汽車知識(shí)：汽車懸架詳解

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1、汽車知識(shí)： 一.什么是轎車的懸架 舒適性是轎車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動(dòng)特性有關(guān)，而車身的固有振動(dòng)特性又與懸架的特性相關(guān)。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時(shí)，汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機(jī)件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表，作為衡量轎車質(zhì)量的指標(biāo)之一。 汽車懸架包括彈性元件，減振器和傳力裝置等三部分，這三部分分別起緩沖，減振和力的傳遞作用。從轎車上來講，彈性元件多指螺旋彈簧，它只承受垂直載荷，緩和及抑制不平路面對車體的沖擊，具有占用空間小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡單，無需潤滑的優(yōu)點(diǎn)，

2、但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。減振器指液力減振器或壓縮空氣減振器，是為了加速衰減車身的振動(dòng)，它是懸架機(jī)構(gòu)中最精密和復(fù)雜的機(jī)械件。傳力裝置是指車架的上下擺臂等叉形剛架、轉(zhuǎn)向節(jié)等元件，用來傳遞縱向力，側(cè)向力及力矩，并保證車輪相對于車架(或車身)有確定的相對運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 汽車懸架的形式分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩種： 非獨(dú)立懸架的車輪裝在一根整體車軸的兩端，當(dāng)一邊車輪跳動(dòng)時(shí)，影響另一側(cè)車輪也作相應(yīng)的跳動(dòng)，使整個(gè)車身振動(dòng)或傾斜，汽車的平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于構(gòu)造較簡單，承載力大，目前仍有部分轎車的后懸架采用這種型式。 獨(dú)立懸架的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨(dú)立地安裝在車架(或車

3、身)下面，當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，另一邊車輪不受波及，汽車的平穩(wěn)性和舒適性好。但這種懸架構(gòu)造較復(fù)雜，承載力小?，F(xiàn)代轎車前后懸架大都采用了獨(dú)立懸架，并已成為一種發(fā)展趨勢。 獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)可分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種，其中燭式和麥克弗遜式形狀相似，兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起，但因結(jié)構(gòu)不同又有重大區(qū)別。燭式采用車輪沿主銷軸方向移動(dòng)的懸架形式，形狀似燭形而得名。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，有利于汽車的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(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，這點(diǎn)

4、與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡單，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。 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(xué)畢業(yè)后他曾在歐洲搞了多年的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，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(jì)一種真正的小型汽車，總設(shè)計(jì)師就是麥弗遜。他對設(shè)計(jì)小型轎車非常感興趣，目標(biāo)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(jì)的關(guān)鍵是懸架。麥弗遜一改當(dāng)時(shí)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

5、合在一起，裝在前軸上。實(shí)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(yù)為經(jīng)典的設(shè)計(jì)。 現(xiàn)代轎車的懸架都有減振器。當(dāng)轎車在不平坦的道路上行駛，車身會(huì)發(fā)生振動(dòng)，減振器能迅速衰減車身的振動(dòng)，利用本身的油液流動(dòng)的阻力來消耗振動(dòng)的能量。當(dāng)車架與車軸相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的油液會(huì)通過一些窄小的孔、縫等通道反復(fù)地從一個(gè)腔室流向另一個(gè)腔室，這時(shí)孔壁與油液間的摩擦和油液內(nèi)的分子間的摩擦形成了對車身振動(dòng)的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。阻尼力會(huì)將

