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常见的悬挂系统

福特汽车常见的悬挂系统

通常我们选车时，汽车销售员总会向我们介绍说这车是什么发动机，什么变速箱，什么悬架等等。

说起发动机大家都懂得许多，说起变速箱也无外乎是自动的，还是手动的，而说起悬架有时就有点让人发蒙。

今天我们就来像大家介绍一下悬挂的知识，从而让大家更了解福特汽车的悬挂：

一、什么是汽车悬架

所谓悬架就是指连接车身（车架）和车轮（车轴）的弹性构件，这个构件虽为弹性结构，但它的刚度足以保证汽车的行驶舒适性和稳定性。

在汽车行驶过程中，悬架既能抵消减弱路面不平带来的生硬冲击，又能确保车身的横向和纵向稳定性，使车辆在悬架设计的自由行程内时刻都可以保持一个较大范围的动态可控姿态。

因此，悬架是关系到车辆操控性和舒适性的重要组成部件之一。

二、汽车悬架的分类

按照汽车悬架缓震的原理来说，现代汽车中的悬架有两种，一种是被动悬架，另一种是主动悬架。

被动悬架即传统式的悬架，是由弹簧、减振器（减振筒）、导向机构等组成，其中弹簧主要起减缓冲击力的作用，减振器的主要作用是衰减振动。

由于这种悬架是由外力驱动而起作用的，所以称为从动悬架。

主动悬架的控制环节中安装了能够产生抽动的装置，采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。

由于这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。

主动悬架是由电脑控制的一种新型悬架，具有能够产生反作用力的动力源，主要用于高档轿车，这里不讨论。

基本上除了特殊用途与豪华型产品外，我们面对的绝大部分车辆都是被动悬架，因此下面按结构上的分类对我们显得意义重大；

根据汽车导向机构不同悬架种类又可分为独立悬架，非独立悬架。

如下图所示。

（半独立悬架单独介绍）

a.独立悬架b.非独立悬架

非独立悬架如上图（a）所示

其特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上，当车轮上下跳动时定位参数变化小。

若采用钢板弹簧作弹性元件，它可兼起导向作用，使结构大为简化，降低成本。

目前广泛应用于货车和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。

非独立悬架由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性较差。

独立悬架如上图（b）所示

其特点是两侧车轮分别独立地与车架（或车身）弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮，独立悬架所采用的车桥是断开式的。

这样使得发动机可放低安装，有利于降低汽车重心，并使结构紧凑。

独立悬架允许前轮有大的跳动空间，有利于转向，便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善。

同时独立悬架非簧载质量小，可提高汽车车轮的附着性。

四、独立悬架特点和种类

每个车轮单独通过一套悬挂安装于车身或者车桥上，车桥采用断开式，中间一段固定于车架或者车身上；此种悬挂两边车轮受冲击时互不影响，而且由于非悬挂质量较轻；缓冲与减震能力很强，乘坐舒适。

