雙叉臂式獨立懸掛

雙叉臂式獨立懸掛

   雙叉臂式懸掛又稱雙A臂式獨立懸掛_雙叉臂懸掛擁有上下兩個叉臂_橫向力由兩個叉臂同時吸收_支柱只承載車身重量_因此橫向剛度大.雙叉臂式懸掛的上下兩個A字形叉臂可以精確的定位前輪的各種參數_前輪轉彎時_上下兩個叉臂能同時吸收輪胎所受的橫向力_加上兩叉臂的橫向剛度較大_所以轉彎的側傾較小.雙叉臂式懸掛通常采用上下不等長叉臂（上短下長）_讓車輪在上下運動時能自動改變外傾角並且減小輪距變化減小輪胎磨損_並且能自適應路面_輪胎接地面積大_貼地性好.雙叉臂式懸掛運動性出色_為法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車所運用.

發展歷史

雙叉臂式獨立懸架有一個有趣的名字——雙願骨式懸架（Double wish bone）.據說這個有趣的名字來源於西方聖誕節上人們喜歡吃的一種火雞的骨頭_當人們開始吃的時候要對火雞身上一根類似V字形的骨頭許願_而這根骨頭就叫願骨（Wish bone）.因為在雙叉臂懸架結構中有兩根“願骨”_故得名雙願骨式懸架.

雙叉臂式懸架的誕生和麥弗遜式懸架有著緊密的血緣關系_它們的共同點為：下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂構成_液壓減震器充當支柱支撐整個車身.不同處則在於雙叉臂式懸架多了一根連接支柱減震器的上控制臂_這樣一來有效增強了懸架整體的可靠性和穩定性.

從結構上來看_麥弗遜懸架只有一根下控制臂和一根支柱式減震器_
結構上的最簡單化使它的組成部件通常要一專多能.例如支柱減震器需充當轉向主銷_除要承受車輛本身的重量外_還要應對來自於路面的抖動和沖擊.如果車輛在運動中_一側的麥弗遜懸架受到慣性壓縮_那麼車輪的外傾角變化將增大_於是懸架越是壓縮得厲害_這種形變就越是難以得到控制.所以麥弗遜懸架的應用范圍多為小型或中型轎車_車型級別再往上走_結構簡單的麥弗遜懸架便會有些力不從心了.

要改善麥弗遜懸架“脆弱”的特點_就有必要在懸架的組成結構上進行調整.由於麥弗遜懸架只有下控制臂和支柱減震器兩個連接部件_這樣一來就形成了一個“L”形的結構_如果能在“L”形頂端再增加一根控制臂_那麼懸架的結構將得到加強.於是通過對麥弗遜懸架植入上控制臂_雙叉臂式懸架結構便應運而生.雙叉臂懸架相對麥弗遜懸架在物理學特性上的改變顯而易見：當一側懸架因慣性收縮時_車輪的外傾角變化也相對較小_不過車輪外傾角的變化大小還可以通過改變上下控制臂的相對長度來改善.因此_工程師在設計和匹配雙叉臂懸架時自由度更大_更能針對汽車的某一種特性如運動或舒適性作出最為合理的調校.

事實上_在車輛的底盤設計之初_設計師便開始考慮如何在底盤上布置復雜的懸架結構_給車輛帶來更好的操控性或更平穩的舒適性.為了使車輪能隨時隨地貼合地面_達到運動性和乘坐舒適性的統一_設計師往往會采用雙叉臂懸架結構_增加減震器阻尼和螺旋彈簧的硬度也是應對措施之一.在這點上_麥弗遜懸架會因為控制臂的單薄而使車輪外傾角增大_同時使車胎內側負荷增大而加劇磨損.

由於傳統的雙叉臂懸架采用單導向結構_即上下控制臂與支柱減震器相連_實現對車輪上下運動方向的控制_轉向拉桿和主銷相連完成對車輪左右方向的控制.由此看來_減震和轉向是由兩個獨立機構控制_但兩個機構都只具備單導向性.隨著懸架結構的不斷優化改進_目前雙叉臂懸架已衍生出可同時負責車輪轉向和上下抖動的雙向控制結構.在標致407上_前懸采用了名為“獨立軸頸雙叉前輪系統”的雙向控制改進型雙叉臂懸架.改進的懸架用轉向節和轉向節支架取代了只用上下控制臂來對車輪進行約束的狀況_車輪轉向通過安裝在轉向節支架間的轉向節鉸鏈完成.在帶轉向機構的前懸中_轉向節支架連接著轉向節球形鉸鏈、穩定桿、液壓減震器以及上下臂.車輪的跳動和轉向分別由這兩個新部件負責_新結構使每個零件承受的力較傳統雙叉臂要小很多_可靠性提高不少.此外動態效能也大為改善_新型雙叉臂懸架獲得了較小的主銷傾角和外傾角_同時方向盤自動回正效果更明顯.

構造原理

雙叉臂式懸架由上下兩根不等長V 字形或A字形控制臂以及支柱式液壓減震器構成_通常上控制臂短於下控制臂.上控制臂的一端連接著支柱減震器_另一端連接著車身；下控制臂的一端連接著車輪_而另一端則連接著車身.上下控制臂還由一根連接桿相連_這根連桿同時也還與車輪相連接.在整個懸架構造中_通過對多個支點的連接提高了上下控制臂以及整個懸架的整體性.