6、車身的振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，并被油液和殼體所吸收。人們?yōu)榱烁玫貙?shí)現(xiàn)轎車的行駛平穩(wěn)性和安全性，將阻尼系數(shù)不固定在某一數(shù)值上，而是能隨轎車運(yùn)行的狀態(tài)而變化，使懸架性能總是處在最優(yōu)的狀態(tài)附近。因此，有些轎車的減振器是可調(diào)式的，將阻尼分成兩級(jí)或三級(jí)，根據(jù)傳感器信號(hào)自動(dòng)選擇所需要的阻尼級(jí)。 為了提高轎車的舒適性，現(xiàn)代轎車懸架的垂直剛度值設(shè)計(jì)得較低，用通俗話來講就是很“軟”，這樣雖然乘坐舒適了，但轎車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于離心力的作用會(huì)產(chǎn)生較大的車身傾斜角，直接影響到操縱的穩(wěn)定性。為了改善這一狀態(tài)，許多轎車的前后懸架增添橫向穩(wěn)定桿，當(dāng)車身傾斜時(shí)，兩側(cè)懸架變形不等，橫向穩(wěn)定桿就會(huì)起到類似杠桿作用，使左右兩邊的彈

7、簧變形接近一致，以減少車身的傾斜和振動(dòng)，提高轎車行駛的穩(wěn)定性。 從外表上看似簡單的懸架，包含著多種力的合作，決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。 二．麥弗遜懸架詳解 我們在了解懸掛參數(shù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到一個(gè)叫麥弗遜的名詞。在香港的一些刊物上，通常喜歡叫做麥花臣支柱。其實(shí)這些都是音譯過來的中文名字，它是用該懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的名字命名的。麥弗遜在汽車前懸掛上的應(yīng)用之廣是其他懸掛無法比擬的。大到寶馬M3，保時(shí)捷911這類高性能車，小到菲亞特STILO，福特FOCUS，甚至國產(chǎn)的哈飛面包車前懸掛都是采用的麥弗遜式設(shè)計(jì)。到底是什么原因能讓麥弗遜懸掛的應(yīng)用如此廣泛？這種

8、如此常用的懸掛到底有哪些性能特點(diǎn)呢？我們先從它的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)了解起吧。如下圖就是一套最典型的麥弗遜懸掛的構(gòu)造圖： 麥弗遜懸掛通常由兩個(gè)基本部分組成：支柱式減震器和A字型托臂。之所以叫減震器支柱是因?yàn)樗藴p震還有支撐整個(gè)車身的作用，他的結(jié)構(gòu)很緊湊，把減震器和減震彈簧集成在一起，組成一個(gè)可以上下運(yùn)動(dòng)的滑柱；下托臂通常是A字型的設(shè)計(jì)，用于給車輪提供部分橫向支撐力，以及承受全部的前后方向應(yīng)力。整個(gè)車體的重量和汽車在運(yùn)動(dòng)時(shí)車輪承受的所有沖擊就靠這兩個(gè)部件承擔(dān)。所以麥弗遜的一個(gè)最大的設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單能帶來兩個(gè)直接好處那就是：懸掛重量輕和占用空間小。我們知道，汽車懸掛屬于運(yùn)

9、動(dòng)部件，運(yùn)動(dòng)部件越輕，那么懸掛響應(yīng)速度和回彈速度就會(huì)越快，所以懸掛的減震能力也就越強(qiáng)；而且懸掛質(zhì)量減輕也意味著彈簧下質(zhì)量減輕，那么在車身重量一定的情況下，舒適性也越好。占用空間小帶來的直接好處就是設(shè)計(jì)師能在發(fā)動(dòng)機(jī)倉布置下更大的發(fā)動(dòng)機(jī)，而且發(fā)動(dòng)機(jī)的放置方式也能隨心所欲。在中型車上能放下大型發(fā)動(dòng)機(jī)，在小型車上也能放下中型發(fā)動(dòng)機(jī)，讓各種發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配更靈活。如下圖是寶馬M3和X3的前懸掛： 大家都知道，寶馬的6缸發(fā)動(dòng)機(jī)是直列設(shè)計(jì)的，為了追求運(yùn)動(dòng)性，把其重心布置在前軸之后，因此發(fā)動(dòng)機(jī)要占用大量的引擎?zhèn)}空間，那么，選用一款結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小的懸掛設(shè)計(jì)就顯得由為重要。麥弗遜懸掛在向上