各项指标都优于非独立式悬挂，但该悬挂结构复杂，而且还会使驱动桥、转向系变得复杂起来。

采用此种悬挂的有下面两大类车辆。

目前采用较多的有以下三种形式：

（1）双横臂式，

（2）麦弗逊式，（3）多杆式独立悬架

（1）双横臂式（双叉式）独立悬架（我们的小福就属于此列）

双横臂式独立悬架。

上下两摆臂不等长，选择长度比例合适，可使车轮和主销的角度及轮距变化不大。

这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮上。

双横臂的臂有做成A字形或V字形，V形臂的上下2个V形摆臂以一定的距离，分别安装在车轮上，另一端安装在车架上。

（2）麦弗逊式独立悬架（大部分汽车前悬架选用）

这种悬架目前在轿车中采用很多。

麦弗逊式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体。

这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承，允许滑柱上端作少许角位移。

内侧空间大，有利于发动机布置，并降低车子的重心。

车轮上下运动时，主销轴线的角度会有变化，这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动。

以上问题可通过调整杆系设计布置合理得到解决。

（3）多杆式独立悬架

独立悬架中多采用螺旋弹簧，因而对于侧向力，垂直力以及纵向力需加设导向装置即采用杆件来承受和传递这些力。

因而一些轿车上为减轻车重和简化结构采用多杆式悬架。

多杆悬架系统具有良好操纵稳定性，可减小轮胎摩损。

这种悬架减振器和螺旋弹簧不象麦弗逊悬架那样沿转向节转动。

五、麦弗逊式独立悬架（大部分汽车前悬架选用）

一直以来，汽车的行驶操控性和舒适性与底盘结构中的悬挂系统息息相关，而悬挂结构的简单与复杂也直接决定着汽车制造成本的高低。

麦弗逊式独立悬架是众多悬挂系统中的一种，它以结构简单、成本低廉、舒适性尚可的优点赢得了广泛的市场应用。

关于麦弗逊悬架，车坛历史上还有这么一段记载。

麦弗逊（Mcpherson）是美国伊利诺斯州人，1891年生。

大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机，并于1924年加入了通用汽车公司的工程中心。

30年代，通用的雪佛兰分部想设计一种真正的小型汽车，总设计师就是麦弗逊。

他对设计小型轿车非常感兴趣，目标是将这种四座轿车的质量控制在0．9吨以内，轴距控制在2．74米以内，设计的关键是悬架。

麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬架方式，创造性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。

实践证明这种悬架形式的构造简单，占用空间小，而且操纵性很好。

后来，麦弗逊跳槽到福特，1950年福特在英国的子公司生产的两款车，是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。

麦弗逊悬架由于构造简单，性能优越的缘故，被行家誉为经典的设计。

麦弗逊式悬架是现在轿车中使用最多的：

它的主要结构即是由螺旋弹簧加上减振器组成。

减振器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动。

并可以用减振器的行程长短及松紧，来设定悬架的软硬性能。

它的优点是：

结构紧凑，车轮跳动时前轮定位参数变化小，有良好的操纵稳定性，成本相对较低。

它的缺点是：

因为麦弗逊结构过于简单，造成悬挂的刚度有限。

由于麦弗逊悬挂只能靠下托臂和减震器支柱来承受强大的车轮冲击力，所以较易发生几何变形。

这种变形体现到驾驶感受上，就是驾驶者会明显的感觉到车身稳定性较差。

无论是转弯侧倾，还是刹车点头现象，都非常明显。

当然，设计师们也想了不少办法来解决稳定性问题。

我们经常听说的横向稳定杆，防倾杆，平衡杆等等都是用来提高麦弗逊悬挂几何刚度和横向稳定性的部件。

但是，光靠增加稳定杆所提高的性能是有限的，使用各种稳定杆设计能从一定程度上提高稳定性和悬挂几何刚度。

如果要从根本解决这些问题，就必须改变整个悬挂的几何形状，那么多连杆和双叉式独立悬架就成了高性能悬挂的代表。

该具体说一说，福克斯的悬架了！

福克斯的后悬架全称为：

SLAControlBlade全独立悬挂系统（含后副车架后防倾杆）

通常称为：

SLAControlBlade“刀锋”式全独立后悬架，怎么理解？

“Blade”意思为：

刀锋，“SLA”（ShortLongArm）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，这个屡获大奖的悬架，有着福特著名的WRC的基因！

而福克斯得益于这样的结构，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，都有着不一样的感觉。

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”。

麦弗逊悬架

　　作为汽车安全结构的重要组成部分，一直以来，汽车的行驶操控性和舒适性与底盘结构中的悬挂系统息息相关，而悬挂结构的简单与复杂也直接决定着汽车制造成本的高低。

麦弗逊式独立悬架是众多悬挂系统中的一种，它以结构简单、成本低廉、舒适性尚可的优点赢得了广泛的市场应用。

　　在人体构造中，骨头与骨头间往往都由软组织相连接，它能够起缓冲保护骨头的作用，并隔绝多余的振动以免传递到大脑损坏脑细胞。

在汽车的组成结构中，悬挂系统的作用正好与人体构造中的软组织相同，悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹性元件、减振器和传力装置三部分构成的整个支撑系统，这三个构成部分各自负责缓冲、减振和受力传递。

