懸掛是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力裝置的總稱。懸掛一般由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，橫向穩(wěn)定桿也屬于懸掛系統(tǒng)的范疇。
懸掛根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為非獨(dú)立懸掛和獨(dú)立懸掛兩基本類型。
非獨(dú)立懸掛與整體式車橋配合使用，主要用在商用車（載貨汽車）或越野汽車的后懸掛。這種懸掛的左右車輪不相互獨(dú)立，當(dāng)一側(cè)車輪因道路不平，相對(duì)車架或車身位置變化的同時(shí)，另一側(cè)車輪也有同樣的變化。
獨(dú)立懸掛與斷開式車橋配合使用，主要用在轎車上。這種懸掛的左右車輪相互獨(dú)立，當(dāng)一側(cè)車輪因道路不平，相對(duì)車架或車身位置變化的同時(shí)，另一側(cè)車輪不受影響。
獨(dú)立懸掛按照結(jié)構(gòu)形式又可分成橫臂式、縱臂式和炷式（麥弗遜式），等等很多。因?yàn)榍?、后懸掛的職能和受力狀況還是有很大的差別的，所以有必要按照前后軸各自分開來解釋。
前懸掛系統(tǒng)：目前轎車的前懸掛主要有雙橫臂式和麥佛遜式(又稱滑柱擺臂式)兩大類。
A、雙橫臂式懸掛是最早用于轎車的結(jié)構(gòu)形式，一般用兩個(gè)不等長的叉形擺臂上下布置，轉(zhuǎn)向節(jié)分別用兩個(gè)球頭銷與兩個(gè)擺臂相連。螺旋彈簧套在筒式減振器外，多安排在下擺臂與車身之間。由于它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大成本高，故應(yīng)用較少。雙橫臂式懸掛由上短下長兩根橫臂連接車輪與車身，兩根橫臂都非真正的桿狀，而是大體上類似英文字母Y或C，這樣的設(shè)計(jì)既是為了增加強(qiáng)度，提高定位精度，也為減振器和彈簧的安裝留出了空間和安裝位置。同時(shí)，下橫臂的長度較長，且與車輪中心大致處于同一水平線上，這樣做的目的是為了在車輪跳動(dòng)導(dǎo)致下橫臂擺動(dòng)時(shí)，不致產(chǎn)生太大的擺動(dòng)角，也就保證了車輪的傾角不會(huì)產(chǎn)生太大變化。這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但經(jīng)久耐用，同時(shí)減振器的負(fù)荷小，壽命長。
B、麥佛遜式(即滑柱擺臂式)懸掛結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，只有下橫臂和減振器-彈簧組兩個(gè)機(jī)構(gòu)連接車輪與車身，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，占用空間小，上下行程長等。缺點(diǎn)是由于減振器和彈簧組充當(dāng)了主銷的角色，使它同時(shí)也承受了地面作用于車輪上的橫向力，因此在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力較大，磨損也就增加了。且當(dāng)急轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于車身側(cè)傾，左右兩車輪也隨之向外側(cè)傾斜，出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向，彈簧越軟這種傾向越大。
后懸掛系統(tǒng) ：轎車后懸掛系統(tǒng)主要有多連桿式和擺臂式兩種等。
A、多連桿懸掛系統(tǒng)：過去的多連桿懸掛由于是在后車軸左右一體化(與中間的差速器剛性連接)的情況下使用的，會(huì)有平順性差等缺點(diǎn)。現(xiàn)在的多連桿懸掛克服了過去多連桿懸掛的很多的不足，得到越來越多的應(yīng)用（尤其是在中高級(jí)轎車上）。不管是成熟的“5連桿”也好，還是最新的“4連桿”也罷，都是為了更好地使車輪能適應(yīng)各種不同的路況，讓車輪的定位不會(huì)因路況和受力變化產(chǎn)生太大擾動(dòng)，因?yàn)橹挥羞@樣才能保證駕駛員的操控意志在車輪上得以充分的體現(xiàn)。另外5連桿懸掛構(gòu)造簡單、重量輕，可以減少懸掛系統(tǒng)占用的空間。個(gè)別的豪華轎車會(huì)應(yīng)用全新的4連桿懸掛系統(tǒng)，會(huì)有更精確的轉(zhuǎn)向控制。
B、擺臂式后懸掛是僅車軸中間的差速器固定，左右半軸在差速器與車輪之間設(shè)萬向節(jié)，并以其為中心擺動(dòng)，車輪與車架之間用Y型下擺臂連接?！癥”的單獨(dú)一端與車輪剛性連接，另外兩個(gè)端點(diǎn)與車架連接并形成轉(zhuǎn)動(dòng)軸。根據(jù)這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸是否與車軸平行，擺臂式懸掛又分為全拖動(dòng)式擺臂和半拖動(dòng)式擺臂，平行的是全拖動(dòng)式，不平行的叫半拖動(dòng)式
汽車空氣懸架的結(jié)構(gòu)及原理
原理：
彈簧的彈性系數(shù)是通過橡膠皮腔中空氣的流量來調(diào)節(jié)的。在短波路面或高速過彎時(shí)，皮腔中的部分氣體會(huì)被鎖定，在皮腔受壓時(shí)，空氣流量減小，令彈簧變硬，以減小車身起伏和提高車身穩(wěn)定性。在普通路面上，所有空氣都可以自由流動(dòng)，皮腔受壓時(shí)，空氣流量加大，從而提供柔軟的彈簧和最大程度的行駛舒適性。?