10、行程時(shí)，也就是在發(fā)生轉(zhuǎn)向側(cè)傾時(shí)，車輪外傾角會(huì)自動(dòng)加大，使輪胎能更好的跟路面結(jié)合，給整車提供更大的橫向力，提高了轉(zhuǎn)向操控極限。擁有出色的操控和響應(yīng)性再加上緊湊的結(jié)構(gòu)，很顯然就成了寶馬設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)前懸掛時(shí)的首選方案。對于小型車和微型車來說，盡可能的在狹小的發(fā)動(dòng)機(jī)倉騰出空間布置發(fā)動(dòng)機(jī)就更加重要了，所以他們也不得不選擇麥弗遜懸掛，況且，如果做出合理的匹配，麥弗遜無論是操控和舒適性都是相當(dāng)出色的。 說了這么多麥弗遜懸掛的優(yōu)點(diǎn)，也該談?wù)勅秉c(diǎn)了。也正是因?yàn)辂湼ミd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(qiáng)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，

11、就是駕駛者會(huì)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(diǎn)頭現(xiàn)象，都非常明顯。當(dāng)然，設(shè)計(jì)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福遜懸掛幾何剛度和橫向穩(wěn)定性的部件。如下圖： 橫向穩(wěn)定桿是一根擁有一定剛度的扭桿彈簧，他與左右懸掛的下托臂或減震器滑柱相連。當(dāng)左右懸掛都處于顛簸路面時(shí)，兩邊的懸掛同時(shí)上下運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定桿不發(fā)生扭轉(zhuǎn)；當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于外側(cè)懸掛承受的力量較大，車身發(fā)生一定側(cè)傾。此時(shí)外側(cè)懸掛收縮，內(nèi)側(cè)懸掛舒張，那么橫向穩(wěn)定桿就會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一定的彈力，阻止車輛側(cè)傾。從而提高了車輛行駛穩(wěn)定性。而再增加支撐桿部

12、件，則能達(dá)到同時(shí)提高懸掛縱向剛度的目的。 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(jì)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(gè)懸掛的幾何形狀，那么多連桿和雙搖臂懸掛就成了高性能懸掛的代表。麥弗遜懸掛除了在穩(wěn)定性和剛度方面要遜色于多連桿以外，在耐用性上也不能與多連桿懸掛相提并論。由于麥弗遜懸掛的減震器支柱需要承受橫向力，同時(shí)又要起到上下運(yùn)動(dòng)減低震動(dòng)的目的，所以減震器支撐桿的摩擦很不均勻，減震器油封容易磨損造成液壓油泄露降低減震效果。 總評(píng)： 優(yōu)點(diǎn)：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

13、，成本低，適合布置大型發(fā)動(dòng)機(jī)以及裝配在小型車身上。 缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差，抗側(cè)傾和制動(dòng)點(diǎn)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。 三．雙叉式懸架詳解 雙叉式懸架顧名思義就是由兩個(gè)叉臂將車輪與車身連接起來的懸架結(jié)構(gòu)。與麥弗遜相比它多了一根上叉臂，因此結(jié)構(gòu)要復(fù)雜一些。這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的懸掛系統(tǒng)在性能上肯定是有優(yōu)于麥弗遜之處的。因此我們有必要單獨(dú)把它拿出來分析分析它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及使用性能。 如下圖為雙叉式懸掛結(jié)構(gòu)圖： 正如上圖所示，經(jīng)典雙叉式懸架由兩個(gè)不等長的A字型控制臂組成。通常是上短下長。兩控制臂之間裝配有轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