悬挂系统的具体职责是支撑车身，过滤掉路面多余的抖动，为驾乘人员提供一个平稳舒适的乘坐环境。

　　发展至今，悬挂系统已形成独立、半独立以及非独立三大类型。

在现代

麦弗逊式悬架图片

轿车中，大都采用独立式悬架，按结构形式不同，独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式等。

而在众多种类的独立悬架中，麦弗逊式又以结构简单、成本低廉、舒适性尚可的优点而被最为广泛地运用。

自发明之日起，麦弗逊式独立悬架一直沿用至今，不过其结构已发展成为如今可以带横向稳定杆甚至副车架的复杂系统。

这种悬架之所以能得到广泛的应用，原因就在于它的结构非常紧凑，占用空间不大，并且制造成本也不高。

从耳熟能详的微型代步工具奥托到追求速度和操控极限的宝马M3、保时捷911，无一例外地都在前悬采用了这种结构简单、延伸性好的悬挂系统，只是为了适应各自不同的市场定位和产品诉求，在弹簧阻尼系数调校和结构匹配上各自有所不同。

　　麦弗逊式独立悬架的车轮也是沿着主销滑动的悬架，但与烛式悬架不完全相同，它的主销是可以摆动的

『典型的麦弗逊式前悬挂示意图』

，麦弗逊式悬架是摆臂式与烛式悬架的结合。

与双横臂式悬架相比，麦弗逊式悬架的优点是：

结构紧凑，车轮跳动时前轮定位参数变化小，有良好的操纵稳定性，加上由于取消了上横臂，给发动机及转向系统的布置带来方便；与烛式悬架相比，它的滑柱受到的侧向力又有了较大的改善。

麦弗逊式悬架多应用在中小型轿车的前悬架上，保时捷911、国产奥迪、桑塔纳、夏利、富康等轿车的前悬架均为麦弗逊式独立悬架。

虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量最高的悬架结构，但它仍是一种经久耐用的独立悬架，具有很强的道路适应能力。

历史

　　关于麦弗逊悬架，车坛历史上还有这么一段记载。

麦弗逊（Mcpherson）是美国伊利诺斯州人，1891年生。

『典型的麦弗逊式悬挂』

大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机，并于1924年加入了通用汽车公司的工程中心。

30年代，通用的雪佛兰分部想设计一种真正的小型汽车，总设计师就是麦弗逊。

他对设计小型轿车非常感兴趣，目标是将这种四座轿车的质量控制在0．9吨以内，轴距控制在2．74米以内，设计的关键是悬架。

麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬架方式，创造性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。

实践证明这种悬架形式的构造简单，占用空间小，而且操纵性很好。

后来，麦弗逊跳槽到福特，1950年福特在英国的子公司生产的两款车，是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。

麦弗逊悬架由于构造简单，性能优越的缘故，被行家誉为经典的设计。

　　麦弗逊式独立悬挂麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。

麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、

麦弗逊式独立悬架（4张）

减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。

主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。

麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。

并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意，不过由于其构造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力，抗刹车点头作用较差，悬挂刚度较弱，稳定性差，转弯侧倾明显。

保时捷911也采用麦弗逊式前悬挂

编辑本段优缺点

主要优点

　　麦弗逊悬挂拥有良好的响应性和操控性，而且结构简单，占用空间小，成本低，重量轻，适合布置大型发动机以及装配在小型车身上。

其他优点

　　麦弗逊式悬架的其他优点是：

　　a．由于具有较大的有效距离C，作用在车身连接点E和D处的力较小；

　　b．点G和N之间只有很小的距离D；

　　c．弹簧行程大；

　　d．省去了三处支承；

　　e．易于构造前部车底板形状。

缺点

行驶在不平路面时，车轮容易自动转向，故驾驶者必须用力保持方向盘的方向，当受到剧烈冲击时，滑柱易造成弯曲，因而影响转向性能。

稳定性差，抗侧倾和制动点头能力弱，增加稳定杆以后有所缓解但无法从根本上解决问题，耐用性不高，减震器容易漏油需要定期更换。

多连杆式独立悬架详解（图）

2007-12-279:

34:

10　来源:

