【疯狂机械控第500期】 悬架系统是一种由弹簧、减震筒和连杆所构成的车用系统，用于连接车辆与车轮。悬架系统使车辆的操控与刹车适合良好的动态安全与驾驶乐趣，并保持车主的舒适性及隔绝适当的路面噪音、弹跳与震动。
在古代埃及就已经出现过板式弹簧的踪迹。古代兵器专家使用弯曲的板式弹簧加强攻城武器，后来在投石器上所使用的板式弹簧更加精密，可以使用好几年。那时弹簧不是由金属制造的，而是使用坚硬的树枝当作弹簧，就像制弓一样的操作。
在19世纪早期，大部分的英国四轮马车都配有弹簧，木制弹簧用于轻型马车的避震，而较大的马车弹簧则采用钢铁制造。这些铁制的弹簧由低碳钢制成，通常叠放多层成为板式弹簧。
汽车 在早期开发时，比作自身提供动力推进的马车。但是相对来讲，马车设计是用来低速行驶的，它的悬架并不适用于内燃机引擎所产生的高速行驶。
1903年，德国的Mors 汽车 公司首次将车辆安装了减震筒。1920年，Leyland 汽车 公司在悬架系统中加入了扭杆装置。1922年，Lancia Lambda开创先例的使用了独立前轮悬架，在1932年以后上市销售车辆普及了此悬架系统。
悬架刚性（或称弹簧刚性）是悬架伸缩时，用来设定车高或其定位的要素之一。车辆载重大通常会搭配更硬的悬架来抵销额外的重量负载，否则可能在途中（或弹跳时）压毁车辆。
一般来说，经常装载大重量的车辆应配置较硬的弹簧，其弹簧刚性接近车重的上限值，这样车辆可以正常的载货并顺利行驶。驾驶空载的货用卡车可能会对乘客不太舒适，这是因为与车重相关的高弹簧刚性，坐起来减震太硬。
弹簧刚性是一个比值，用来测量一个弹簧在偏斜时被压缩或伸展时的阻抗。按照虎克定律，弹力强度随着偏斜增加而增加。简单来讲，这个现象可以由下列公式所述： F=kx
其中，F为弹簧的施力；k为弹簧的刚性；x为静力平衡时的位移量。
下面说说五种常用的 汽车 悬架：麦弗逊悬架、双叉臂悬架、多连杆悬架、扭力梁悬架和整体桥悬架。
麦弗逊式悬架是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化。这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架。
对于很多前置发动机前轮驱动的车辆来说，车头部分的大部分空间都要用来布置横放的发动机以及变速箱，留给悬挂的空间并不大，因此麦弗逊悬挂体积小质量轻的优势就会表现的非常明显。
双叉臂悬挂是由两根长短不等的A字臂和充当支柱的减震器所组成的。上下两根A字臂分别通过球铰与车轮上的转向节上下节臂相连，而串连的减震器和螺旋弹簧则充当了支柱和转向主销的角色，它的上端与副车架相连，下端则和下摆臂相连。上下A臂负责吸收转向时的横向力，而支柱减震器只负责支撑车身重量和控制车轮上下跳动。
双叉臂悬挂可以说是最坚固的独立悬架。我们都知道，三角形是最稳固几何形状，双叉臂悬挂的上下两根A字臂拥有类似三角形的稳定结构，不仅拥有足够的抗扭强度，上下两根A臂对横向力都具有很好的导向作用，另外车轮的四个定位参数前后外倾角、前轮前束量、主销内倾角和主销后倾角都是精确可调，可以提升车辆操控性。如果使用在SUV 汽车 上时，也能够应付极限越野路况下带来的巨大冲击。
多连杆独立悬挂，可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。其中前悬挂一般为3连杆或4连杆式独立悬挂；后悬挂则一般为4连杆或5连杆式后悬挂系统，其中5连杆式后悬挂应用较为广泛。其五根连杆分别为：主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂，它们分别对各个方向产生作用力。
多连杆悬挂能实现主销后倾角的最佳位置，大幅度减少来自路面的前后方向力，从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性，同时也保证了直线行驶的稳定性，因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小，不易造成非直线行驶。
不过多连杆悬挂由于结构复杂、成本高、零件多、组装费时，并且要达到非独立悬架的耐用度，始终需要保持连杆不变形、不移位，在材料使用和结构优化上也会很考究。所以多连杆悬架是以追求优异的操控性和行驶舒适性为主要诉求的，而并非适合所有情况。
扭力梁悬架是 汽车 后悬挂装置类型的一种，在扭力梁式非独立悬架上增加一个平衡杆来使车轮产生倾斜，保持车辆的平稳。其工作原理是将非独立悬挂的车轮装在一根整体车轴的两端，这样当一边车轮运转跳动时，就会影响另一侧车轮也作出相应的跳动，使整个车身振动或倾斜。
采取这种悬挂系统的 汽车 一般平稳性和舒适性较差，但由于其构造较简单，承载力大，该悬挂多用于载重 汽车 、普通客车和一些其他特种车辆上。