14、和轉(zhuǎn)向托盤，轉(zhuǎn)向主銷由轉(zhuǎn)向托盤與兩A字控制臂的連接位置和角度確定。轉(zhuǎn)向輪可繞轉(zhuǎn)向主銷做一定角度的轉(zhuǎn)向，也可隨搖臂上下運(yùn)動(dòng)。所以這種結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，無論是設(shè)計(jì)還是制造還是組裝，都有非常高的要求。從圖上我們可以看出懸掛兩叉臂與轉(zhuǎn)向主銷的連接部位，既要支持車輪做左右方向的轉(zhuǎn)向動(dòng)作，又要支持懸掛上下浮動(dòng)，那么傳統(tǒng)的單向束縛顯然是不可取的，這里必須使用球頭連接才能滿足4個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的需要。如圖： 球頭中有樹脂座套作為運(yùn)動(dòng)支撐和潤滑，同時(shí)也能起到一定的減震效果。但這種連接方式強(qiáng)度非常有限，而且樹脂磨損以后會(huì)發(fā)出令人不快的噪音，需要定期更換。當(dāng)然，這指的是經(jīng)典型的雙叉式懸掛，隨著時(shí)代的發(fā)展和技

15、術(shù)的進(jìn)步，雙叉式懸掛也進(jìn)化出了各種版本，標(biāo)致407的前懸掛就拋棄了傳統(tǒng)的球頭式連接設(shè)計(jì)，采用單導(dǎo)向的機(jī)械結(jié)構(gòu)。如圖： 它比傳統(tǒng)的雙叉式懸掛多了一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件。兩個(gè)叉臂與一根支柱相連完成懸掛上下浮動(dòng)的運(yùn)動(dòng)約束；一個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向主銷相連完成左右轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng)約束。因此，它的減震和轉(zhuǎn)向是由兩個(gè)獨(dú)立的機(jī)構(gòu)完成，而且都具有單導(dǎo)向性，那么連接強(qiáng)度大大提高，所以耐用性也隨之提高。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度也要比經(jīng)典型的雙叉式懸掛復(fù)雜得多，成本也要高一些。與麥福遜式懸掛一樣，雙叉式懸掛也可以增加穩(wěn)定桿來提高行駛穩(wěn)定性：（如圖） 了解這么多雙叉式懸掛的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)我們再來看看他在性能上到底有哪

16、些過人之處吧。我們知道，雙叉式懸掛使用的是不等長的上下控制臂；而麥弗遜懸掛只使用了一個(gè)下控制臂，這就造成了他們在運(yùn)動(dòng)時(shí)，幾何變形的區(qū)別： 麥弗遜懸掛在收縮時(shí)外傾角變化大，而且這種變化是很難控制的，但輪距變化??；雙叉式懸掛在收縮時(shí)外傾角變化相對小，而且外傾角變化的大小可以通過改變上下控制臂的相對長度來調(diào)節(jié)，因此在設(shè)計(jì)和匹配時(shí)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)自由度更大，更能針對汽車的運(yùn)動(dòng)性和舒適性作出合適的調(diào)校。事實(shí)上，在懸掛調(diào)校時(shí)設(shè)計(jì)師們要達(dá)到的一個(gè)最理想的目標(biāo)就是要讓輪胎能夠時(shí)刻與路面盡可能的接觸，接觸面越大越好。如果是麥福遜懸掛，它會(huì)因?yàn)橥鈨A角的增大而使輪胎內(nèi)側(cè)負(fù)荷增大，磨損加速；雙叉式懸掛由于有較大的設(shè)計(jì)自

17、由度，設(shè)計(jì)師能在調(diào)校時(shí)作出最好的匹配，讓輪胎胎面盡可能的完全與路面接觸。 正如上圖所示，如果上下控制臂的長度差過小，震動(dòng)時(shí)會(huì)造成輪距變化過大，那么輪胎磨損會(huì)加快，如果上下控制臂長度差過大，會(huì)造成轉(zhuǎn)向時(shí)外傾角過大，使輪胎內(nèi)側(cè)磨損加快。因此做出一個(gè)平衡的選擇是非常重要的。通?？梢酝ㄟ^增加上下控制臂的長度來減小輪距的變化和控制外傾角的變化，但過長的控制臂會(huì)對整個(gè)懸掛系統(tǒng)的布置帶來困難，所以設(shè)計(jì)師們必須選擇一個(gè)平衡點(diǎn)。 雙叉式懸掛跟麥弗遜懸掛在耐用性和柔順性上也有區(qū)別，我們知道，麥弗遜懸掛靠減震器支柱提供橫向力和對車體的支撐力，而雙叉式懸掛的減震器不需要給車身提供橫向力，所有的橫向

