汽車懸掛系統之——多連桿式獨立懸架

　　前些年，結構復雜、成本高昂、舒適性較好的多連桿式獨立懸架還只服務於豪華轎車，或少部分定位較高端的中高級別轎車。一時間，綜合指標過硬、兼顧了操控和行駛舒適在內多種特性的多連桿式獨立懸架似乎被歸入了奢侈品類，讓預算有限只能購買低端車型的“窮人們”望其興歎。還好，近幾年來隨著汽車制造技術的不斷提升，零部件單位生產成本逐步降低，理智的汽車廠商們開始設法讓處於金字塔中低部的低端轎車也裝備這種結構復雜、性能優異的懸架，以此來提高車輛在行駛過程中的綜合表現，並在同級別車型中形成鶴立雞群的效應。

多連桿式獨立懸架的結構雖復雜，但操控性和舒適性較其他懸架更高

顧名思義，多連桿式懸架就是指由三根或三根以上連接拉桿構成，並且能提供多個方向的控制力，使輪胎具有更加可靠的行駛軌跡的懸架結構。不過時下，由於三連桿結構已不能滿足人們對於底盤操控性能的更高追求，只有結構更為精確、定位更加准確的四連桿式和五連桿式懸架才能稱得上是真正的多連桿式，這兩種懸架結構通常分別應用於前輪和後輪。以常運用於後輪的五連桿式懸架為例，五根連桿分別指主控制臂、前置定位臂、後置定位臂、上臂和下臂（見圖一）；其中，主控制臂可以起到調整後輪前束的作用，以提高車輛行駛穩定性，有效降低輪胎的摩擦。

在這裡需要說明一下的是，國產豐田凱美瑞的後輪兩連桿式獨立懸架並不屬於多連桿式懸架的范疇，僅僅只是融入了多連桿式懸架理念的麥弗遜懸架。位於上端的支柱減震器與車身相連，下端的A臂變成了兩根連桿，在性能表現上兩連桿與麥弗遜懸架有許多相似之處，優點在於重量輕、減震響應速度快，但缺點也非常明顯，在剛度、側面支撐、減震方面都不及真正的多連桿懸架。很好的例子就是因車速過快造成車輛失控並沖上隔離帶，兩連桿式後懸架的剛度就會因此而受到考驗，同時因為沖上隔離帶致使撞擊力過大導致後懸架的兩根連桿斷裂，於是整個後懸架就有脫落的可能性。

圖一多連桿懸架的結構圖 （本田雅閣）

梅賽德斯-奔馳CLK車型多連桿多懸

　　多連桿懸架的工作原理是連桿共同作用的組合效應

與這種優化過的麥弗遜式懸架相比，真正的多連桿懸架的構造不僅增加了對車輪上方的控制力，對車輪的前後方也有相應的連桿產生作用力，主要作用就像一個鎖止機構一樣，將車輪牢牢地固定在半軸末端，使車輪行進軌跡移位減小，增強懸架的整體性和可靠性。

以常見的五連桿式後懸架為例，五根連桿：主控制臂、前置定位臂、後置定位臂、上臂和下臂分別對各個方向的作用力進行抵消。比如，當車輛進行左轉彎時，後車輪的位移方向正好與前轉向輪相反，如果位移過大則會使車身失去穩定性，搖擺不定。此時，前後置定位臂的作用就開始顯現，它們主要對後輪的前束角（見圖二）進行約束，使其在可控范圍內；相反，由於後輪的前束角被約束在可控范圍內，如果後輪外傾角（見圖三）過大則會使車輛的橫向穩定性減低，所以在多連桿懸架中增加了對車輪上下進行約束的控制臂，一方面是更好地使車輪定位，另一方面則使懸架的可靠性和剛度進一步提高。

圖二 前束角 圖三（上：正外傾，下：負外傾）

從車輛操控性角度來看，多連桿懸架的吊懸結構能通過前後置定位臂和上下控制臂有效控制車輪的外傾角及前束角。例如，當車輪駛過坑窪路面時，首先上下控制臂開始在可控范圍擺動，及時給予車輪足夠的彈跳行程；如果路面繼續不平，同時車輛的速度加塊，此時前後置定位臂的作用就是把車輪始終固定在一個行程范圍值內，同時液壓減震器也會伴隨上下控制臂的擺動吸收震動，而主控制臂的工作就是上下擺動配合上下控制臂使車輪保持自由彈跳，令車廂始終處於相對平穩的狀態。