奥杰汽车网　编辑:

camel

　　前些年，结构复杂、成本高昂、舒适性较好的多连杆式独立悬架还只服务于豪华轿车，或少部分定位较高端的中高级别轿车。

一时间，综合指标过硬、兼顾了操控和行驶舒适在内多种特性的多连杆式独立悬架似乎被归入了奢侈品类，让预算有限只能购买低端车型的“穷人们”望其兴叹。

还好，近几年来随着汽车制造技术的不断提升，零部件单位生产成本逐步降低，理智的汽车厂商们开始设法让处于金字塔中低部的低端轿车也装备这种结构复杂、性能优异的悬架，以此来提高车辆在行驶过程中的综合表现，并在同级别车型中形成鹤立鸡群的效应。

   多连杆式独立悬架的结构虽复杂，但操控性和舒适性较其他悬架更高

图一多连杆悬架的结构图 （本田雅阁）

　　顾名思义，多连杆式悬架就是指由三根或三根以上连接拉杆构成，并且能提供多个方向的控制力，使轮胎具有更加可靠的行驶轨迹的悬架结构。

不过时下，由于三连杆结构已不能满足人们对于底盘操控性能的更高追求，只有结构更为精确、定位更加准确的四连杆式和五连杆式悬架才能称得上是真正的多连杆式，这两种悬架结构通常分别应用于前轮和后轮。

以常运用于后轮的五连杆式悬架为例，五根连杆分别指主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂（见图一）；其中，主控制臂可以起到调整后轮前束的作用，以提高车辆行驶稳定性，有效降低轮胎的摩擦。

　　在这里需要说明一下的是，国产丰田凯美瑞的后轮两连杆式独立悬架并不属于多连杆式悬架的范畴，仅仅只是融入了多连杆式悬架理念的麦弗逊悬架。

位于上端的支柱减震器与车身相连，下端的A臂变成了两根连杆，在性能表现上两连杆与麦弗逊悬架有许多相似之处，优点在于重量轻、减震响应速度快，但缺点也非常明显，在刚度、侧面支撑、减震方面都不及真正的多连杆悬架。

很好的例子就是因车速过快造成车辆失控并冲上隔离带，两连杆式后悬架的刚度就会因此而受到考验，同时因为冲上隔离带致使撞击力过大导致后悬架的两根连杆断裂，于是整个后悬架就有脱落的可能性。

梅赛德斯-奔驰CLK车型多连杆多悬

   多连杆悬架的工作原理是连杆共同作用的组合效应

　　与这种优化过的麦弗逊式悬架相比，真正的多连杆悬架的构造不仅增加了对车轮上方的控制力，对车轮的前后方也有相应的连杆产生作用力，主要作用就像一个锁止机构一样，将车轮牢牢地固定在半轴末端，使车轮行进轨迹移位减小，增强悬架的整体性和可靠性。

 　以常见的五连杆式后悬架为例，五根连杆：

主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂分别对各个方向的作用力进行抵消。

比如，当车辆进行左转弯时，后车轮的位移方向正好与前转向轮相反，如果位移过大则会使车身失去稳定性，摇摆不定。

此时，前后置定位臂的作用就开始显现，它们主要对后轮的前束角（见图二）进行约束，使其在可控范围内；相反，由于后轮的前束角被约束在可控范围内，如果后轮外倾角（见图三）过大则会使车辆的横向稳定性减低，所以在多连杆悬架中增加了对车轮上下进行约束的控制臂，一方面是更好地使车轮定位，另一方面则使悬架的可靠性和刚度进一步提高。

 　从车辆操控性角度来看，多连杆悬架的吊悬结构能通过前后置定位臂和上下控制臂有效控制车轮的外倾角及前束角。

例如，当车轮驶过坑洼路面时，首先上下控制臂开始在可控范围摆动，及时给予车轮足够的弹跳行程；如果路面继续不平，同时车辆的速度加块，此时前后置定位臂的作用就是把车轮始终固定在一个行程范围值内，同时液压减震器也会伴随上下控制臂的摆动吸收震动，而主控制臂的工作就是上下摆动配合上下控制臂使车轮保持自由弹跳，令车厢始终处于相对平稳的状态。