18、力都有懸掛上下控制臂承擔(dān)，減震器只需要支撐車體的重量就行了。因此雙叉式懸掛減震器的壽命更長而且柔順性更好。 操控性方面，由于設(shè)計(jì)自由度大，雙叉式懸掛能做出更好的調(diào)校來適應(yīng)路面狀況，讓輪胎提供更大的抓地力。轉(zhuǎn)向主銷與上下控制臂相連，在設(shè)定主銷傾角時(shí)也擁有很大的設(shè)計(jì)自由度，因此他能完全針對車型的需要做出車輪定位和幾何變形等參數(shù)的設(shè)置，讓懸掛與車身更加匹配。無論是需要突出舒適性還是突出操控性，雙叉式懸掛都能輕松做到。但由于懸掛運(yùn)動(dòng)部件多，因此響應(yīng)速度不及麥福遜。而且由于使用了兩個(gè)控制臂，需要占用的發(fā)動(dòng)機(jī)倉空間也比較大，因此小型車是無法匹配雙叉式懸掛的，目前也只有中型車和大型車才

19、裝配雙叉式懸掛。像奔馳S，寶馬7以及一些大型的SUV才選用這種設(shè)計(jì)做前懸掛。 總評(píng) 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)時(shí)擁有很大的自由度，可以與車身做出完美匹配，最大程度的發(fā)揮輪胎抓地力，舒適操控兩不誤。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，占用空間大，響應(yīng)速度不及麥福遜。 在大型車上使用較多，使用車型有： 寶馬7，奔馳S，美洲豹XJ8，大眾途銳，保時(shí)捷卡宴，卡迪拉克SRX等。值得一提的是，國產(chǎn)中華車的前懸掛也是使用了雙叉式設(shè)計(jì)，因此大大提高了底盤性能和技術(shù)含量。 四．多連桿懸架詳解 汽車懸掛系統(tǒng)從最初的非獨(dú)立懸掛到獨(dú)立懸掛，然后又從獨(dú)立懸掛中衍生出麥弗遜，雙叉式等繁多的種類，這里我們來介

20、紹獨(dú)立懸掛中最先進(jìn)的設(shè)計(jì)：多連桿懸掛。 所謂多連桿懸掛，顧名思義就是通過各種連桿配置把車輪與車身相連的一套懸掛機(jī)構(gòu)。而連桿數(shù)量在3根以上才稱為多連桿，目前主流的連桿數(shù)量為5連桿。因此其結(jié)構(gòu)要比雙叉和麥弗遜復(fù)雜很多。我們知道，雙叉懸掛是通過上下兩個(gè)A字型控制臂對車輪進(jìn)行定位。由于A字型控制臂僅能做上下方向的浮動(dòng)，通過對控制臂長度的設(shè)計(jì)配置可以達(dá)到動(dòng)態(tài)控制車輪外傾角的目的，提高汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的操控性能。但對于轉(zhuǎn)向輪和隨動(dòng)輪來說，僅僅靠控制外傾角來適應(yīng)彎道所提高的性能顯然是有限的。在四輪定位參數(shù)中除了外傾角，還有前束角也是影響彎道操控的重要參數(shù)，那么怎么樣才能像控制外傾角一樣動(dòng)態(tài)控

