主流轿车悬架系统分析

文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ 绪论悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称。车辆行驶的舒适性主要取决于悬架的性能。随着国内汽车市场的快速发展，越来越多的消费者在购买汽车时更注重了汽车的技术含量。虽然做为整车最重要部件之一的发动机备受关注，各种参数也非常直观，但同样重要的底盘与悬挂很多人却并不了解。而汽车厂商的说明书对悬架不是一笔带过，就是悬架名称五花八门，让一些想了解悬架系统的消费者也不知所从。我就目前汽车所采用的一些主要悬架系统进行介绍，以增加消费者这方面的知识。悬挂的分类 悬架的功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车平顺行驶。悬挂系统应有的功能是支持车身，改善乘坐的感觉，不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性，是现代汽车十分关键的部件之一。 麦弗逊独立悬架麦弗逊（McPhersonType）又称为支柱式悬吊系统，此种悬吊常见于前悬吊，堪称是最被广泛运用者。这是一种利用避震器为车轮定位用支柱的悬吊形式，支柱上部经由橡胶置绝缘体固定于车身，支柱下部用连杆连结以定位，避震器为筒型，装在支柱内部。支柱可在导管内上下滑动，最大优点为构造简单，占位置小，前轮之后倾角不会因车轮的跳动而改变，另外在麦花臣式悬吊以外的悬吊，外倾角方向汽车悬架平面图的定位需要上臂，牺牲空间，麦花臣式悬吊因避震器有此功能，可增大车室空间，在引擎横置的FF车因布置空间无余地，此优点就显得特别重要；缺点为行驶不平路面时，车轮易自动转向，故驾驶人须用力保持方向盘，当受到剧烈冲击时，滑柱易造成弯曲，因而影响转向性能。 麦弗逊事实上是演变自双臂的一种悬吊型式。他将双A臂的上支臂替换成避震器+弹簧，而下支臂不变。另外，由于避震器就是麦弗逊的上臂，所以这样的避震器要特别坚固才行。基本上，麦弗逊广泛的运用于前悬吊系统，因为少了上支臂的关系，使得其占用的前轮底盘空间减少，能轻松的安置与横置引擎的车子，在能带来不错的操控效果时，还能兼顾设计成本优点：成本低廉，构造简单，质量很轻，体积小，多用于前置前驱车型，方便布置动力总成，变速器和发动机。缺点：结构简单是最大的软肋，由于减震器和螺旋弹簧都是对车辆上下的晃动起到支撑和缓冲，因此对于侧向的力量没有提供足够的支撑力度。这样就使得车辆在转向的时候车身有比较明显的侧倾，通常会增加防倾杆能减小车辆侧倾。拖拽臂悬架（又称纵臂扭转梁式非立悬架）拖曳臂式悬架是专为后轮设计的悬吊系，以支臂结合车轴前方的车身部主轴与车轴，其中车身部主轴的旋转轴垂直于车身中心线者，亦即直向后方，称为拖曳臂式或全拖曳臂式，使用这类系统的车像PEUGEOT车系、CITROEN车系、OPEL车系等，而半拖曳臂式之摆动臂系倾斜于车身中心线即斜向后方。拖曳臂式悬吊的结构为车身部的主轴直接结合于车身，然后将主轴结合于悬吊系统，再将此构件安装于车身，弹簧与避震器通常是分开安装或是构成一体，直立安装于车轴附近。悬吊系统本身的运动，支臂以垂直车身中心线的轴，亦即平行于车轴的轴为中心进行运动，车轴不倾斜于车身，在任一上下运动位置，车轴平行于车身，对车身外倾角变化为零。其最大的优点乃在于左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小，当其煞车时除了车头较重会往下沈外，拖曳臂悬吊的后轮也会往下沈平衡车身，而其缺点为无法提供精准的几何控制汽汽车悬架弹簧。优点：左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，摩擦小，结构简单实用、占用空间最小、制造成本低。 