常明顯,。

當然,，設(shè)計師們也想了不少辦法來解決穩(wěn)定性問題。我們經(jīng)常聽說的橫向穩(wěn)定桿,，防傾桿,，平衡桿等等都是用來提高麥弗遜懸掛幾何剛度和橫向穩(wěn)定性的部件。

但是,，光靠增加穩(wěn)定桿所提高的性能是有限的,，使用各種穩(wěn)定桿設(shè)計能從一定程度上提高穩(wěn)定性和懸掛幾何剛度。如果要從根本解決這些問題,，就必須改變整個懸掛的幾何形狀,，那么多連桿和雙叉式獨立懸架就成了高性能懸掛的代表。

結(jié)論：

優(yōu)點：麥弗遜懸掛擁有良好的響應(yīng)性和操控性,，而且結(jié)構(gòu)簡單,，占用空間小，成本低,，適合布置大型發(fā)動機以及裝配在小型車身上,。

缺點：穩(wěn)定性差，抗側(cè)傾和制動點頭能力弱,，增加穩(wěn)定桿以后有所緩解但無法從根本上解決問題,，耐用性不高，減震器容易漏油需要定期更換,。

由于汽車前艙要放置發(fā)動機等大型部件,，空間狹小，大多數(shù)廠家不約而同的選用了經(jīng)濟適用,，體積小巧的麥弗遜式懸架,，而汽車后懸架成了各廠家展示其技術(shù)的舞臺，在產(chǎn)中型,、中大型轎車后懸架可謂千姿百態(tài),，也是也是我們討論的重點！??！

   歸結(jié)起來,，在產(chǎn)中型、中大型轎車后懸架 ,，無論怎么變化,，取什么各式各樣的怪名，大多數(shù)不外乎有三種：

1.拖曳臂式懸架

2.雙叉臂式懸架

3.多連桿式懸架
九,、拖曳臂式懸架（半獨立懸掛）

    拖曳臂式懸架是介于獨立式和非獨立式懸架之間的一種懸架,，我們姑且稱他為半獨立懸掛，為什么呢,？

   從拖曳臂懸架的構(gòu)造來看,，由于左右縱擺臂被橫梁連接，因此懸架結(jié)構(gòu)依舊還保持著整體橋式的特性,，這也就使縱向拖臂所連接的車輪在動態(tài)運動中外傾角不會發(fā)生變化,，由此會使前輪出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足，所以拖曳臂后懸無法為車身的精確操控提供良好的保障,。不過可喜的是,，連接左右縱臂的橫梁在連接處為可轉(zhuǎn)動式，在一定程度上可讓左右車輪在小范圍的空間內(nèi)自由跳動而不干擾到另一側(cè)車輪,，又帶有一點獨立懸掛的優(yōu)點,，所以我們姑且稱他為半獨立懸掛！

典型的拖曳臂式后懸掛（實際上拖曳臂懸架屬于整體式的一種,，因為左右仍屬硬性連接）

加裝了防傾桿拖曳臂式懸掛：

大家不要被名稱迷惑了,，不同廠家對這種懸掛的稱謂不同：如：縱臂扭轉(zhuǎn)梁獨立懸掛，縱臂扭轉(zhuǎn)梁非獨立懸掛,，H型縱向擺臂懸掛等等,。歸根結(jié)底他們都是同一種懸掛結(jié)構(gòu)——拖曳臂式懸掛，只是調(diào)教稍有不同,。

我們需要借助拖曳臂懸架的作動原理來看看它為什么性能如此平平。在前面我們已經(jīng)說到,，拖曳臂懸架左右縱臂被一根橫梁相連,，因此它在某些特性上與整體橋式懸架有相似之處。打個比方,，假設(shè)一輛裝備拖曳臂后懸的緊湊型轎車經(jīng)過短波路面,，由于左右后輪有橫梁相連，所以左右兩側(cè)車輪都會同時隨起伏不平的路面抖動,，盡管液壓減震器和螺旋彈簧能吸收掉部分震動,，但由于后懸的整體性，剩余的無法過濾掉的震動還是不可避免地會傳入車廂,，因此乘坐者會感到一定的不適,，這種不適說得直白點就是比較顛,。如果此時后輪裝備的是多連桿懸架，左右后輪就可以分別隨著各自的連接桿進行上下運動,，不會因為中間的橫梁而互相干擾,，那么舒適性也將大大提高。

舒適性如此,，在操控性上你更是別指望拖曳臂會帶給你莫大的驚喜,。在動態(tài)運動尤其是高速轉(zhuǎn)向中，車身隨慣性會產(chǎn)生一定的側(cè)傾,，前面我們提到由于縱向拖臂所連接的車輪在轉(zhuǎn)向中不會發(fā)生外傾角變化,，由此會造成前輪的轉(zhuǎn)向不足，所以拖曳臂懸架給人的感覺是極端操控狀態(tài)下可控性較差,，后輪反映較遲鈍,。其實這也與左右縱臂（車輪）被橫梁連接有關(guān)，因為轉(zhuǎn)向時車身會側(cè)傾,，而彎道內(nèi)側(cè)車輪會在減震器和彈簧的伸展下盡量保持與地面的接觸,，左右車輪受力不均會影響到動態(tài)操控性。有兩種方案倒是可以解決這一問題,，一種是更換更為先進的多連桿懸架,，另一種則是導入后輪隨動轉(zhuǎn)向功能。

拖曳臂式懸掛本身具有非獨立懸掛的存在的缺點但同時也兼有獨立懸掛的優(yōu)點,，拖曳臂式懸掛的最大優(yōu)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(fā)生彎曲應(yīng)力,，所以摩擦小,。這種懸掛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,，拖曳臂懸掛的后輪也會往下沉平衡車身,，無法提供精準的幾何控制。