整体桥悬挂就是有整体的车桥结构连接两个车轮，车桥不能断开，同一车桥上的两个车轮没有相对运动。对于驱动桥来说，主要还是由差速器壳体、桥管、半轴、轴承等部分组成，而对于非驱动桥的整体桥来说，其结构更为简单，且现在多为货车采用。
出于向舒适性和公路性能的妥协，现在采用整体桥悬挂的车型已经不多了，但是这并不能抹杀它的实用性和在越野爱好者心目中的地位，由于整体桥悬挂结构简单，便于维护和改装，因此那些强调承载和越野的车型还会继续沿用这种悬挂。
什么是汽车悬架？悬架有哪些类型和作用？
简单来说，汽车悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。悬挂系统应有的功能是支持车身，改善乘坐的感觉，不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。
悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬挂系统是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上看，轿车悬挂系统仅是由一些杆、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。
比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。
【非独立悬挂系统】
非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。
【独立悬挂系统】
独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。其优点是：质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。不过，独立悬挂系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬挂系统，按其结构形式的不同，独立悬挂系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬挂系统等。
悬架的工作原理？
悬架定义：汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称作用：
传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。
组成：
（1）减振器功能:减振器是产生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的行驶平顺性,增强车轮和地面的附着力.另外,减振器能够降低车身部分的动载荷,延长汽车的使用寿命.目前在汽车上广泛使用的减振器主要是筒式液力减振器,其结构可分为双筒式,单筒充气式和双筒充气式三种。
工作原理：在车轮上下跳过程中，减振器活塞在工作腔内往复运动，使减振器液体通过活塞上的节流孔，由于液体有一定的粘性和液体通过节流孔时与孔壁间产生摩擦，使动能转化成热能散发到空气中，从而达到衰减振动功能。
（2）弹性元件功能：
支撑垂直载荷,缓和和抑止不平路面引起的振动和冲击.弹性元件主要有钢板弹簧,螺旋弹簧,扭杆弹簧,气弹簧和橡胶弹簧等。
原理：
用具有弹性较高材料制成的零件，在车轮受到大的冲击时，动能转化为弹性势能储存起来，在车轮下跳或回复原行驶状态时释放出来。
（3）导向机构作用：传递力和力矩,同时兼起导向作用。在汽车的行驶过程当中,能够控制车轮的运动轨迹。
轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。
比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。非独立悬架结构特点：
两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。
优缺点：
非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。
独立悬架独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。
其优点是：
质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。
缺点：
独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。
现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构形式的不同，独立悬架又可分为双叉臂式、拖曳臂式、多连杆式、连杆支柱式以及麦弗逊式悬架等。
麦弗逊式悬挂当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。
麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。
麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。
并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，主要优点：结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低。
主要缺点：
横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大。
适用车型：中小型轿车、中低端SUV前悬架。双叉臂式悬挂又称双A臂式独立悬挂，双叉臂悬挂拥有上下两个叉臂，横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量，因此横向刚度大。双叉臂式悬挂的上下两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数，前轮转弯时，上下两个叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力，加上两叉臂的横向刚度较大，所以转弯的侧倾较小，双叉臂式悬挂通常采用上下不等长叉臂（上短下长），让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化减小轮胎双横臂式悬挂和双叉臂式悬挂有着许多的共性，只是结构比双叉臂式简单些可以称之为简化版的双叉臂式悬挂。
同双叉臂式悬挂一样双横臂式悬挂的横向刚度也较大，一般也采用上下不等长摇臂设置。
双横臂式悬挂设计偏向运动性，其性能优于麦弗逊式式悬挂、但比起真正的双叉臂式悬挂以及多连杆前悬挂要稍差一些。
国内采用双横臂式前悬挂的主要有：
广州本田雅阁、一汽轿车马自达6以及北京奔驰-戴克的克莱斯勒300C。而采用双横臂式后悬挂的有东风本田思域。
主要优点：横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰，侧倾小，可调参数多、轮胎接地面积大主要缺点：制造成本高、悬架定位参数设定复杂；适用车型：运动型轿车、超级跑车以及高档SUV前后悬架。多连杆独立悬挂可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。其中前悬挂一般为3连杆或4连杆式独立悬挂；后悬挂则一般为4连杆或5连杆式后悬挂系统，其中5连杆式后悬挂应用较为广泛。
多连杆悬挂能实现主销后倾角的最佳位置，大幅度减少来自路面的前后方向力，从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性，同时也保证了直线行驶的稳定性，因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小，不易造成非直线行驶。
在车辆转弯或制动时，多连杆悬挂结构可使后轮形成正前束，提高了车辆的控制性能，减少转向不足的情况。
多连杆悬挂在收缩时能自动调整外倾角，前束角以及使后轮获得一定的转向角度。
通过对连接运动点的约束角度设计使得悬挂在压缩时能主动调整车轮定位（这个设计自由度非常大），能完全针对车型做匹配和调校以最大限度的发挥轮胎抓地力从而提高整车的操控极限。
主要优点：舒适性能最好、操控性能出色主要缺点：制造成本最高、其占用空间大适用车型：高档轿车的绝佳搭档。拖曳臂式悬挂我们姑且称之为半独立悬挂，从悬挂的大分类来看，所有的悬挂可以被分成两大类，即：
独立悬挂和非独立悬挂。
但是在但纵臂扭转梁悬挂上，这两个分类变得有些模糊。
从悬挂结构来看属于不折不扣的非独立悬挂，因为左右纵向摇臂被一跟粗大的扭转梁焊接在一起，但是从悬挂性能来看，这种悬挂实现的是具有更高稳定性的全拖式独立悬挂的性能。
拖曳臂式悬挂本身具有非独立悬挂的存在的缺点但同时也兼有独立悬挂的优点，拖曳臂式悬挂的最大优点是左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小。
这种悬挂的舒适性和操控性均有限，当其刹车时除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬挂的后轮也会往下沉平衡车身，无法提供精准的几何控制。
不同厂家对这种悬挂的称谓不同：如：纵臂扭转梁独立悬挂，纵臂扭转梁非独立悬挂，H型纵向摆臂悬挂等等。
归根结底他们都是同一种悬挂结构——拖曳臂式悬挂，只是调教稍有不同。
在拖曳臂式悬挂的设计过程中，横梁在纵臂上的安装位置不同其表现出来的性能会非常的大，若横梁安装越靠近纵臂与车身的连接点（图中带三个螺栓的地方），车子的舒适性就会越好但转弯时的侧倾也会大些。
