麥弗遜式懸掛系統

簡介

汽車懸掛系統是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連線裝置的總稱，其功能是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力矩，並且緩衝由不平路面傳給車架或車身的衝擊力，並衰減由此引起的震動，以保證汽車平順行駛。外表看似簡單的懸掛系統綜合多種作用力，實際上決定著轎車的穩定性、舒適性和安全性，是汽車十分關鍵的部件之一。

典型的麥弗遜式懸掛

麥弗遜式懸掛系統是一種獨立式的汽車懸掛系統，以結構簡單、成本低廉、舒適性佳的優點而被廣泛運用。麥弗遜式懸掛是當今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一。

歷史

麥弗遜式懸掛是應前置發動機前輪驅動(ff)車型的出現而誕生的。ff車型不僅要求發動機要橫向放置，而且還要增加變速箱、差速器、驅動機構、轉向機，以往的前懸掛空間不得不加以壓縮並大幅刪掉，因此工程師才設計出節省空間、成本低的麥弗遜式懸掛，以符合汽車需求。

麥弗遜（Macphersan）是這套懸掛系統發明者的名字，他是美國伊利諾州人，1891年生。大學畢業後他曾在歐洲搞了多年的航空發動機，並於1924年加入通用汽車公司的工程中心。30年代，通用的雪佛蘭公司想設計一種真正的小型汽車，總設計師就是麥弗遜。他對設計小型轎車非常感興趣，目標是將這種四座轎車的質量控制在0．9噸以內，軸距控制在2．74米以內，設計的關鍵是懸掛。麥弗遜一改當時盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸掛方式，創造性地將減振器和螺旋彈簧組合在一起，裝在前軸上。實踐證明這種懸架形式的構造簡單，占用空間小，而且操縱性很好。後來，麥弗遜跳槽到福特，1950年福特在英國的子公司生產的兩款車，是世界上首次使用麥弗遜懸架的商品車。

實踐證明這種懸掛形式構造簡單，占用空間小，而且操縱性很好。後來麥弗遜跳槽到福特，世界上第一輛裝配麥弗遜式獨立懸架的商品車就誕生在了福特英國公司，以其名字命名的麥弗遜式懸掛也由此誕生。而麥弗遜懸掛也由於構造簡單、性能優越的突出表現，被行家譽為經典的設計。

構造

麥弗遜式獨立懸架在結構上十分簡單。

麥弗遜式懸掛系統

從構成部件來看，它僅由兩大部分構成：支柱式減震器（簡稱：滑柱）和A字型下托臂。與複雜的多連桿式以及占用空間的橫臂式相比，麥弗遜式獨立懸架在結構上已經作了最大化精簡，並且經過半個多世紀的檢驗，其結構充分可靠。

支柱式減震器

麥弗遜式獨立懸架的物理結構為支柱式減震器兼作主銷，承受來自於車身抖動和地面衝擊的上下預應力，轉向節（也可說車輪，因為轉向節作用於車輪）則沿著主銷轉動；此外，其主銷可擺動，特點是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化，且前輪定位變化小，擁有良好的行駛穩定性。

在麥弗遜式獨立懸架中，支柱式減震器除具備減震效果外，還要擔負起支撐車身的作用，所以它的結構必須緊湊且剛度足夠，並且套上螺旋彈簧後還要能減震，而彈簧與減震器一起，構成了一個可以上下運動的滑柱。

A字型下托臂

在麥弗遜懸架結構中，還有一個關鍵部件——A字型下托臂，它的作用是為車輪提供橫向支撐力，並能承受來自前後方向的預應力。車輛在運動過程中，車輪所承受的所有方向的衝擊力量就要靠支柱減震器和A字型下托臂這兩個部件承擔，而這兩個部件的高強度和輕質量也就成為當下最前衛的設計思路，於是就有廠商用空氣減震取代傳統的液壓減震，不過由於成本高昂而難以形成氣候。不過由減震器和A字型下托臂構成的L型麥弗遜懸架還是能為時下流行的小車裝大排量發動機預留充足的空間。