Maybach 的空氣懸掛中的空氣始終保持6-10個(gè)巴的壓力?？諝鈶覓爝€將傳統(tǒng)的底盤升降技術(shù)融入其中。高速行駛時(shí)，車身高度自動(dòng)降低，從而提高貼地性能確保良好的高速行駛穩(wěn)定性同時(shí)降低風(fēng)阻和油耗。慢速通過顛簸路面時(shí)，底盤自動(dòng)升高，以提高通過性能。
另外，空氣懸掛系統(tǒng)還能自動(dòng)保持車身水平高度，無論空載滿載，車身高度都能恒定不變，這樣在任何載荷情況下，懸掛系統(tǒng)的彈簧行程都保持一定，從而使減震特性基本不會(huì)受到影響。因此即便是滿載情況下，車身也很容易控制。這的確是平臺(tái)技術(shù)的一個(gè)飛躍。
空氣懸掛也并不是最近幾年才研發(fā)的新技術(shù)，它們的基本技術(shù)方案相似，主要包括內(nèi)部裝有壓縮空氣的空氣彈簧和阻尼可變的減震器兩部分。
與傳統(tǒng)鋼制懸掛想比較，空氣懸掛具有很多優(yōu)勢(shì)，最重要的一點(diǎn)就是彈簧的彈性系數(shù)也就是彈簧的軟硬能根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)。例如，高速行駛時(shí)懸掛可以變硬，以提高車身穩(wěn)定性，長時(shí)間低速行駛時(shí)，控制單元會(huì)認(rèn)為正在經(jīng)過顛簸路面，以懸掛變軟來提高減震舒適性。?
另外，車輪受到地面沖擊產(chǎn)生的加速度也是空氣彈簧自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)考慮的參數(shù)之一。例如高速過彎時(shí)，外側(cè)車輪的空氣彈簧和減震器就會(huì)自動(dòng)變硬，以減小車身的側(cè)傾，在緊急制動(dòng)時(shí)電子模塊也會(huì)對(duì)前輪的彈簧和減震器硬度進(jìn)行加強(qiáng)以減小車身的慣性前傾。因此，裝有空氣彈簧的車型比其它汽車擁有更高的操控極限和舒適度。
汽車懸掛系統(tǒng)的工作原理
汽車空氣懸架的結(jié)構(gòu)及原理
車輛在路上行駛時(shí)，車輪經(jīng)過凸凹不平處就會(huì)受到?jīng)_擊力，該力由懸架和車輪懸掛系統(tǒng)傳遞到車身上。汽車懸架的作用就是吸收并化解這個(gè)沖擊力。在轎車上，使用帶有管狀氣囊的空氣彈簧來作為彈性元件。這種空氣彈簧的特點(diǎn)是占用空間小、彈簧行程大。
一、結(jié)構(gòu)
空氣彈簧由下述部件構(gòu)成：上端蓋? 管狀氣囊? 活塞（下端蓋）? 張緊環(huán)。管狀氣囊的結(jié)構(gòu)內(nèi)外保護(hù)層用優(yōu)質(zhì)彈性材料制成，這種材料可滿足各種氣候要求且耐機(jī)油。內(nèi)保護(hù)層密封性非常好，高強(qiáng)度支架吸收空氣彈簧產(chǎn)生的內(nèi)壓力。
二、原理
1、空氣彈簧壓力較小時(shí)的伸長過程：活塞被拉著向上運(yùn)動(dòng)，一部分機(jī)油流過活塞閥，另一部分機(jī)油通過工作腔1內(nèi)的孔流往PDC閥。由于控制壓力（空氣彈簧壓力）及液體流過PDC閥的阻力變小了，因而減振力（阻尼力）就減小了。
2、空氣彈簧壓力較大時(shí)的伸長過程：由于控制壓力（空氣彈簧壓力）及液體流過PDC閥的阻力增大了。大部分液體（取決于控制壓力）必須流過活塞閥，因而減振力（阻尼力）就增大了。
3、空氣彈簧壓力較大時(shí)的壓縮過程：由于控制壓力（空氣彈簧壓力）及液體流過PDC閥的阻力增大了。大部分液體（取決于控制壓力）必須流過底閥，因而減振力（阻尼力）就增大了。