缺点：舒适性和操控性均有限，当其刹车时除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬挂的后轮也会往下沉平衡车身，无法提供精准的几何控制。承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限。双横臂悬架双差臂悬挂拥有上下两个摇臂，起横向力由两个摇臂同时吸收，支柱只承载车身重量。因此横向刚度大。由于上下使用不等长摇臂（上长下短），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。并且也能自适应路面，轮胎接地面积大，贴地性好。但是由于多了一个上摇臂，所以需要站用较大的空间，因此小型车的前桥一般布置不下此种悬挂。在支柱式悬吊系统问世前，乘用车的独立悬吊式前悬吊为双差臂式悬吊，但是，支柱式问世后，除了一部份外，几乎所有的乘用车前悬吊都改用支柱式。不过，最近苛求乘坐舒适性与操纵安定性的车种开始在前后轮都采用几何学变化，柔软协调等设计自由度高的双A臂式悬吊，为有外倾角变化控制用臂的悬吊形式。臂的布置是下臂与支柱式差不多，上臂是两端已有橡胶衬套的A型臂结合车身与车轴，车身常有副框架，主轴布置于副框架上，副框架与车身通常在四处经绝缘体结合，弹簧与避震器为尽量增长行程，装于上臂上与车身间，藉这些连杆的布置设计，即可将外倾变化。双A臂式悬吊的优点首推设计自由度，因不对避震器施加弯矩，所以摩擦小，因在副框架上布置连杆，容易兼顾悬吊系的刚性与震动绝缘。缺点是零件数多，也要求定位精度，成本上重量上都不利单厢小货车之类的商用车，这是HONDA从F1赛车上所产生的理念，也是本田车系最喜用的悬吊系统。 多连杆悬架多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。其中前悬挂一般为3连杆或4连杆式独立悬挂，后悬挂则一般为4连杆或5连杆式后悬挂系统，其中5连杆式后悬挂应用较为广泛，多连杆式悬挂舒适性能是所有悬挂中最好的，高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能何操控稳定性，所以大多使用多连杆悬，可以说多连杆悬挂是高档轿车的绝佳搭档。多连杆悬挂结构想对复杂，材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其它类型的的悬挂、而且其占用空间大，中小型车出于成本和空间考虑极少使用这种悬挂。但多连杆式悬挂舒适性能是所有悬挂中最好的，操控性能也和双叉臂式悬挂难分伯仲，高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能何操控稳定性，所以大多使用多连杆悬，可以说多连杆悬挂是高档轿车的绝佳搭档。空气悬架 空气悬架工作原理就是用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送到弹簧和减振器的空气室中，以此来改变车辆的高度。在前轮和后轮的附近设有车高传感器，按车高传感器的输出信号，微机判断出车身高度的变化，再控制压缩机和排气阀，使弹簧压缩或伸长，从而起到减振的效果。 空气悬架给予了汽车更多的灵性。当你在高速行驶时悬架可以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，控制单元会使悬架变软来提高车子的舒适性。典型车型介绍各种类别的悬架有其独特的优缺点。具体到车上，不同车型即使应用相同类型的悬架，其细微之处，也各不相同。表现在造车理念，调校，制作工艺，和参数设定。下面选取比较典型的几类车型做具体分析。福克斯悬架结构：前麦弗逊后多连杆福克斯是福特旗下的一款A级家用轿车。1991年福特汽车公司展出了名为GHIA的概念车，后来成为福克斯的原型车。1998年为了对抗大众汽车的新一代高尔夫和标致雪铁龙汽车的新产品307，第一代福克斯正式在欧洲量产。