特點

優點

一，懸掛重量輕。懸掛屬於運動部件，運動部件越輕，那么懸掛回響速度和回彈速度就會越快，所以懸掛的減震能力也就越強；而且懸掛質量減輕也意味著彈簧下質量減輕，那么在車身重量一定的情況下，舒適性也越好。麥弗遜式懸掛舒適性上的表現不錯，體積小，特別適合小型車輛（小車多數為FF前置前驅，這樣可以有充足的空間安放發動機，並擴大車內乘坐空間）。

麥弗遜式懸掛系統

二，占用空間小。設計師能在發動機倉布置下更大的發動機，而且發動機的放置方式也能隨心所欲。在中型車上能放下大型發動機，在小型車上也能放下中型發動機，讓各種發動機的匹配更靈活。

缺點

一，結構過於簡單，造成懸掛的剛度有限。由於麥弗遜懸掛的構造為直筒式，只能靠下托臂和減震器支柱來承受強大的車輪衝擊力，對左右方向的衝擊缺乏阻擋力，所以較易發生幾何變形。這種變形體現到駕駛感受上，就是駕駛者會明顯的感覺到車身穩定性較差。無論是轉彎側傾，還是剎車點頭現象，都非常明顯。

二，耐用性不高，減震器容易漏油需要定期更換。

實際套用

麥弗遜式懸掛系統多套用在中小型轎車的前懸掛系統上。雖然麥弗遜式懸掛系統並不是技術含量最高的懸掛系統結構，但它仍是一種經久耐用的獨立懸掛系統，具有很強的道路適應能力。

由於其占用空間小，適合小型車以及大部分中型車使用，在全球汽車市場都有非常廣泛的套用。在國內市場，麥弗遜懸掛也是眾多車型的首選懸掛，其中最新套用麥弗遜前懸掛的車型有上海通用別克新君威、新君越、北京現代ix35、一汽大眾高爾夫6、比亞迪F0等車型。從這我們也能看出麥弗遜懸掛套用的廣泛，微型車、緊湊型車、中級車以及SUV車型上，都能見到麥弗遜懸掛的身影。而德國跑車的代表保時捷911也同樣全系採用麥弗遜懸掛，這足以表現出麥弗遜懸掛套用的廣泛。

衍生產品

由於麥弗遜懸掛先天性的側向支撐不足，由此很多廠家也在儘可能保留麥弗遜懸掛體積小、質量輕的優勢的同時，通過各種調整和變化以加強其側向支撐的能力。由麥弗遜懸掛演變而來的懸掛主要有寶馬1系和3繫上採用的寶馬雙球節減震支柱前懸掛，還有專門針對後懸掛的連桿支柱式懸掛

1.寶馬雙球節減震支柱前懸掛

寶馬在1系和3繫上採用的改良型麥弗遜懸掛，寶馬將其稱為“Double pivot strut type”（寶馬官方中文名稱為雙球節減震支柱懸掛）。與標準的麥弗遜懸掛相比，寶馬將這套懸掛的A字型下擺臂換成了一上一下兩根連桿，兩支點的變化也使得兩根連桿在抑制車輪跳動的過程中互不干涉，將車輪各個定位參數的變化控制在了更小的範圍內，從而提升了由此影響到的車身穩定性。同時，寶馬採用的改良型麥弗遜懸掛也良好的繼承了標準版麥弗遜懸掛體積小、質量輕的優勢。不過雙球節減震支柱前懸與標準麥弗遜懸掛相比也有一些不足，那就是較為複雜的結構使其轉向靈敏度有所下降。

2.連桿支柱式獨立懸掛

連桿支柱是麥弗遜懸掛用在後輪的一種方式，它將麥弗遜懸掛的下A字擺臂換成了兩根橫向連桿以及一根縱向拉桿，這能讓它具有與麥弗遜懸掛相近的操控性能，又有比麥弗遜懸掛更高的連線剛度和相對較好的抗側傾性能。但是同樣也存在麥弗遜懸掛的缺點，就是穩定性不好，轉向側傾還是較大，需要加裝平衡桿來減小轉向側傾。