4、空氣彈簧壓力較小時(shí)的壓縮過程：活塞被向下壓，阻尼力由底閥和（在一定程度上）液體流過該閥的阻力所決定?；钊麠U壓出的機(jī)油一部分經(jīng)底閥流入儲(chǔ)油腔，另一部分機(jī)油經(jīng)工作腔1內(nèi)的孔流向PDC閥。由于控制壓力（空氣彈簧壓力）及液體流過PDC閥的阻力變小了，因而減振力（阻尼力）就減小了。
多圖看懂汽車懸架是如何工作的，解開我多年困惑！
懸掛系統(tǒng)存在的意義有二：隔離路面的不平使行駛更舒適；行經(jīng)不平路面時(shí)保持輪胎與路面接觸。而改良懸掛對(duì)“飛車黨”來說只有一個(gè)目的就是改善操控性。
懸掛系統(tǒng)的彈簧以圈狀彈簧最常用，原因是容易制作、性能效率高、價(jià)格低。彈簧在物理學(xué)上的定義就是儲(chǔ)存能量，當(dāng)我們施一固定的力於彈簧，它會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)我們移開施力則彈簧會(huì)有恢復(fù)原狀的趨勢(shì)，但彈簧在回彈時(shí)振蕩的幅度往往會(huì)超過它原來的長度，直到有磨擦阻力的出現(xiàn)才會(huì)減緩彈簧回彈后造成的自由振蕩，這減緩彈簧自由振蕩的工作通常是避震器的任務(wù)。一般的彈簧是所謂的（線性彈簧），也就是彈簧受力時(shí)它的壓縮變形量是遵循物理學(xué)上的（胡克定律）：F=KX，其中F為施力，K為彈力系數(shù)，X則為變形量。舉例來說有一線性彈簧承載40Kg的重物時(shí)會(huì)造成1cm的壓縮，之后每增加40Kg的重物彈簧一定會(huì)增加1cm的壓縮量。事實(shí)上懸掛的彈簧還有其他的壓力存在，即使彈簧完全伸展時(shí)彈簧仍會(huì)受到壓力以便讓彈簧本身固定在車上。在傳統(tǒng)彈簧、吸震筒式的懸掛設(shè)計(jì)上，彈簧扮演支持車身以及吸收不平路面和其它施力對(duì)輪胎所造成的沖擊，而這里所謂的其它施力包含了加速、減速、剎車、轉(zhuǎn)彎等所對(duì)彈簧造成的施力。更重要的是在震動(dòng)的消除過程中要保持輪胎與路面的持續(xù)接觸，維持車子的循跡性。而改善輪胎與路面的接觸是我們改善操控性的首要考慮。 彈簧的最主要功能就是維持車子的舒適性和保持輪胎完全與地面接觸，用錯(cuò)了彈簧會(huì)對(duì)行車品質(zhì)和操控性都造成負(fù)面的影響。試想如果彈簧是完全僵硬的，那懸掛系統(tǒng)也就發(fā)揮不了作用。遇到不平的路面時(shí)車子跳起，輪胎也會(huì)完全離開地面，若這種情況發(fā)生在加速、剎車或轉(zhuǎn)彎時(shí)，車子將會(huì)失去循跡性。如果彈簧很軟，則很容意出現(xiàn)坐底的情況，也就是將懸掛的行程用盡。如在過彎時(shí)發(fā)生坐底情況則可視為彈簧的彈力系數(shù)變成無限大（已無壓縮的空間），車身會(huì)產(chǎn)生立即的重量轉(zhuǎn)移，造成循跡性的喪失。如果這部車有著很長的避震行程，那么或許可以避免坐底情況的發(fā)生，但相對(duì)的車身也會(huì)變得很高，而很高的車身意味著很高的車身重心，車身重心的高低對(duì)操控表現(xiàn)有決定性的影響，所以太軟的避震器會(huì)導(dǎo)致操控上的障礙。如路面是絕對(duì)的平坦，那我們就不需要彈簧和懸掛系統(tǒng)了。如果路面的崎嶇度較大那就需要比較軟的彈簧才能確保輪胎與路面接觸，同時(shí)彈簧的行程也必須增加。彈簧的硬度選擇是要由路面的崎嶇程度來決定，越崎嶇要越軟的彈簧，但要多軟則是個(gè)關(guān)鍵的問題，通常這需要經(jīng)驗(yàn)的累積，也是各車廠及各車隊(duì)的重要課題。一般說來軟的彈簧可以提供較佳的舒適性以及行經(jīng)較崎嶇的路面時(shí)可保持比較好的循跡性。但是在行經(jīng)一般路面時(shí)卻會(huì)造成懸掛系統(tǒng)較大的上下擺動(dòng)，影響操控。而在配備有良好空氣動(dòng)力學(xué)組件的車，軟的彈簧在速度提高時(shí)會(huì)造成車高的變化，造成低速和高速時(shí)不同的操控特性。