若横梁的安装在越靠近纵臂接近车轮中心，舒适性能会大打折扣，表现出来的特性则是以通过性和承载性为主。也更接近整体桥的设计。
单纵臂扭杆梁式悬挂（俗称拖曳臂式悬挂）：
主要优点：结构简单实用、占用空间最小、制造成本低。
主要缺点：承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限适用车型：中小型汽车、低端SUV后悬挂连杆支柱悬挂严格意义上来说没有这种称谓，但是随着国内广州丰田凯美瑞的热销（凯美瑞采用了这种悬挂），连杆支柱这个名字被越来越多的人熟悉，我们也就姑且把这种悬挂称为连杆支柱悬挂。
上一期说过拖曳臂式悬挂系统的最大优点是左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小。
但当其刹车时除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬挂的后轮也会往下沉平衡车身，无法提供精准的几何控制，所以某些车厂就会结合一些连杆来解决，就形成了复杂的多连杆悬挂——连杆支柱式悬挂连杆支柱与麦弗逊悬挂一样，用来支撑车体也是减振器支柱，他把减振器，减振弹簧组装在一个总成中。
连杆支柱悬挂也有一跟粗大的减振器支柱，与麦弗逊悬挂的主要区别在于，悬挂下部与车身连接的A字型控制臂改成了三根连杆定位。
转弯时产生的横向力来，主要由减振器支柱和横拉杆来承担。
它具有与麦弗逊悬挂相近的操控性能，又有比麦弗逊悬挂更高的连接刚度和相对较好的抗侧倾性能。
但是同样也存在麦弗逊悬挂的缺点，就是稳定性不好，转向侧倾还是较大，需要加装平衡杆来减小转向侧倾。
相对纵臂扭转梁来说，它达到了全独立悬挂的结构要求，并且运动部件质量轻，悬挂响应性好，舒适性和操控性要优于纵臂扭转梁的，但比真正的多连杆悬架要差一些。
不过其占有空间小于真正的多连杆式悬挂，成本也低于多连杆悬挂故被不少厂家采用。
主要优点：结构简单、占用空间较小、制造成本较低。
主要缺点：横向刚度依然有限、稳定性不佳、容易加剧前驱车的转向不足特性适用车型：中档车的后悬挂。
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汽车中的悬架有两种，一种是从动悬架，另一种是主动悬架。
从动悬架即传统式的悬架，是由弹簧、减振器（减振筒）、导向机构等组成，它的功能是减弱路面传给车身的冲击力，衰减由冲击力而引起的承载系统的振动。其中弹簧主要起减缓冲击力的作用，减振器的主要作用是衰减振动。由于这种悬架是由外力驱动而起作用的，所以称为从动悬架。
而主动悬架的控制环节中安装了能够产生抽动的装置，采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。由于这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。
主动悬架是近十几年发展起来的，由电脑控制的一种新型悬架，具备三个条件：（1）具有能够产生作用力的动力源；（2）执行元件能够传递这种作用力并能连续工作；（3）具有多种传感器并将有关数据集中到微电脑进行运算并决定控制方式。因此，主动悬架汇集了力学和电子学的技术知识，是一种比较复杂的高技术装置。
例如装置了主动悬架的法国雪铁龙桑蒂雅，该车悬架系统的中枢是一个微电脑，悬架上有5种传感器，分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较，选择相应的悬架状态。同时，微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件，通过控制减振器内油压的变化产生抽动，从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬架运动。因此，桑蒂雅桥车备有多种驾驶模式选择，驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮，轿车就会自动设置在最佳的悬架状态，以求最好的舒适性能。
另外，主动悬架具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬架会产生一个与惯力相对抗的力，减少车身位置的变化。例如德国奔驰2000款CL型跑车，当车辆拐弯时悬架传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度，电脑根据传感器的信息，与预先设定的临界值进行比较计算，立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬架上，使车身的倾斜减到最小。
以上就是关于多图看懂汽车悬架是如何工作的，解开我多年困惑！全部的内容，如果了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！
