多圖看懂汽車懸架是如何工作的，解開我多年困惑！

草草蟲蟲 2020-12-21

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懸架系統(tǒng)是一種由彈簧、減震筒和連桿所構(gòu)成的車用系統(tǒng)，用于連接車輛與車輪。懸架系統(tǒng)使車輛的操控與剎車適合良好的動(dòng)態(tài)安全與駕駛樂趣，并保持車主的舒適性及隔絕適當(dāng)?shù)穆访嬖胍簟椞c震動(dòng)。

在古代埃及就已經(jīng)出現(xiàn)過板式彈簧的蹤跡。古代兵器專家使用彎曲的板式彈簧加強(qiáng)攻城武器，后來在投石器上所使用的板式彈簧更加精密，可以使用好幾年。那時(shí)彈簧不是由金屬制造的，而是使用堅(jiān)硬的樹枝當(dāng)作彈簧，就像制弓一樣的操作。

在19世紀(jì)早期，大部分的英國四輪馬車都配有彈簧，木制彈簧用于輕型馬車的避震，而較大的馬車彈簧則采用鋼鐵制造。這些鐵制的彈簧由低碳鋼制成，通常疊放多層成為板式彈簧。

汽車在早期開發(fā)時(shí)，比作自身提供動(dòng)力推進(jìn)的馬車。但是相對(duì)來講，馬車設(shè)計(jì)是用來低速行駛的，它的懸架并不適用于內(nèi)燃機(jī)引擎所產(chǎn)生的高速行駛。

1903年，德國的Mors汽車公司首次將車輛安裝了減震筒。1920年，Leyland汽車公司在懸架系統(tǒng)中加入了扭桿裝置。1922年，Lancia Lambda開創(chuàng)先例的使用了獨(dú)立前輪懸架，在1932年以后上市銷售車輛普及了此懸架系統(tǒng)。

懸架剛性（或稱彈簧剛性）是懸架伸縮時(shí)，用來設(shè)定車高或其定位的要素之一。車輛載重大通常會(huì)搭配更硬的懸架來抵銷額外的重量負(fù)載，否則可能在途中（或彈跳時(shí)）壓毀車輛。

一般來說，經(jīng)常裝載大重量的車輛應(yīng)配置較硬的彈簧，其彈簧剛性接近車重的上限值，這樣車輛可以正常的載貨并順利行駛。駕駛空載的貨用卡車可能會(huì)對(duì)乘客不太舒適，這是因?yàn)榕c車重相關(guān)的高彈簧剛性，坐起來減震太硬。

彈簧剛性是一個(gè)比值，用來測(cè)量一個(gè)彈簧在偏斜時(shí)被壓縮或伸展時(shí)的阻抗。按照虎克定律，彈力強(qiáng)度隨著偏斜增加而增加。簡(jiǎn)單來講，這個(gè)現(xiàn)象可以由下列公式所述：F=kx

其中，F(xiàn)為彈簧的施力；k為彈簧的剛性；x為靜力平衡時(shí)的位移量。

下面說說五種常用的汽車懸架：麥弗遜懸架、雙叉臂懸架、多連桿懸架、扭力梁懸架和整體橋懸架。

麥弗遜式懸架是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動(dòng)而變化。這種懸架構(gòu)造簡(jiǎn)單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，目前轎車使用最多的獨(dú)立懸架是麥弗遜式懸架。

對(duì)于很多前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的車輛來說，車頭部分的大部分空間都要用來布置橫放的發(fā)動(dòng)機(jī)以及變速箱，留給懸掛的空間并不大，因此麥弗遜懸掛體積小質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)就會(huì)表現(xiàn)的非常明顯。

雙叉臂懸掛是由兩根長(zhǎng)短不等的A字臂和充當(dāng)支柱的減震器所組成的。上下兩根A字臂分別通過球鉸與車輪上的轉(zhuǎn)向節(jié)上下節(jié)臂相連，而串連的減震器和螺旋彈簧則充當(dāng)了支柱和轉(zhuǎn)向主銷的角色，它的上端與副車架相連，下端則和下擺臂相連。上下A臂負(fù)責(zé)吸收轉(zhuǎn)向時(shí)的橫向力，而支柱減震器只負(fù)責(zé)支撐車身重量和控制車輪上下跳動(dòng)。

雙叉臂懸掛可以說是最堅(jiān)固的獨(dú)立懸架。我們都知道，三角形是最穩(wěn)固幾何形狀，雙叉臂懸掛的上下兩根A字臂擁有類似三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不僅擁有足夠的抗扭強(qiáng)度，上下兩根A臂對(duì)橫向力都具有很好的導(dǎo)向作用，另外車輪的四個(gè)定位參數(shù)前后外傾角、前輪前束量、主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角都是精確可調(diào)，可以提升車輛操控性。如果使用在SUV汽車上時(shí)，也能夠應(yīng)付極限越野路況下帶來的巨大沖擊。

多連桿獨(dú)立懸掛，可分為多連桿前懸掛和多連桿后懸掛系統(tǒng)。其中前懸掛一般為3連桿或4連桿式獨(dú)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。其五根連桿分別為：主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂，它們分別對(duì)各個(gè)方向產(chǎn)生作用力。

多連桿懸掛能實(shí)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(dòng)時(shí)的平順性和舒適性，同時(shí)也保證了直線行駛的穩(wěn)定性，因?yàn)橛陕菪龔椈衫旎驂嚎s導(dǎo)致的車輪橫向偏移量很小，不易造成非直線行駛。

不過多連桿懸掛由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、零件多、組裝費(fèi)時(shí)，并且要達(dá)到非獨(dú)立懸架的耐用度，始終需要保持連桿不變形、不移位，在材料使用和結(jié)構(gòu)優(yōu)化上也會(huì)很考究。所以多連桿懸架是以追求優(yōu)異的操控性和行駛舒適性為主要訴求的，而并非適合所有情況。

扭力梁懸架是汽車后懸掛裝置類型的一種，在扭力梁式非獨(dú)立懸架上增加一個(gè)平衡桿來使車輪產(chǎn)生傾斜，保持車輛的平穩(wěn)。其工作原理是將非獨(dú)立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端，這樣當(dāng)一邊車輪運(yùn)轉(zhuǎn)跳動(dòng)時(shí)，就會(huì)影響另一側(cè)車輪也作出相應(yīng)的跳動(dòng)，使整個(gè)車身振動(dòng)或傾斜。

采取這種懸掛系統(tǒng)的汽車一般平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于其構(gòu)造較簡(jiǎn)單，承載力大，該懸掛多用于載重汽車、普通客車和一些其他特種車輛上?！　?/section>

整體橋懸掛就是有整體的車橋結(jié)構(gòu)連接兩個(gè)車輪，車橋不能斷開，同一車橋上的兩個(gè)車輪沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋來說，主要還是由差速器殼體、橋管、半軸、軸承等部分組成，而對(duì)于非驅(qū)動(dòng)橋的整體橋來說，其結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，且現(xiàn)在多為貨車采用。

出于向舒適性和公路性能的妥協(xié)，現(xiàn)在采用整體橋懸掛的車型已經(jīng)不多了，但是這并不能抹殺它的實(shí)用性和在越野愛好者心目中的地位，由于整體橋懸掛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)和改裝，因此那些強(qiáng)調(diào)承載和越野的車型還會(huì)繼續(xù)沿用這種懸掛。

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