汽車懸掛

懸掛系統是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，並且緩衝由不平路面傳給車架或車身的衝擊力，並衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。典型的懸掛系統結構由彈性元件、導向機構以及減震器等組成，個別結構則還有緩衝塊、橫向穩定杆等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭杆彈簧等形式，而現代轎車懸掛系統多采用螺旋彈簧和扭杆彈簧，個別高級轎車則使用空氣彈簧。懸掛系統是汽車中的一個重要總成，它把車架與車輪彈性地聯繫起來，關係到汽車的多種使用性能。從外表上看，轎車懸掛系統僅是由一些杆、筒以及彈簧組成，但千萬不要以為它很簡單，相反轎車懸架是一個較難達到完美要求的汽車總成，這是因為懸掛系統既要滿足汽車的舒適性要求，又要滿足其操縱穩定性的要求，而這兩方面又是互相對立的。比如，為了取得良好的舒適性，需要大大緩衝汽車的震動，這樣彈簧就要設計得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發生剎車“點頭”、加速“抬頭”以及左右側傾嚴重的不良傾向，不利於汽車的轉向，容易導致汽車操縱不穩定等。

非獨立懸掛系統的結構特點是兩側車輪由一根整體式車橋相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸掛系統懸掛在車架或車身的下面。非獨立懸掛系統具有結構簡單、成本低、強度高、保養容易、行車中前輪定位變化小的優點，但由於其舒適性及操縱穩定性都較差，在現代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。

獨立懸掛系統是每一側的車輪都是單獨地通過彈性懸掛系統懸掛在車架或車身下面的。其優點是：質量輕，減少了車身受到的衝擊，並提高了車輪的地面附着力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發動機位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩定性；左右車輪單獨跳動，互不相干，能減小車身的傾斜和震動。不過，獨立懸掛系統存在着結構複雜、成本高、維修不便的缺點。現代轎車大都是採用獨立式懸掛系統，按其結構形式的不同，獨立懸掛系統又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸掛系統等。

橫臂式懸掛系統是指車輪在汽車橫向平面內擺動的獨立懸掛系統，按橫臂數量的多少又分為雙橫臂式和單橫臂式懸掛系統。

V型雙橫臂和A型雙橫臂(9張)

單橫臂式具有結構簡單，側傾中心高，有較強的抗側傾能力的優點。但隨着現代汽車速度的提高，側傾中心過高會引起車輪跳動時輪距變化大，輪胎磨損加劇，而且在急轉彎時左右車輪垂直力轉移過大，導致後輪外傾增大，減少了後輪側偏剛度，從而產生高速甩尾的嚴重情況。單橫臂式獨立懸掛系統多應用在後懸掛系統上，但由於不能適應高速行駛的要求，應用不多。

雙橫臂式獨立懸掛系統按上下橫臂是否等長，又分為等長雙橫臂式和不等長雙橫臂式兩種懸掛系統。等長雙橫臂式懸掛系統在車輪上下跳動時，能保持主銷傾角不變，但輪距變化大(與單橫臂式相類似)，造成輪胎磨損嚴重，現已很少用。對於不等長雙橫臂式懸掛系統，只要適當選擇、優化上下橫臂的長度，並通過合理的佈置、就可以使輪距及前輪定位參數變化均在可接受的限定範圍內，保證汽車具有良好的行駛穩定性。不等長雙橫臂式懸掛系統已廣泛應用在轎車的前後懸掛系統上，部分運動型轎車及賽車的後輪也採用這一懸掛系統結構。

多連桿式懸掛系統是由(3—5)根杆件組合起來控制車輪的位置變化的懸掛系統。多連桿式能使車輪繞着與汽車縱軸線成一定角度的軸線內擺動，是橫臂式和縱臂式的折衷方案，適當地選擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角，可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸掛系統的優點，能滿足不同的使用性能要求。多連桿式懸掛系統的主要優點是：車輪跳動時輪距和前束的變化很小，不管汽車是在驅動、制動狀態都可以按司機的意圖進行平穩地轉向，其不足之處是汽車高速時有軸擺動現象。

