房雷 李林燕

摘要：本文對懸架系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，闡述了現(xiàn)代汽車主流懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用，并進(jìn)行了分析和比較。

關(guān)鍵詞：汽車 懸架系統(tǒng) 操控性

0 引言

近幾年隨著我國汽車產(chǎn)銷量的市場需求不斷提升，私家車的保有量達(dá)到了相當(dāng)龐大的規(guī)模，消費者越來越重視愛車的操控性能，懸架系統(tǒng)備受關(guān)注。

1 汽車懸架系統(tǒng)

懸架系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)、變速箱并稱為汽車最重要的三大總成，懸架系統(tǒng)是汽車的重要組成部分之一。

懸架系統(tǒng)是連接車架（或承載式車身）、車輪、車橋之間所有傳力設(shè)備的統(tǒng)稱[1]，懸架主要由減震器，彈性元件和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成，此外部分轎車的懸架系統(tǒng)還增設(shè)有緩沖塊和橫向穩(wěn)定器。懸架系統(tǒng)的用途主要是將路面作用于車輪的垂直反力（支撐力）、縱向反力（制動力與驅(qū)動力）和側(cè)向反力和因這些力相互作用所產(chǎn)生的力矩傳達(dá)至車架（承載式車身）上，并緩解不平整路面所引發(fā)的沖擊載荷，減弱因此產(chǎn)生的承載系統(tǒng)振動，進(jìn)而確保行車的操縱穩(wěn)定性、平順性和舒適性，提高了汽車行駛的平均速度。

懸架系統(tǒng)按導(dǎo)向機(jī)構(gòu)形式不同分為獨立懸架和非獨立懸架。獨立懸掛的車軸分成兩段，車橋選用斷開式車橋，每側(cè)車輪都用彈性懸架單獨與車架（或車身）相連，每一側(cè)的車輪都可以獨自坐擁，相互之間不產(chǎn)生影響。非獨立懸架與整體式車橋相連，車輪裝于整車軸兩端，車輪與車橋依靠連接彈性懸架與車架（或車身）連接。當(dāng)其中一側(cè)車輪因路況不平整發(fā)生跳動時，就會發(fā)生另一側(cè)車輪在汽車橫向平面內(nèi)發(fā)生擺動[2]。

汽車懸掛系統(tǒng)由初始的非獨立懸掛發(fā)展出獨立懸掛，又在獨立懸掛中演變出麥弗遜，雙叉式等不同性能的種類還有其中最先進(jìn)的設(shè)計——多連桿懸掛。

在這個言必談操控、論必說運(yùn)動的時代，所有汽車制造商都在不遺余力地宣傳自身產(chǎn)品優(yōu)越操控性能。從以?？怂篂榇淼募彝嵱眯偷竭~騰為代表的中價車再到以寶馬5系Li為代表的高檔車無一不在標(biāo)榜車的操控性能。

2 典型懸架系統(tǒng)

2.1 麥弗遜式獨立懸架

麥弗遜（McPhersonType）又稱為支柱式懸架系統(tǒng)，此種懸掛常見于前懸掛，是目前汽車市場上采用最多的懸掛之一。其由減震器、螺旋彈簧、三角形下擺臂三部分組成，更有轎車還會加上橫向穩(wěn)定桿來提升懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其結(jié)構(gòu)主要是用螺旋彈簧套在減震器上組成，減震器能防止螺旋彈簧受力時出現(xiàn)前、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧則只能上下方向的振動，同時可以依靠調(diào)整減震器的行程長短與松緊，來設(shè)定調(diào)整懸掛的軟硬及性能。麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的車輪是采用沿主銷滑動方法的懸掛系統(tǒng)。

此類懸掛優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊輕量化，制造成本低，占用空間小，能自動調(diào)節(jié)車輪外傾角，在車輛過彎時可以更好的適應(yīng)路面，讓輪胎的對地面作用面積最大化，以達(dá)到最好的操縱穩(wěn)定性，增加兩前輪內(nèi)側(cè)的空間，便于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)的安裝。但因其構(gòu)造為直筒式，欠缺對來自于左右方的沖擊的反作用力，懸掛剛度弱，主要表現(xiàn)就是當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時側(cè)傾側(cè)身傾斜角度過大，而且在車輛緊急剎車時剎車點頭明顯。

由于其占用空間小，適用于中小型轎車、中低端SUV前懸架使用，國內(nèi)常見的廣州本田飛度、東風(fēng)標(biāo)致307、一汽豐田卡羅拉、上海通用君越、一汽大眾邁騰等前懸掛均采用了麥弗遜式獨立懸掛，甚至連夏歷和凱美瑞的獨立后懸架實際上也是由它改良而來的。

2.2 拖拽臂式懸架

拖拽臂式非獨立懸架系統(tǒng)是當(dāng)下國內(nèi)在麥弗遜式懸架之后被廣泛運(yùn)用的另一種懸掛系統(tǒng)，此種懸架是專為后輪而設(shè)計的，它的組成較為簡單，用可上下擺動的拖臂來對車身和車輪進(jìn)行硬性連接，用螺旋彈簧和液壓減震器組成減震部件，從而起到支撐和車身減震的作用，而方形或圓柱形扭轉(zhuǎn)橫梁連接至左右車輪。某些汽車廠家還稱其為：縱臂扭轉(zhuǎn)梁非獨立懸掛、H型縱向擺臂懸掛等等都屬于拖曳臂式懸掛，只是對其調(diào)教有所不同[3]。