21、制前束角呢？這一點(diǎn)雙叉臂可以做到，但提高的性能非常有限。雖然雙叉臂懸掛在設(shè)計(jì)上擁有很大的設(shè)計(jì)自由度，如果要用雙叉臂來控制前束，通常的做法就是在A字型控制臂與車身相連的前端連接處裝入較柔軟的橡膠襯套。 當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)由于前后襯套的剛度不同，車輪會(huì)向彎道方向改變一定的前束角度，如果這種設(shè)計(jì)用于后輪，后輪就可在橫向力的作用下隨動(dòng)轉(zhuǎn)向，雖然這個(gè)轉(zhuǎn)向角度很小，但對性能還是有一定提高的。通過設(shè)計(jì)橡膠襯套的剛度能達(dá)到一定的可變前束角角度以及隨動(dòng)轉(zhuǎn)向功能，但橡膠襯套的首要任務(wù)還是起連接懸掛和隔絕震動(dòng)的作用，因此剛度不能過低。這就造成對可變前束以及隨動(dòng)轉(zhuǎn)向的局限性，緊能獲得一個(gè)很小的角度。

22、 多連桿懸掛就完全解決了這個(gè)問題，它通過不同的連桿配置，使懸掛在收縮時(shí)能自動(dòng)調(diào)整外傾角，前束角以及使后輪獲得一定的轉(zhuǎn)向角度。其原理就是通過對連接運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的約束角度設(shè)計(jì)使得懸掛在壓縮時(shí)能主動(dòng)調(diào)整車輪定位，而且這個(gè)設(shè)計(jì)自由度非常大，能完全針對車型做匹配和調(diào)校。因此多連桿懸掛能最大限度的發(fā)揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限。但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本也非常高，無論是研發(fā)實(shí)驗(yàn)成本還是制造成本都是最高的，但性能是所有懸掛設(shè)計(jì)中最好的。 我們常見的中型和大型車上才會(huì)使用這種設(shè)計(jì)，但通常都只用于后輪。原因是多連桿機(jī)構(gòu)非常復(fù)雜而且占用空間大，使其不便于布置。因此只能用于擁有較大空間的后橋上。但這里也有一個(gè)例

23、外，那就是奧迪系列車型。 我們知道奧迪使用的是前置發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前軸之前，所以在前軸位置騰出了較多的空間，這就正好可以布置下多連桿前橋，從而大大提高了車輛的操控性能；而奔馳寶馬為了整車的重量分布平衡，把發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前軸之后，因此沒有足夠的空間來設(shè)計(jì)多連桿懸掛，就只能選擇占用空間較小的麥弗遜和雙叉試懸掛了。所以比較起奧迪和寶馬車型也是各有利弊。 由于多連桿懸掛結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成部件多，重量肯定也要高于雙叉式懸掛，因此奧迪A4選擇了使用鋁合金制造該懸掛來減低重量提高響應(yīng)和回彈速度達(dá)到舒適和操控的完美平衡。 五．汽車空氣懸架 隨著人們對乘坐舒適性要求的提高，與

24、鋼板彈簧懸架相比，空氣彈簧懸架因其獨(dú)特的性能和適應(yīng)性，正在逐步打入傳統(tǒng)的鋼板和螺旋彈簧領(lǐng)域?？諝鈶壹芟到y(tǒng)是以空氣彈簧為彈性元件，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)其彈性作用的。通過壓縮氣體的氣壓能夠隨載荷和道路條件變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，不論滿載還是空載，整車高度不會(huì)變化，可以大大提高乘坐的舒適性。 空氣彈簧的運(yùn)動(dòng)性能特點(diǎn)是：(1)負(fù)載能力可調(diào)；(2)彈性系數(shù)隨負(fù)載變化；(3)負(fù)載變化肘,固有頻率幾乎不變；(4)固有頻率較低。這些特點(diǎn)決定了空氣懸架具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)乘坐更舒適安全；(2)改善車輛的行駛平順性；(3)延長輪胎和制動(dòng)片的使用壽命；(4)負(fù)載變化時(shí)車身高度不變；(5)減少電氣、空調(diào)、排氣系統(tǒng)

