學(xué)點(diǎn)技術(shù)——麥弗遜獨(dú)立懸掛詳解

　　麥弗遜懸掛(macphersan)，是現(xiàn)在非常常見(jiàn)的一種獨(dú)立懸掛形式，大多應(yīng)用在車(chē)輛的前輪。簡(jiǎn)單地說(shuō)，麥弗遜式懸掛的主要結(jié)構(gòu)即是由螺旋彈簧加上減震器以及A字下擺臂組成，減震器可以避免螺旋彈簧受力時(shí)向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的振動(dòng)，并且可以通過(guò)對(duì)減震器的行程、阻尼以及搭配不同硬度的螺旋彈簧對(duì)懸掛性能進(jìn)行調(diào)校。麥弗遜懸掛最大的特點(diǎn)就是體積比較小，有利于對(duì)比較緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)艙布局。不過(guò)也正是由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)側(cè)向不能提供足夠的支撐力度，因此轉(zhuǎn)向側(cè)傾以及剎車(chē)點(diǎn)頭現(xiàn)象比較明顯。下面就為大家詳細(xì)的介紹一下麥弗遜懸掛的構(gòu)造以及性能表現(xiàn)。

    麥弗遜懸掛的歷史：

　　麥弗遜式懸掛是應(yīng)前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)(ff)車(chē)型的出現(xiàn)而誕生的。ff車(chē)型不僅要求發(fā)動(dòng)機(jī)要橫向放置，而且還要增加變速箱、差速器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)，以往的前懸掛空間不得不加以壓縮并大幅刪掉，因此工程師才設(shè)計(jì)出節(jié)省空間、成本低的麥弗遜式懸掛，以符合汽車(chē)需求。

　　麥弗遜（Macphersan）是這套懸掛系統(tǒng)發(fā)明者的名字，他是美國(guó)伊利諾伊州人，1891年生。大學(xué)畢業(yè)后他曾在歐洲搞了多年的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，并于1924年加入通用汽車(chē)公司的工程中心。30年代，通用的雪佛蘭公司想設(shè)計(jì)一種真正的小型汽車(chē)，總設(shè)計(jì)師就是麥弗遜。他對(duì)設(shè)計(jì)小型轎車(chē)非常感興趣，目標(biāo)是將這種四座轎車(chē)的質(zhì)量控制在0．9噸以?xún)?nèi)，軸距控制在2．74米以?xún)?nèi)，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是懸掛。麥弗遜一改當(dāng)時(shí)盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸掛方式，創(chuàng)造性地將減振器和螺旋彈簧組合在一起，裝在前軸上。實(shí)踐證明這種懸架形式的構(gòu)造簡(jiǎn)單，占用空間小，而且操縱性很好。后來(lái)，麥弗遜跳槽到福特，1950年福特在英國(guó)的子公司生產(chǎn)的兩款車(chē)，是世界上首次使用麥弗遜懸架的商品車(chē)。

　　麥弗遜懸掛的構(gòu)造：

　　麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、A字形下擺臂組成，絕大部分車(chē)型還會(huì)加上橫向穩(wěn)定桿。麥弗遜式獨(dú)立懸架的物理結(jié)構(gòu)為支柱式減震器兼作主銷(xiāo)，承受來(lái)自于車(chē)身抖動(dòng)和地面沖擊的上下預(yù)應(yīng)力，轉(zhuǎn)向節(jié)（也可說(shuō)車(chē)輪，因?yàn)檗D(zhuǎn)向節(jié)作用于車(chē)輪）則沿著主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)；此外，其主銷(xiāo)可擺動(dòng)，特點(diǎn)是主銷(xiāo)位置和前輪定位角隨車(chē)輪的上下跳動(dòng)而變化，且前輪定位變化小，擁有良好的行駛穩(wěn)定性。

　　在麥弗遜式獨(dú)立懸架中，支柱式減震器除具備減震效果外，還要擔(dān)負(fù)起支撐車(chē)身的作用，所以它的結(jié)構(gòu)必須緊湊且剛度足夠，并且套上螺旋彈簧后還要能減震，而彈簧與減震器一起，構(gòu)成了一個(gè)可以上下運(yùn)動(dòng)的滑柱。還有一個(gè)關(guān)鍵部件---A字型下擺臂，它的作用是為車(chē)輪提供橫向支撐力，并能承受來(lái)自前后方向的預(yù)應(yīng)力。車(chē)輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，車(chē)輪所承受的所有方向的沖擊力量就要靠支柱減震器和A字型下托臂這兩個(gè)部件承擔(dān)。

　　麥弗遜懸掛的優(yōu)缺點(diǎn)：

　　從上面的構(gòu)造圖可以看出，麥弗遜懸掛的構(gòu)造其實(shí)非常簡(jiǎn)單，而這種簡(jiǎn)單帶來(lái)的最大好處就是其質(zhì)量很輕，并且體積很小，對(duì)于很多前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛來(lái)說(shuō)，車(chē)頭部分的大部分空間都要用來(lái)布置橫置的發(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。

　　而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單也是麥弗遜懸掛最大的軟肋。與雙叉臂以及多連桿懸掛相比，由于減震器和螺旋彈簧都是對(duì)車(chē)輛上下的晃動(dòng)起到支撐和緩沖，因此對(duì)于側(cè)向的力量沒(méi)有提供足夠的支撐力度。這樣就使得車(chē)輛在轉(zhuǎn)向的時(shí)候車(chē)身有比較明顯的側(cè)傾，并且在剎車(chē)的時(shí)候有比較明顯的點(diǎn)頭現(xiàn)象。很多采用麥弗遜懸掛的小型車(chē)為了控制成本，也只能將這樣的缺陷保留。雖然通過(guò)增加防傾桿能減小車(chē)輛側(cè)傾，但是卻不能根治這種情況。不過(guò)象寶馬M3，保時(shí)捷911這樣的高性能車(chē)型上，通過(guò)調(diào)整彈性元件以及增加拉桿等調(diào)校，麥弗遜懸掛也一樣可以變得非常強(qiáng)悍，但這也背離了麥弗遜懸掛體積小，質(zhì)量輕，成本低的特點(diǎn)。