如果是前輪驅動的車型_那麼裝配在前輪上的雙叉臂懸架在上下控制臂之間除裝配有傳動機構外_還有轉向機構_這使得其結構比不帶轉向機構的後輪要復雜得多.在轉向機構中_轉向主銷由轉向托盤與上下控制臂的連接位置和角度確定_轉向輪可繞主銷轉動_同時也可隨下控制臂上下跳動.在雙叉臂懸架中通常采用球頭連接來滿足前車輪的運動需要：上下控制臂與轉向主銷的連接部位既要支持前輪實現轉向又要控制車輪的上下抖動.不過由於上下控制臂的長度差問題_這也對雙叉臂懸架的設計提出了嚴峻的考驗——如果上下控制臂的長度差過小_車輪抖動時會造成左右輪距偏大_加快輪胎外側磨損；反之_如果上下臂長度差過大_則會造成車輪轉向時外傾角過大_使輪胎內側磨損加快.因此_可以通過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.

另外_雙叉臂懸架的上下控制臂能起到抵消橫向作用力的功效_這使得支柱減震器不再承受橫向作用力_而只應對車輪的上下抖動_因此在彎道上具有較好的方向穩定性.素有“彎道之王”美譽的馬自達6前懸采用的就是雙叉臂懸架.因此_馬自達6在彎道行駛時的側傾較小_車身的整體感保持得非常好.

技術特點

優點

橫向剛度大、抗側傾性能優異、抓地性能好、路感清晰.

首先_對於定位參數的精確控制_讓車輪能夠很好的緊貼地面_較強的橫向剛性又提供了很好的側向支撐_對於車輛的操控性能來說_這種結構的優越性是顯而易見的_它不僅是法拉利_蘭博基尼和瑪莎拉蒂這些超級跑車們的首選_甚至是現今的F1賽車所使用的懸掛結構依舊能看到雙叉臂的影子.而兩根三角形結構的搖臂還擁有出色的抗扭強度和橫向剛性_因此在硬派SUV或者皮卡上也經常會使用雙叉臂的懸掛結構_而前雙叉臂後整體橋的結構也是硬派越野SUV的經典結構.像是大切諾基_豐田普拉多和大眾途銳等_前懸都用了雙插臂的懸掛結構.

缺點

制造成本高、懸架定位參數設定復雜.

相對於麥弗遜懸掛_它的結構更復雜_占用空間較大_成本較高_因此並不適用於小型車前懸掛_此外_定位參數的確定需要精確計算和調校_對於制造商的技術實力要求也比較高.

應用車型

雙叉臂式獨立懸架相比麥弗遜式懸掛雙叉臂多了一個上搖臂_不僅需
要占用較大的空間_而且其定位參數較難確定_因此小型轎車的前橋出於空間和成本考慮一般不會采用此種懸掛.但其具有側傾小_可調參數多、輪胎接地面積大、抓地性能優異_因此絕大部分純正血統的跑車的前懸掛均選用雙叉臂式懸掛_可以說雙叉臂式懸掛是為運動而生的懸掛.法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車以及F1方程式賽車均采用了雙叉臂式前懸掛.一汽豐田皇冠和銳志也都采用了雙叉臂式前懸掛.國內采用雙叉臂式前懸掛的轎車主要有一汽豐田皇冠和一汽豐田銳志_以及奧迪的豪華SUV Q7、大眾途銳.純國產的有目前有07年生產的中華酷寶、奇瑞生產的瑞麒G5_第一個使用雙叉臂結構的自主研發汽車.其後續型號會使用更為先進的空氣懸掛系統.

需要說明的是_雙橫臂式懸掛和雙叉臂式懸掛有著許多的共性_只是結構比雙叉臂式簡單些可以稱之為簡化版的雙叉臂式懸掛.同雙叉臂式懸掛一樣雙橫臂式懸掛的橫向剛度也較大_一般也采用上下不等長搖臂設置.後懸采用雙橫臂式懸掛的思域具有不錯的運動性_中型轎車本田雅閣和馬自達6都采用了雙橫臂前懸掛.

雙橫臂式懸掛設計偏向運動性_其性能優於麥弗遜式式懸掛、但比起真正的雙叉臂式懸掛以及多連桿前懸掛要稍差一些.國內采用雙橫臂式前懸掛的車型主要有：廣州本田雅閣、一汽轎車馬自達6以及北京奔馳-戴克的克萊斯勒300C.而采用雙橫臂式後懸掛的有東風本田思域.大眾豪華SUV途銳前後懸均采用了雙叉臂式獨立懸掛.

盡管雙叉臂式獨立懸架擁有眾多優勢——出色的側向支撐、精確的車輪方向控制等_但由於使用上下控制臂結構_過於穩定的特性卻使車輪的響應速度較其他形式懸架要緩慢_上下控制臂的結構也導致這種懸架的橫向安裝空間增大.因此雙叉臂懸架常出現在車身寬大的豪華轎車、全尺寸SUV、皮卡甚至超級跑車上_如我們熟悉的凱迪拉克賽威SLS、雪鐵龍C6、奧迪Q7、大眾途銳_甚至國產中興威虎皮卡無一例外都在前懸采用了雙叉臂結構.而像蘭博基尼蓋拉多、瑪莎拉蒂3000GT等注重操控性能的跑車在前後懸都采用雙叉臂懸架_這足以說明雙叉臂的應用范圍廣泛_重要的是它能為車身提供很好的側向支撐.

關鍵詞:可變懸掛