拖曳臂式懸掛的優(yōu)缺點：

主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單實用,、占用空間最小,、制造成本低。

主要缺點：承載性能差,、抗側(cè)傾能力較弱,、減震性能差、舒適性有限

十,、雙叉臂式獨立懸架

雙叉臂式懸掛又稱雙A臂式獨立懸掛,，雙叉臂懸掛擁有上下兩個叉臂，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,。雙叉臂式懸掛的上下兩個A字形叉臂可以精確的定位前輪的各種參數(shù)，前輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)彎的側(cè)傾較小,。

雙叉臂式懸掛通常采用上下不等長叉臂（上短下長）,，讓車輪在上下運動時能自動改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損，并且能自適應(yīng)路面,，輪胎接地面積大,，貼地性好?！?nbsp;

雙叉臂的懸掛一般指減震器擁有上下兩個支撐臂,，由于上下使用了不等長的擺臂，令車輪在上下運動時能自動改變外傾角并且自動適應(yīng)路面的起伏,，使輪胎的附著力更大,，因而許多偏重運動設(shè)計的車會采用此類懸掛。

從結(jié)構(gòu)上來看,，雙叉臂式懸架和麥弗遜式懸架有著緊密的血緣關(guān)系,，它們的共同點為：下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂構(gòu)成，液壓減震器充當支柱支撐整個車身,。不同處則在于雙叉臂式懸架多了一根連接支柱減震器的上控制臂,，這樣一來有效增強了懸架整體的可靠性和穩(wěn)定性。

雙叉臂式懸掛運動性出色,，為法拉利,、瑪莎拉蒂等超級跑車所運用。

    主要優(yōu)點：橫向剛度大,、抗側(cè)傾性能優(yōu)異,、抓地性能好、路感清晰,；

主要缺點：制造成本高,、占用空大、懸架定位參數(shù)設(shè)定復雜,；

適用車型：運動型轎車、超級跑車以及高檔SUV前后懸架,。
雙叉臂式獨立懸架的應(yīng)用

    值得一提的是,，雙叉臂懸架的上下控制臂能起到抵消橫向作用力的功效，這使得支柱減震器不再承受橫向作用力,，而只應(yīng)對車輪的上下抖動,，因此在彎道上具有較好的方向穩(wěn)定性,。素有“彎道之王”美譽的馬自達6前懸采用的就是雙叉臂懸架。因此,，馬自達6在彎道行駛時的側(cè)傾較小,，車身的整體感保持得非常好。

    在標致407上,，前懸采用了名為“獨立軸頸雙叉前輪系統(tǒng)”的雙向控制改進型雙叉臂懸架,。

    一汽豐田皇冠和銳志也都采用了雙叉臂式前懸掛。國內(nèi)采用雙叉臂式前懸掛的轎車主要有一汽豐田皇冠和一汽豐田銳志,，以及奧迪的豪華SUV Q7,、大眾途銳等。

    盡管雙叉臂式獨立懸架擁有眾多優(yōu)勢——出色的側(cè)向支撐,、精確的車輪方向控制等,，但由于使用上下控制臂結(jié)構(gòu)，過于穩(wěn)定的特性卻使車輪的響應(yīng)速度較其他形式懸架要緩慢,，上下控制臂的結(jié)構(gòu)也導致這種懸架的橫向安裝空間增大,。因此雙叉臂懸架常出現(xiàn)在車身寬大的豪華轎車、全尺寸SUV,、皮卡甚至超級跑車上,。

    如我們熟悉的凱迪拉克賽威SLS、雪鐵龍C6,、奧迪Q7,、大眾途銳無一例外都在前懸采用了雙叉臂結(jié)構(gòu)。而像蘭博基尼蓋拉多,、瑪莎拉蒂3000GT,、捷豹等注重操控性能的跑車在前后懸都采用雙叉臂懸架，這足以說明雙叉臂的應(yīng)用范圍廣泛,，重要的是它能為車身提供很好的側(cè)向支撐,。

雪佛蘭克爾維特C6后雙叉臂懸架

標致407的改良型雙叉臂懸架

捷豹的雙叉臂結(jié)構(gòu)，上V臂較小

悍馬H3的雙叉臂前懸

十一,、多連桿式懸架

多連桿式懸架是由(3—5)根桿件組合起來控制車輪的位置變化的懸架,。多連桿式能使車輪繞著與汽車縱軸線成二定角度的軸線內(nèi)擺動，是橫臂式和縱臂式的折衷方案,，適當?shù)剡x擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角,，可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸架的優(yōu)點，能滿足不同的使用性能要求,。多連桿式懸架的主要優(yōu)點是：車輪跳動時輪距和前束的變化很小,，不管汽車是在驅(qū)動、制動狀態(tài)都可以按司機的意圖進行平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向,，其不足之處是汽車高速時有軸擺動現(xiàn)象,。

最近比較流行的一種后懸架為多連桿式懸架,。目前在中高檔轎車上使用的多連桿式后懸架并不新鮮，但隨著技術(shù)的發(fā)展,，多連桿式后懸架也開始被用在緊湊型轎車上,，成為了廠家宣傳的賣點。多連桿式懸架能夠更加精確地控制車輪與地面接觸的角度,，因此它是一種比較先進的后懸架結(jié)構(gòu)方案,。

現(xiàn)在比較先進的是多連桿結(jié)構(gòu)的后懸掛系統(tǒng)，可分5連桿和4連桿,。多連桿的后懸掛能實現(xiàn)主銷后傾角的最佳位置,，大幅度減少來自路面的前后方向力，從而改善加速和制動時的平順性和舒適性,，同時也保證了行駛中的車輛穩(wěn)定性,，多連桿式的后懸算是比較高級的懸架。