這種懸架結(jié)構(gòu)特點：左右縱向搖臂被一跟粗大的扭轉(zhuǎn)梁焊接在一起，被焊接成H型的懸架整體安裝在車身上，搖臂與車身只有兩個連接點，所以裝配起來也很簡單。

這種懸架的最大的特點是兩側(cè)車輪空間大，車輪的外傾角不發(fā)生變化，輪胎磨損率低，避震器不出現(xiàn)彎曲，摩擦小，結(jié)構(gòu)組成成本低簡便。不足之處是操控性和舒適性均有限，承載性能差，抗側(cè)傾能力較弱，剎車時除了車頭較重會出現(xiàn)下沉外，同時拖曳臂懸掛的后輪也會往下沉平衡車身，無法提供精準(zhǔn)的幾何控制。

目前采用該懸架的車型主要有上海大眾桑塔納、一汽豐田卡羅拉、東風(fēng)標(biāo)致206、廣州本田飛度等。

2.3 雙橫臂式懸架（雙叉臂式懸掛）

雙橫臂懸架又稱為雙叉（雙A）臂式懸掛，它大多選用兩個上下不等長的叉臂，橫向作用力用兩個叉臂同時吸收，支柱只起到承載汽車車身重量的作用，所以橫向剛度大。雙叉臂式懸掛的上下兩個A字形叉臂能精確地定位前輪的所有參數(shù)，當(dāng)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。雙叉臂式懸掛大多選用上下不等長叉臂（上短下長），讓車輪在上下運(yùn)動時可以自行改變外傾角同時減小輪距變化達(dá)到減小輪胎磨損的目的，并且能自動適應(yīng)路面，使得輪胎接地面積增大，貼地性好。

雙橫臂懸架具有抗側(cè)傾強(qiáng)，橫向剛度大，輪胎與路面的貼合性好、可調(diào)區(qū)間大、抓地優(yōu)越特點。所以純正血統(tǒng)的跑車的前懸掛大多采用雙叉臂式懸掛。但是受結(jié)構(gòu)限制反應(yīng)速度緩慢，橫向安裝空間增大，所以雙叉臂一般都用在體形寬大的轎車或越野車上。

目前國內(nèi)采用雙叉臂式前懸掛的轎車主要有本田思域，一汽豐田皇冠和銳志，奧迪Q7以及大眾途銳等。

2.4 多連桿懸架

目前在國內(nèi)家用車市場上，前輪懸架90%以上都采用的是麥弗遜式獨立懸掛，后輪懸掛的結(jié)構(gòu)類型是它們在底盤方面的主要區(qū)別。多連桿式獨立懸架，是現(xiàn)在最為流行的一種后懸類型，也是未來發(fā)展的趨勢之一。多連桿懸架包含了前懸掛和后懸掛系統(tǒng)兩種。前懸掛通常為3連桿或4連桿式獨立懸掛，后懸掛則一般為4連桿或5連桿式后懸掛系統(tǒng)，其中5連桿式后懸掛應(yīng)用較為廣泛。這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了懸掛的獨立，它通過數(shù)根拉桿之間的相互作用，使車輪繞著與汽車縱軸線成一定角度的軸線內(nèi)擺動，使車輪保持在一個合理的跳動范圍內(nèi)[4]。

多連桿懸掛能自動調(diào)控主銷后傾角的位置使其保持為最佳狀態(tài)，大幅度降低來自于路面前后方的反力，進(jìn)而優(yōu)化制動與加速時的舒適性和平順性，同時確保直線行駛的穩(wěn)定性。

多連桿式懸掛系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：車輪跳動時輪距和前束幾乎沒有變化，不管汽車是在驅(qū)動、制動狀態(tài)都可以依照司機(jī)的操作方式進(jìn)行平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向。不足之處為：多連桿懸掛結(jié)構(gòu)繁瑣，材料成本、研發(fā)實驗成本以及制造成本遠(yuǎn)高于其它類型的懸掛、而且其占用空間大，中小型車出于成本和空間考慮極少使用這種懸掛，使汽車高速時有軸擺動現(xiàn)象。

目前國內(nèi)采用多連桿前懸掛的車型有上海大眾的帕薩特領(lǐng)域；采用多連桿后懸掛的有長安福特福克斯、一汽大眾速騰、廣州本田雅閣、上海通用君越、一汽豐田皇冠及銳志、一汽轎車馬自達(dá)6、東南汽車三菱戈藍(lán)等。前后懸掛均采用多連桿的車型有：北奔-戴克奔馳E級轎車、華晨寶馬的3系及5系轎車、一汽大眾奧迪A4及A6L。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗慶貴.汽車底盤構(gòu)造與維修[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]孫培峰.汽車底盤構(gòu)造與檢修[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2007.

[3]秦民，萬剛.轎車懸架技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].汽車研究與開發(fā)，2004（7）：27-29，45.

[4]高國生，楊紹普，郭京波.汽車懸架控制系統(tǒng)研究動態(tài)與展望[J].機(jī)械強(qiáng)度，2003，25（3）：279-284.

作者簡介：房雷（1982-），男，河南鄧州人，碩士，助教，研究方向：現(xiàn)代汽車設(shè)計方法。