　　正是因为多连杆悬架具备多根连接杆，并且连杆可对车轮进行多个方面作用力控制，所以在做轮胎定位时可对车轮进行单独调整，并且多连杆悬架有很大的调校空间及改装可能性。

不过多连杆悬架在研发上规模较为庞大，由于结构复杂、成本高、零件多、组装费时，并且要达到非独立悬架的耐用度，始终需要保持连杆不变形、不移位，在材料使用和结构优化上都很考究。

所以多连杆悬架是以追求优异的操控性和行驶舒适性为主要诉求的。

　尽管多连杆式悬架拥有众多的优点，但这并不意味着它的运用范围就非常广，相反在一些车身紧凑甚至结构特殊的车型上，多连杆悬架尤其是五连杆式悬架更是无用武之处。

究其原因主要是因为五根连杆的结构布置会占用不少横向空间，使发动机不便于安置，同时复杂的悬架结构还会为发动机的维修保养造成不便，所以五连杆式悬架通常只应用于后轮。

图四

　　不过奥迪的车型算是一个例外。

通过奥迪设计师巧妙的简化设计，并用液压减震器取代了一根控制臂，使五连杆变成了四连杆（见图四和图五），再通过运动学原理将牵引力、制动力和转向力分离，赋予了车辆同样精确的转向控制能力。

从奥迪的车型设计理念来看，将发动机装在前轴之前，正好在前轴处可以腾出空间安装四连杆悬架，同时奥迪的设计师还使用了铝合金材质来降低控制臂重量以提高车轮的回弹响应速度，从而大大提高了车辆的操控能力，行驶舒适性也随之得到了质的提升。

相对于我们熟悉的奔驰和宝马，由于他们的车型设计理念偏向于运动化，并且大多为后轮驱动，为了使车身的前后重量分配达到更完美的50:

50，因此奔驰和宝马的车型通常都将发动机装配在前轴之上或之后，于是便没有足够的空间来安装多连杆悬架，那么双横臂或加强型的麦弗逊式前悬架就成了最好的折衷方案。

图五四连杆悬架

   多连杆悬架的优势非常明显，这使得它正逐步被广泛地运用

　　对于多连杆式悬架来说，完善的结构能使前后轮的主销倾角同时达到最佳位置，当然前提条件是厂方工程师在设计之处就要有周全的考虑和精密的数据计算。

由于多连杆悬架的连杆达到四根甚至五根，所以必须通过车架（通常所说的大梁）连接固定（见图六），而车架和车身又为柔性连接。

此时，车架的作用就相当于前悬采用的副车架，可使悬架的整体性得到加强。

在众多连杆的作用下，可大幅度降低来自路面的冲击，通过前后定位臂的抑制作用，可改善加速或制动时车内乘员的仰头和点头动作；结合后轮结构紧凑的螺旋弹簧的拉伸或压缩，还可使车轮的横向偏移量保持在最小值，提高车辆直线和弯道行驶的稳定性。

同时，配合阻尼调校到位的减震器，多连杆式悬架在车辆上具体表现为转弯时侧倾较小，并且对波形路面的吸震也更加到位。

   图六  大众辉腾后悬副车架

　　目前越来越多的车型在后悬架上采用多连杆结构，最好的例子就是大众最新的PQ35、PQ46平台摒弃了以前PQ34和PQ45平台上后轮拖曳臂式带扭力梁的悬架结构，转而采用性能更优异的多连杆结构。

目前，在国内后轮采用多连杆悬架结构的车型不在少数，从中级车福克斯、马自达3、速腾、明锐到稍高级别的迈腾、雅阁、马自达6、丰田锐志、蒙迪欧，甚至奔驰、宝马全系列等，后轮悬架结构清一色的是多连杆式。

 　随着消费者对车辆底盘尤其是悬挂系统的要求越来越高，相信厂商对车型技术的革新也会越发加快。

过不了多久，我们便会看到更多的车型采用综合性能更好的多连杆式独立悬架。

双横臂悬架

　　双横臂悬架

　　双横臂式独立悬架按上下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬架。

等长双横臂式悬架在车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大（与单横臂式相类似），造成轮胎磨损严重，现已很少用。

　　对于不等长双横臂式悬架，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，保证汽车具有良好的行驶稳定性。

目前不等长双横臂式悬架已广泛应用在轿车的前后悬架上，部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬架结构。