25、、車橋、車身和底盤的維修成本；(6)減少對道路的沖擊，保護(hù)路面，降低高速公路的維修費(fèi)用；(7)延長車輛的使用壽命并增加折舊值。 目前國外高級(jí)大客車幾乎全部使用空氣懸架，重型載貨車使用空氣懸架的比例已達(dá)80%以上，空氣懸架在輕型汽車上的應(yīng)用量也在迅速上升，部分轎車也逐漸安裝使用空氣懸架，如美國的林肯、德國的Benz300SE和Benz600等。在一些特種車輛（如對防震要求較高的儀表車、救護(hù)車、特種軍用車及要求高度調(diào)節(jié)的集裝箱運(yùn)輸車等）上，空氣懸架幾乎為唯一選擇。 國外汽車空氣懸架發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧-氣囊復(fù)合式懸架→被動(dòng)全空氣懸架→主動(dòng)全空氣懸架（即ECAS電控空氣懸架系統(tǒng)）”的變化

26、。ECAS應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的空氣懸架系統(tǒng)的性能得到很大改善，汽車在各種路面、各種工況條件下能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)節(jié)、主動(dòng)控制，并增加了許多輔助功能（如故障診斷功能等），目前在歐洲一些國家的大客車上已經(jīng)大量應(yīng)用，可以預(yù)見，ECAS在汽車上的應(yīng)用將越來越普及。 六．現(xiàn)代汽車的主動(dòng)懸架控制系統(tǒng) 現(xiàn)代汽車中的懸架有兩種，一種是從動(dòng)懸架，另一種是主動(dòng)懸架。 從動(dòng)懸架即傳統(tǒng)式的懸架，是由彈簧、減振器（減振筒）、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，它的功能是減弱路面?zhèn)鹘o車身的沖擊力，衰減由沖擊力而引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)。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(dòng)。由于這種懸架是由外力驅(qū)動(dòng)而起作

27、用的，所以稱為從動(dòng)懸架。 而主動(dòng)懸架的控制環(huán)節(jié)中安裝了能夠產(chǎn)生抽動(dòng)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(dòng)懸架。 主動(dòng)懸架是近十幾年發(fā)展起來的，由電腦控制的一種新型懸架，具備三個(gè)條件：（1）具有能夠產(chǎn)生作用力的動(dòng)力源；（2）執(zhí)行元件能夠傳遞這種作用力并能連續(xù)工作；（3）具有多種傳感器并將有關(guān)數(shù)據(jù)集中到微電腦進(jìn)行運(yùn)算并決定控制方式。因此，主動(dòng)懸架匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識(shí)，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。 例如裝置了主動(dòng)懸架的法國雪鐵龍桑蒂雅，該車懸架系統(tǒng)的中樞是一個(gè)微電腦，懸架上有5種傳感器，分別向微電腦

28、傳送車速、前輪制動(dòng)壓力、踏動(dòng)油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度等數(shù)據(jù)。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較，選擇相應(yīng)的懸架狀態(tài)。 同時(shí)，微電腦獨(dú)立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件，通過控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動(dòng)，從而能在任何時(shí)候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸架運(yùn)動(dòng)。因此，桑蒂雅橋車備有多種駕駛模式選擇，駕車者只要扳動(dòng)位于副儀表板上的“正常”或“運(yùn)動(dòng)”按鈕，轎車就會(huì)自動(dòng)設(shè)置在最佳的懸架狀態(tài)，以求最好的舒適性能。 另外，主動(dòng)懸架具有控制車身運(yùn)動(dòng)的功能。當(dāng)汽車制動(dòng)或拐彎時(shí)的慣性引起彈簧變形時(shí)，主動(dòng)懸架會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與慣力相對抗的力，減少車身位置的變化。例如