瘋狂機(jī)械控第500期 懸架系統(tǒng)是一種由彈簧、減震筒和連桿所構(gòu)成的車用系統(tǒng)，用于連接車輛與車輪。懸架系統(tǒng)使車輛的操控與剎車適合良好的動(dòng)態(tài)安全與駕駛樂趣，并保持車主的舒適性及隔絕適當(dāng)?shù)穆访嬖胍簟椞c震動(dòng)。
在古代埃及就已經(jīng)出現(xiàn)過板式彈簧的蹤跡。古代兵器專家使用彎曲的板式彈簧加強(qiáng)攻城武器，后來在投石器上所使用的板式彈簧更加精密，可以使用好幾年。那時(shí)彈簧不是由金屬制造的，而是使用堅(jiān)硬的樹枝當(dāng)作彈簧，就像制弓一樣的操作。
在19世紀(jì)早期，大部分的英國四輪馬車都配有彈簧，木制彈簧用于輕型馬車的避震，而較大的馬車彈簧則用鋼鐵制造。這些鐵制的彈簧由低碳鋼制成，通常疊放多層成為板式彈簧。
汽車 在早期開發(fā)時(shí)，比作自身提供動(dòng)力推進(jìn)的馬車。但是相對(duì)來講，馬車設(shè)計(jì)是用來低速行駛的，它的懸架并不適用于內(nèi)燃機(jī)引擎所產(chǎn)生的高速行駛。
1903年，德國的Mors 汽車 公司首次將車輛安裝了減震筒。1920年，Leyland 汽車 公司在懸架系統(tǒng)中加入了扭桿裝置。1922年，Lancia Lambda開創(chuàng)先例的使用了獨(dú)立前輪懸架，在1932年以后上市銷售車輛普及了此懸架系統(tǒng)。
懸架剛性（或稱彈簧剛性）是懸架伸縮時(shí)，用來設(shè)定車高或其定位的要素之一。車輛載重大通常會(huì)搭配更硬的懸架來抵銷額外的重量負(fù)載，否則可能在途中（或彈跳時(shí)）壓毀車輛。
一般來說，經(jīng)常裝載大重量的車輛應(yīng)配置較硬的彈簧，其彈簧剛性接近車重的上限值，這樣車輛可以正常的載貨并順利行駛。駕駛空載的貨用卡車可能會(huì)對(duì)乘客不太舒適，這是因?yàn)榕c車重相關(guān)的高彈簧剛性，坐起來減震太硬。
彈簧剛性是一個(gè)比值，用來測(cè)量一個(gè)彈簧在偏斜時(shí)被壓縮或伸展時(shí)的阻抗。按照虎克定律，彈力強(qiáng)度隨著偏斜增加而增加。簡單來講，這個(gè)現(xiàn)象可以由下列公式所述： F=kx
其中，F(xiàn)為彈簧的施力；k為彈簧的剛性；x為靜力平衡時(shí)的位移量。
下面說說五種常用的 汽車 懸架：麥弗遜懸架、雙叉臂懸架、多連桿懸架、扭力梁懸架和整體橋懸架。
麥弗遜式懸架是絞結(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。這種懸架構(gòu)造簡單，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。
對(duì)于很多前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的車輛來說，車頭部分的大部分空間都要用來布置橫放的發(fā)動(dòng)機(jī)以及變速箱，留給懸掛的空間并不大，因此麥弗遜懸掛體積小質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)就會(huì)表現(xiàn)的非常明顯。
雙叉臂懸掛是由兩根長短不等的A字臂和充當(dāng)支柱的減震器所組成的。上下兩根A字臂分別通過球鉸與車輪上的轉(zhuǎn)向節(jié)上下節(jié)臂相連，而串連的減震器和螺旋彈簧則充當(dāng)了支柱和轉(zhuǎn)向主銷的角色，它的上端與副車架相連，下端則和下擺臂相連。上下A臂負(fù)責(zé)吸收轉(zhuǎn)向時(shí)的橫向力，而支柱減震器只負(fù)責(zé)支撐車身重量和控制車輪上下跳動(dòng)。
