多图看懂汽车悬架是如何工作的，解开我多年困惑！

【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。