高性能的福克斯的突然出现让整个业界震惊，福克斯也从此一鸣惊人，不断收获各种汽车大奖。福克斯的前麦弗逊式独立悬架结构较为完善。它的横向稳定杆在与下摆臂相连之后，采用稳定杆连杆与麦弗逊支柱相连。横向稳定杆和稳定杆连杆的采用有利于提高麦弗逊悬架横向和纵向的几何刚度，由于在连接方式上因为多使用了左右各两根稳定杆连杆使得稳定杆的效果能够更好的发挥。而下摆臂则与前副车架相连，前副车架的引入对操控性的提升并不明显，但是却可以更好的减小路面微小震动的传入。有无副车架给人最直接的感受是在舒适性的差异。由于副车架与车身连接时采用橡胶衬套，多增加了一级由橡胶挤压变形产生的减震效果，因此会让人不易感觉许多微小的震动。不过，副车架会增加车重，并且由橡胶衬套连接的副车架在弯道中会产生滑移，在以操控至上的赛车往往不会配置副车架，例如福克斯WRC赛车则没有类似于量产车这样的前副车架福克斯的后悬架采用SLA Control Blade全独立悬挂系统，通常称为SLA Control Blade“刀锋”式全独立后悬架 Blade意思为：刀锋，SLA(Short Long Arm)的意思是“长短臂”，与常见的“等长双A臂”统称为“双叉臂”。这是双叉臂式独立悬架的一个改良，有着著名的福特WRC赛车基因。关于福克斯的后悬挂问题争论很多，有人认为它是双叉臂悬挂，又有一部分人认为它是多连杆悬挂，但是唯一可以肯定的是它是独立悬挂，其实这个问题不是死的，或者按照厂家的说法就是SLA Control Blade悬挂，翻译过来就是“长短臂刀锋式悬挂”。 福克斯得益于这个屡获大奖的悬架，以及螺旋弹簧与减振器分离的设计，后轮的动态表现明显提高。无论是简单的绕桩，还是激烈的赛道驾驶，和采用拖曳臂悬架的同类型车相比，有着不一样的感觉。特别是在平整的高速公路上，任何弯道都不会把福克斯的过弯速度拉到100km/h之下，除非有限速牌子的“喝止”。SLA Control Blade优点1.同级车独有的后副车架+后防倾杆强化车尾整体刚性，有效抑制车身侧倾现象，呈现出沉稳扎实，安定舒适的动态表现。2.超大的265mm后刹车碟盘结合前通风刹车碟盘,提供敏锐的四轮制动力,实现同级车最短的刹车距离。3,减震器与弹簧分离设计给予车尾一流平稳的动态表现，提供最佳阻尼系数，将稳定性和舒适性完美结合。同时，还增加了后厢空间。4.双球型接头消除来自轮胎的震动，保持车身的稳定性和舒适性。5. SLA Control Blade刀锋式高刚性拖曳臂有效减少横向作用力，大幅增加车尾稳定性。速腾悬架结构：前麦弗逊后扭力梁全新速腾是一款德国最新工艺与现代动感造型完美结合的大空间A+级舒适轿车。作为一汽-大众速腾品牌的全新换代车型，全新速腾在完美传承大众汽车设计语言的同时，融入简约、实用的包豪斯艺术(Bauhaus) 设计风格，在外观造型上更具现代动感，为适应中国消费者需求，全新速腾的车内空间也有很大程度的改善，尤其是后排空间更加充裕。此外，一汽-大众始终遵循着“以人为本”的安全理念，为全新速腾全系标配了ESP电子稳定系统，全新速腾也是唯一一款全系标配ESP的A+级车。关于新速腾底盘的讨论，其实广州车展前就已经开始了，它的悬挂结构早已经不是什么秘密。在广州车展上，之前的消息和猜测都得到了证实，在现款速腾、高尔夫车型上使用的后多连杆悬架不会继续出现在国产的新速腾车型之上，国内的新速腾将会向大众北美的NCS车型看齐，用上了拖曳臂式的非独立悬架。 如果要找一些关键词赋予现款的速腾，那么“技术”、“操控性”“独立悬架”一定是出现频率最高的字眼，即便速腾曾经销量惨淡，但人们对它的评价却一直是“一辆好车”。而新速腾在还未进入国内市场时，就已经被很多车友提前给了个“差评”。不少人将新速腾的非独立悬架当做“减配”，“返古”、“退化”等等字眼不绝于耳，甚至有人调侃说新速腾是“一夜回到解放前” 没错，这种拖曳臂+止推杆的后悬架结构天生在实力上就比多连杆差了一截，在转向时以及左右车轮不再同一平面时，无法像多连杆独立悬架那样随着悬架行程的变化始终保持车轮与地面有良好的接触角度，加上左右车轮震动会相互叠加和干涉对舒适性造成影响等等都是这种悬架天生的硬伤。