縱臂式獨立懸掛系統是指車輪在汽車縱向平面內擺動的懸掛系統結構，又分為單縱臂式和雙縱臂式兩種形式。單縱臂式懸掛系統當車輪上下跳動時會使主銷後傾角產生較大的變化，因此單縱臂式懸掛系統不用在轉向輪上。雙縱臂式懸掛系統的兩個擺臂一般做成等長的，形成一個平行四杆結構，這樣，當車輪上下跳動時主銷的後傾角保持不變。雙縱臂式懸掛系統多應用在轉向輪上。

燭式懸掛系統的結構特點是車輪沿着剛性地固定在車架上的主銷軸線上下移動。燭式懸掛系統的優點是：當懸掛系統變形時，主銷的定位角不會發生變化，僅是輪距、軸距稍有變化，因此特別有利於汽車的轉向操縱穩定和行駛穩定。但燭式懸掛系統有一個大缺點：就是汽車行駛時的側向力會全部由套在主銷套筒的主銷承受，致使套筒與主銷間的摩擦阻力加大，磨損也較嚴重。燭式懸掛系統現已應用不多。

麥弗遜式懸掛系統的車輪也是沿着主銷滑動的懸掛系統，但與燭式懸掛系統不完全相同，它的主銷是可以擺動的，麥弗遜式懸掛系統是擺臂式與燭式懸掛系統的結合。與雙橫臂式懸掛系統相比，麥弗遜式懸掛系統的優點是：結構緊湊，車輪跳動時前輪定位參數變化小，有良好的操縱穩定性，加上由於取消了上橫臂，給發動機及轉向系統的佈置帶來方便；與燭式懸掛系統相比，它的滑柱受到的側向力又有了較大的改善。麥弗遜式懸掛系統多應用在中小型轎車的前懸掛系統上，保時捷911、國產奧迪、桑塔納、夏利、富康等轎車的前懸掛系統均為麥弗遜式獨立懸掛系統。雖然麥弗遜式懸掛系統並不是技術含量最高的懸掛系統結構，但它仍是一種經久耐用的獨立懸掛系統，具有很強的道路適應能力。

主動懸掛系統是近十幾年發展起來的、由電腦控制的一種新型懸掛系統。它彙集了力學和電子學的技

術知識，是一種比較複雜的高技術裝置。例如裝置了主動懸掛系統的法國雪鐵龍桑蒂雅，該車懸掛系統系統的中樞是一個微電腦，懸掛系統上的5種傳感器分別向微電腦傳送車速、前輪制動壓力、踏動油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉向盤角度及轉向速度等數據。電腦不斷接收這些數據並與預先設定的臨界值進行比較，選擇相應的懸掛系統狀態。同時，微電腦獨立控制每一隻車輪上的執行元件，通過控制減振器內油壓的變化產生抽動，從而能在任何時候、任何車輪上產生符合要求的懸掛系統運動。因此，桑蒂雅轎車備有多種駕駛模式選擇，駕車者只要扳動位於副儀表板上的“正常”或“運動”按鈕，轎車就會自動設置在最佳的懸掛系統狀態，以求最好的舒適性能。主動懸掛系統具有控制車身運動的功能。當汽車制動或拐彎時的慣性引起彈簧變形時，主動懸掛系統會產生一個與慣力相對抗的力，減少車身位置的變化。例如德國奔馳2000款Cl型跑車，當車輛拐彎時懸掛系統傳感器會立即檢測出車身的傾斜和橫向加速度。電腦根據傳感器的信息，與預先設定的臨界值進行比較計算，立即確定在什麼位置上將多大的負載加到懸掛系統上，使車身的傾斜減到最小 。