正是因為多連桿懸架具備多根連接桿，並且連桿可對車輪進行多個方面作用力控制，所以在做輪胎定位時可對車輪進行單獨調整，並且多連桿懸架有很大的調校空間及改裝可能性。不過多連桿懸架在研發上規模較為龐大，由於結構復雜、成本高、零件多、組裝費時，並且要達到非獨立懸架的耐用度，始終需要保持連桿不變形、不移位，在材料使用和結構優化上都很考究。所以多連桿懸架是以追求優異的操控性和行駛舒適性為主要訴求的。

高檔車型尤其喜歡采用多連桿式懸架，可見其魅力非凡

盡管多連桿式懸架擁有眾多的優點，但這並不意味著它的運用范圍就非常廣，相反在一些車身緊湊甚至結構特殊的車型上，多連桿懸架尤其是五連桿式懸架更是無用武之處。究其原因主要是因為五根連桿的結構布置會占用不少橫向空間，使發動機不便於安置，同時復雜的懸架結構還會為發動機的維修保養造成不便，所以五連桿式懸架通常只應用於後輪。

　　不過奧迪的車型算是一個例外。通過奧迪設計師巧妙的簡化設計，並用液壓減震器取代了一根控制臂，使五連桿變成了四連桿（見圖四和圖五），再通過運動學原理將牽引力、制動力和轉向力分離，賦予了車輛同樣精確的轉向控制能力。從奧迪的車型設計理念來看，將發動機裝在前軸之前，正好在前軸處可以騰出空間安裝四連桿懸架，同時奧迪的設計師還使用了鋁合金材質來降低控制臂重量以提高車輪的回彈響應速度，從而大大提高了車輛的操控能力，行駛舒適性也隨之得到了質的提升。相對於我們熟悉的奔馳和寶馬，由於他們的車型設計理念偏向於運動化，並且大多為後輪驅動，為了使車身的前後重量分配達到更完美的50:50，因此奔馳和寶馬的車型通常都將發動機裝配在前軸之上或之後，於是便沒有足夠的空間來安裝多連桿懸架，那麼雙橫臂或加強型的麥弗遜式前懸架就成了最好的折衷方案。

圖四

圖五 四連桿懸架

　　多連桿懸架的優勢非常明顯，這使得它正逐步被廣泛地運用

對於多連桿式懸架來說，完善的結構能使前後輪的主銷傾角同時達到最佳位置，當然前提條件是廠方工程師在設計之處就要有周全的考慮和精密的數據計算。由於多連桿懸架的連桿達到四根甚至五根，所以必須通過車架（通常所說的大梁）連接固定（見圖六），而車架和車身又為柔性連接。此時，車架的作用就相當於前懸采用的副車架，可使懸架的整體性得到加強。在眾多連桿的作用下，可大幅度降低來自路面的沖擊，通過前後定位臂的抑制作用，可改善加速或制動時車內乘員的仰頭和點頭動作；結合後輪結構緊湊的螺旋彈簧的拉伸或壓縮，還可使車輪的橫向偏移量保持在最小值，提高車輛直線和彎道行駛的穩定性。同時，配合阻尼調校到位的減震器，多連桿式懸架在車輛上具體表現為轉彎時側傾較小，並且對波形路面的吸震也更加到位。

圖六 大眾輝騰後懸副車架

目前越來越多的車型在後懸架上采用多連桿結構，最好的例子就是大眾最新的PQ35、PQ46平台摒棄了以前PQ34和PQ45平台上後輪拖曳臂式帶扭力梁的懸架結構，轉而采用性能更優異的多連桿結構。目前，在國內後輪采用多連桿懸架結構的車型不在少數，從中級車福克斯、馬自達3、速騰、明銳到稍高級別的邁騰、雅閣、馬自達6、豐田銳志、蒙迪歐，甚至奔馳、寶馬全系列等，後輪懸架結構清一色的是多連桿式。

隨著消費者對車輛底盤尤其是懸掛系統的要求越來越高，相信廠商對車型技術的革新也會越發加快。過不了多久，我們便會看到更多的車型采用綜合性能更好的多連桿式獨立懸架。