当然，拖曳臂+止推杆结构并非一无是处，它的好处是结构简单，占用空间少，并且有着良好的承载能力。因此更利于扩展车内空间，并且在悬架的维护成本上要比多连杆结构低。这对购车的消费者而言，意味着他们将能够买到一款更便宜、空间更大、维护更省心的新速腾。对于新速腾后悬架的由来，很多人认为大众为了节省成本，直接把老款宝来车型的PQ34平台底盘搬到了新速腾的后悬架上，但实际上二者的结构有着明显的差异，老宝来的纵臂扭转梁悬架的横梁位置靠近纵臂枢轴、能够与纵臂一起直接提供悬架所需的横向刚性，而新速腾的横梁接近车轮轴线位置，只能限制车轮轮距，但是无法提供悬架所需的横向刚性，因此需要单独的止推杆结构来保证悬架的稳定性。新速腾的这种后悬架结构与低配版的新甲壳虫车型保持一致。同时从前控制臂、副车架以及底部的防护等方面来看，新速腾的前悬架结构与现款速腾基本相同，并没有“回归”到老宝来平台的结构。所以，我们可以否定“新速腾使用老宝来底盘”这种说法。实际上，新速腾的悬架结构是与新甲壳虫低配版一致，而和老宝来并没有什么关联。科鲁兹悬架结构：前麦弗逊后扭力梁科鲁兹是雪佛兰汽车公司于2009年出品的一款紧凑型轿车。科鲁兹综合了非常先进的科技，具有阳刚动感的外形和年轻时尚的内饰，油耗较低，各项性能在A级车中处于领先位置，上市后取得了不错的销量。全新雪佛兰科鲁兹生动地重塑了传统三厢轿车的车型特征，并进一步凸显出雪佛兰品牌全球最新的设计语言，这将成为未来所有“金领结”车型的设计符号。科鲁兹是通用借助全球的设计平台，综合了非常先进的科技，而打造的一款紧凑型的轿车。 科鲁兹刚上市的时候，国内用户（包括车托以及车黑）以为它是国产后因为降低成本才将多连杆独立悬挂减配为扭力梁式半独立悬挂，但是，要知道国外的科鲁兹它也是扭力梁式半独立悬挂，它原本就是扭力梁的结构。这里有个误区，很多人认为独立悬挂就是比扭力梁好，但是殊不知独立悬挂也分很多种，扭力梁也是分为三六九等。而科鲁兹的扭力梁毫无疑问在紧凑型车中是相当出色的，弹簧也都是为运动而生。虽说它的后悬挂并没有速腾、福克斯、马自达3以及A3的多连杆独立悬挂好，但绝对比新宝来、朗逸要好很多（至少这个梁够粗），比较实在。科鲁兹虽然不是多连杆悬挂,但是悬挂系统的材质却一流,国产紧凑级车中唯一使用铝合金悬挂悬挂系统的车型。并且还有EDC主动悬挂，也是这个级别独一无二的。加上欧宝的底盘功底，也能证明科鲁兹的悬挂系统还是很不错的。宝马3系悬架结构：双球节弹簧减震支柱前桥+5连杆后悬架宝马3系是宝马汽车品牌有史以来最成功的一款车型。从1975年第一代面世以来，它一直被人们看作是最能表达宝马品牌运动精神的车型。发展至今，宝马3系已经经历了五代的进化，虽然历代车型在造型、动力及尺寸方面均有改进，但唯独保持下来的就是那不变的运动精神。铝制双控制臂车桥比普通钢制车桥轻约30%，其出众的动感表现和卓越的乘坐舒适性也是钢结构所无法与之相比的。通过在前后车桥之间均匀的重量分配，BMW 3系四门轿车在操控的精准性上臻于完美。得益于轻质铝的智能应用，双球节弹簧减震支柱前桥提供独特的动态操纵和高度灵敏的转向。BMW双球节弹簧减震支柱前桥由铝制成，这使得其重量很轻并将车辆的非弹簧支撑质量降到最小。与钢制的类似车桥相比，铝合金的智能应用可将重量减少30%。更轻的前桥平衡前后之间的车桥负载，直接的结果就是悬架和转向系统的迅速响应。高度刚性的对角前桥副车架进一步增强了这一点，它同时还支撑着转向器、横向摆臂和推杆以及防侧倾稳定杆。BMW 3系四门轿车在操作性、灵活性和动态表现等方面为整个汽车行业树立了新的标准。这种灵活性背后的关键就是全新的五联臂后悬桥，轻重量、高强度的设计确保了新BMW 3系后桥运动性能更佳、转向更精确。8 / 8