雙叉臂懸掛可以說是最堅(jiān)固的獨(dú)立懸架。我們都知道，三角形是最穩(wěn)固幾何形狀，雙叉臂懸掛的上下兩根A字臂擁有類似三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不僅擁有足夠的抗扭強(qiáng)度，上下兩根A臂對(duì)橫向力都具有很好的導(dǎo)向作用，另外車輪的四個(gè)定位參數(shù)前后外傾角、前輪前束量、主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角都是精確可調(diào)，可以提升車輛操控性。如果使用在SUV 汽車 上時(shí)，也能夠應(yīng)付極限越野路況下帶來的巨大沖擊。
多連桿獨(dú)立懸掛，可分為多連桿前懸掛和多連桿后懸掛系統(tǒng)。其中前懸掛一般為3連桿或4連桿式獨(dú)立懸掛；后懸掛則一般為4連桿或5連桿式后懸掛系統(tǒng)，其中5連桿式后懸掛應(yīng)用較為廣泛。其五根連桿分別為：主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂，它們分別對(duì)各個(gè)方向產(chǎn)生作用力。
多連桿懸掛能實(shí)現(xiàn)主銷后傾角的最佳位置，大幅度減少來自路面的前后方向力，從而改善加速和制動(dòng)時(shí)的平順性和舒適性，同時(shí)也保證了直線行駛的穩(wěn)定性，因?yàn)橛陕菪龔椈衫旎驂嚎s導(dǎo)致的車輪橫向偏移量很小，不易造成非直線行駛。
不過多連桿懸掛由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、零件多、組裝費(fèi)時(shí)，并且要達(dá)到非獨(dú)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(jié)構(gòu)優(yōu)化上也會(huì)很考究。所以多連桿懸架是以追求優(yōu)異的操控性和行駛舒適性為主要訴求的，而并非適合所有情況。
扭力梁懸架是 汽車 后懸掛裝置類型的一種，在扭力梁式非獨(dú)立懸架上增加一個(gè)平衡桿來使車輪產(chǎn)生傾斜，保持車輛的平穩(wěn)。其工作原理是將非獨(dú)立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端，這樣當(dāng)一邊車輪運(yùn)轉(zhuǎn)跳動(dòng)時(shí)，就會(huì)影響另一側(cè)車輪也作出相應(yīng)的跳動(dòng)，使整個(gè)車身振動(dòng)或傾斜。
取這種懸掛系統(tǒng)的 汽車 一般平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于其構(gòu)造較簡單，承載力大，該懸掛多用于載重 汽車 、普通客車和一些其他特種車輛上?！ ?/p>
整體橋懸掛就是有整體的車橋結(jié)構(gòu)連接兩個(gè)車輪，車橋不能斷開，同一車橋上的兩個(gè)車輪沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋來說，主要還是由差速器殼體、橋管、半軸、軸承等部分組成，而對(duì)于非驅(qū)動(dòng)橋的整體橋來說，其結(jié)構(gòu)更為簡單，且現(xiàn)在多為貨車用。
出于向舒適性和公路性能的妥協(xié)，現(xiàn)在用整體橋懸掛的車型已經(jīng)不多了，但是這并不能抹殺它的實(shí)用性和在越野愛好者心目中的地位，由于整體橋懸掛結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)和改裝，因此那些強(qiáng)調(diào)承載和越野的車型還會(huì)繼續(xù)沿用這種懸掛。
標(biāo)簽： #彈簧
