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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(lái)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(duì)車體的沖擊，具有占用空間小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)，

2、但由于本身沒(méi)有摩擦而沒(méi)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(lái)傳遞縱向力，側(cè)向力及力矩，并保證車輪相對(duì)于車架(或車身)有確定的相對(duì)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(jiǎn)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(shì)。 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(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。 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(guó)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(duì)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(jiǎn)單，占用空間小，而且操縱性很好。 后來(lái)，麥弗遜跳槽到福特，1950年福特在英國(guó)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(jiǎn)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(lái)消耗振動(dòng)的能量。當(dāng)車架與車軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的油液會(huì)通過(guò)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(duì)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(lái)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(jiǎn)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?cè)诹私鈶覓靺?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(guò)來(lái)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(wú)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(guó)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(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能帶來(lái)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(lái)的直接好處就是設(shè)計(jì)師能在發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)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(jiǎn)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(duì)于小型車和微型車來(lái)說(shuō)，盡可能的在狹小的發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)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(wú)論是操控和舒適性都是相當(dāng)出色的。 說(shuō)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(guò)于簡(jiǎn)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(lái)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(jué)到車身穩(wěn)定性較差。無(wú)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(lái)解決穩(wěn)定性問(wèn)題。我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)的橫向穩(wěn)定桿，防傾桿，平衡桿等等都是用來(lái)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(wèn)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(jiǎn)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(wú)法從根本上解決問(wèn)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(lái)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(lái)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(zhǎng)的A字型控制臂組成。通常是上短下長(zhǎng)。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(wú)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(shù)脂座套作為運(yùn)動(dòng)支撐和潤(rùn)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(shù)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(lái)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?cè)賮?lái)看看他在性能上到底有哪

16、些過(guò)人之處吧。我們知道，雙叉式懸掛使用的是不等長(zhǎng)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?cè)谶\(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(duì)小，而且外傾角變化的大小可以通過(guò)改變上下控制臂的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)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(duì)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(zhǎng)度差過(guò)小，震動(dòng)時(shí)會(huì)造成輪距變化過(guò)大，那么輪胎磨損會(huì)加快，如果上下控制臂長(zhǎng)度差過(guò)大，會(huì)造成轉(zhuǎn)向時(shí)外傾角過(guò)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。通常可以通過(guò)增加上下控制臂的長(zhǎng)度來(lái)減小輪距的變化和控制外傾角的變化，但過(guò)長(zhǎng)的控制臂會(huì)對(duì)整個(gè)懸掛系統(tǒng)的布置帶來(lái)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(duì)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(zhǎng)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(lái)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(duì)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?xiě)覓炫c車身更加匹配。無(wú)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(cāng)空間也比較大，因此小型車是無(wú)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(guó)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(lái)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(guò)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(guò)上下兩個(gè)A字型控制臂對(duì)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(guò)對(duì)控制臂長(zhǎng)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(duì)于轉(zhuǎn)向輪和隨動(dòng)輪來(lái)說(shuō)，僅僅靠控制外傾角來(lái)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(lái)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(duì)性能還是有一定提高的。通過(guò)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(guò)低。這就造成對(duì)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(wèn)題，它通過(guò)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(guò)對(duì)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(duì)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(wú)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(jiàn)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(méi)有足夠的空間來(lái)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(lái)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(duì)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(guò)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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)車輛的使用壽命并增加折舊值。 目前國(guó)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(guó)的林肯、德國(guó)的Benz300SE和Benz600等。在一些特種車輛（如對(duì)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(guó)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(guó)家的大客車上已經(jīng)大量應(yīng)用，可以預(yù)見(jiàn)，ECAS在汽車上的應(yīng)用將越來(lái)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(lái)抑制路面對(duì)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(lái)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(guó)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(guò)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(duì)抗的力，減少車身位置的變化。例如

29、德國(guó)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(cè)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(guó)PSA與德國(guó)奔馳 德國(guó)奔馳的主動(dòng)懸掛是靠調(diào)整懸掛剛度來(lái)達(dá)到提高穩(wěn)定性和舒適性的目的，而法國(guó)PSA的主動(dòng)懸掛，是靠調(diào)整重心，來(lái)達(dá)到控制車身穩(wěn)定性目的的。因此他們?cè)谛阅苌嫌斜举|(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(zhǎng)。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(guò)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(wú)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(wàn)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(shì)，能夠在旗下的雪鐵龍C5和標(biāo)致607這些售價(jià)不到50萬(wàn)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(shuō)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(wú)法改變。如果剛度過(guò)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(guò)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?cè)谠O(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(lái)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(jiǎn)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(wèn)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(duì)性的改變剛度?？磥?lái)傳統(tǒng)的螺旋彈簧是無(wú)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。