29、德國奔馳2000款CL型跑車，當(dāng)車輛拐彎時(shí)懸架傳感器會(huì)立即檢測出車身的傾斜和橫向加速度，電腦根據(jù)傳感器的信息，與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較計(jì)算，立即確定在什么位置上將多大的負(fù)載加到懸架上，使車身的傾斜減到最小。 七．主動(dòng)懸掛技術(shù)比拼-法國PSA與德國奔馳 德國奔馳的主動(dòng)懸掛是靠調(diào)整懸掛剛度來達(dá)到提高穩(wěn)定性和舒適性的目的，而法國PSA的主動(dòng)懸掛，是靠調(diào)整重心，來達(dá)到控制車身穩(wěn)定性目的的。因此他們在性能上有本質(zhì)的不同。前者是在舒適性和穩(wěn)定性的矛盾中尋求一個(gè)解決方案，后者是在離地間隙和穩(wěn)定性中尋求一個(gè)解決方案。所以兩種技術(shù)各有所長。性能上，由于奔馳使用了可變體積的空氣作為彈性元件，他

30、不管是在舒適性還是穩(wěn)定性方面都要超過PSA的液壓系統(tǒng)。但由于空氣懸掛體積巨大，而且整個(gè)高壓空氣管路需要極強(qiáng)的氣密性，因此無論是制造成本，還是使用維護(hù)成本都是相當(dāng)高昂的。僅僅裝配在價(jià)格上百萬的旗艦：S系列和CL系列以及新款的SL系列車型上。而PSA的液壓主動(dòng)懸掛，憑著他的成本優(yōu)勢，能夠在旗下的雪鐵龍C5和標(biāo)致607這些售價(jià)不到50萬的車型上普及，所以前景同樣是很看好的。 要更深入的了解這兩種懸掛的技術(shù)特點(diǎn)，就要從一些更基礎(chǔ)的知識(shí)說起。 什么是主動(dòng)懸掛？要了解主動(dòng)懸掛我們首先要了解汽車的穩(wěn)定性是什么。所謂汽車行駛穩(wěn)定性，其實(shí)指的就是汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，底盤抗拒車身側(cè)傾的能力，以及在汽車加速減

31、速時(shí)底盤抗拒加速抬頭和減速點(diǎn)頭的能力。我們知道，普通汽車的懸掛是用螺旋彈簧作為彈性元件的。彈簧剛度是確定，無法改變。如果剛度過大，那么汽車行駛穩(wěn)定性就好，抗側(cè)傾能力強(qiáng)；如果剛度過小，那么穩(wěn)定性會(huì)降低舒適性會(huì)增強(qiáng)。所以汽車工程師們在設(shè)計(jì)懸掛的時(shí)候必須選擇一個(gè)平衡點(diǎn)，讓減震彈簧即不能太軟也不能太硬，只能取一個(gè)中間值。這樣一來是必不能完全兼顧到穩(wěn)定性與舒適性。為了解決這個(gè)辦法，我們必須要讓彈簧的剛度可變，而且要可控制剛度的變化，這樣才能即兼顧到舒適性又能兼顧到穩(wěn)定性。 怎么樣能讓彈簧剛度可變呢？最簡單的辦法就是改變彈簧每圈圓周的直徑和圓周之間的距離。這樣汽車在行使時(shí)如果遇到較小的震動(dòng)，彈簧較軟，遇到較大的震動(dòng)或側(cè)傾，彈簧的剛度會(huì)迅速增大。但這種做法也只能在一定程度上緩解問題，并不能達(dá)到非常理想的控制狀態(tài)。最理想的控制狀態(tài)就是要讓四根減震彈簧能隨外界環(huán)境和車輛行駛狀態(tài)變化而針對性的改變剛度。看來傳統(tǒng)的螺旋彈簧是無法達(dá)到這一境界的，應(yīng)運(yùn)而生的就是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的空氣彈簧。