常见的汽车悬架结构解析

随着我国经济形势向上增长，人民生活水平的不断提高，我国的汽车保有量正逐年提升。

有车一族们随着汽车数量的不断攀升，各位有车一族在汽车方面的问题也在增多：什么是汽车悬架？汽车悬架的作用是什么？都有哪些种类？我相信很多人在购买车辆时并不一定会关注到这几个问题，或者一知半解分不清楚不同悬架之间的区别是什么。今天，我来详细的给大家来解析一下。

什么是悬架

汽车悬架是吸收和减缓汽车行驶中的各种摇摆和振动，将车架或承载式车身与车桥或车轮连接起来，并起传动力作用装置的总称。我们可以把汽车悬架想象成安装在车辆车轮上的几根弹簧，通过弹簧的压缩和拉伸来起到减少车辆行驶过程中各种振动、摇摆和颠簸的功能，提高我们的驾乘舒适性。汽车悬架在汽车上分为前悬架和后悬架，其中前悬架指的是将前轮、前车桥和车架（或车身）相连的装置，后悬架则是将后轮、后车桥和车架（或车身）相连的装置。

悬架系统主要由弹性元件、减震器和导向装置等三部分组成，分别起到减震、缓冲和导向作用，共同传递车轮与车架之间的各种力和力矩，控制车身的各种振动。弹性元件用来将车架（或车身）（关于承载式车身与非承载式车身，会在以后的文章中进行详细的讲解）与车桥或车轮弹性连接起来，并承受和传递载荷，缓和冲击。减震器用于衰减振动，提高乘坐舒适性。导向装置用来保证车轮和车架或车身相对位置的变化符合运动规律，并传递力和力矩。下面，让我们通过几张图片来简单的了解一下悬架结构的组成部分：

图1 减震器

图2 弹性元件

图3 导向装置

汽车悬架的作用

在汽车行驶的过程中，悬架既能抵消、减弱路面不平带来的生硬冲击，又能确保车身的横向和纵向稳定性，使车辆在悬架设计的自由行程内时刻都可以保持一个较大范围的动态可控姿态。通俗来讲，悬架就是将车轮与车架（或车身）连接在一起并保证当汽车通过凹凸不平的路面时提供缓冲作用，从而保持乘坐舒适性；保证车辆在固定的角度内活动，使转向稳定的支持系统。因此，汽车的悬架系统是关系到车辆操控和舒适性的重要组成部件之一。它一般具备以下功能：

把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架或承载式车身上，保证汽车正常行驶，即起传递力和力矩的作用。通俗的讲就是将行驶时车轮受到的各种方向的冲击力及驱动轮对于地面所造成的制动力及转向力传递到车身上面。
利用弹性元件和减震器尽可能的缓冲和吸收地面对车轮造成的各种振动，保持行驶中的汽车车身具有良好的姿态，以改善乘坐舒适性。
利用悬架的某些传导构件保持车身和车轮之间正确的运动关系，确保车轮与地面良好的接触。
利用悬架中的辅助弹性元件、横向稳定器，防止车身在转向等行驶情况下发生过大的侧向倾斜。

悬架结构都有哪些

常见的汽车悬架主要分为非独立悬架和独立悬架两大类。

非独立悬架指汽车车轮安装在整体式车桥（注：车桥又称之为车轴，通过悬架与车架或车身相连接，其两端安装车轮。车桥的作用是承受汽车的载荷，维持汽车在道路上的正常行驶。整体式车桥指的是两端车轮由一根空心或实心的整体车轴刚性相连。）两侧，弹性元件将两侧车轮和车桥一起悬挂在车架或车身下面。当路面凹凸不平使一侧车轮相对于车架或车身发生位置变化时，另一侧车轮也随之发生位置变化。

独立悬架与断开式车桥（注：断开式车桥指的是一根整体车轴中部是由活动关节的结构所组成，并不相连，从而两端车轮车轮不相连。）配用，两侧车轮各自独立地通过弹性元件悬挂在车架或车身下面。当一侧车轮相对于车架或车身发生位置变化时，对另一侧车轮几乎不受影响。

图4 非独立悬架和独立悬架示意图

非独立悬架

常见的非独立悬架主要有钢板弹簧式非独立悬架、螺旋弹簧式非独立悬架、扭力梁式非独立悬架、空气弹簧式非独立悬架。其中钢板弹簧式非独立悬架多用于各类货车（含皮卡）及客车上；螺旋弹簧式非独立悬架和扭力梁式非独立悬架多用作轿车、SUV及MPV等乘用车的后悬架；空气弹簧式非独立悬架用于轿车后悬架。

钢板弹簧式非独立悬架

钢板弹簧式非独立悬架是指采用钢板弹簧作为弹性元件且与汽车纵向轴线平行地布置在汽车上的一种悬架。钢板弹簧中部用两个U形螺栓固定在车桥上。

图5 钢板弹簧式悬架构造图（前悬架）

图6 钢板弹簧式悬架构造图（后悬架）

前悬架为钢板弹簧前端用固定铰链连接，后端是滑板式支撑。滑块两侧用侧垫板定位。二片钢板端部插入滑块与限位销之间。第二片钢板后端头弯成直角，以防止车架剧烈跳动时钢板弹簧从支架中滑落。

后悬架为钢板弹簧的前端卷耳用钢板销与前支架相连，是固定铰接支点，起传力和导向作用。后端卷耳通过可在车架上摆动的吊耳后支架相连，是摆动铰接支点。当钢板弹簧变形时，两端卷耳中心距离相应地改变。两端卷耳内有衬套与钢板销配合，销上有径向和轴向油道，从油嘴将润滑脂注入衬套润滑。减震器的两个吊耳内也有橡胶衬套，通过销分别与车架、车桥的支架连接。

螺旋弹簧式非独立悬架

螺旋弹簧式非独立悬架，它通常用做乘用车的后悬架，如图所示。

螺旋弹簧式非独立悬挂主要由螺旋弹簧、减震器、下控制臂、横向扭力杆等几部分组成。

螺旋弹簧上端安装在车身上的对应的弹簧支座中，下端装在下控制臂上。两根上控制臂另一端通过横向扭力杆，以及两根下控制臂均与后桥连接，另一端则均与车身铰接。

图7 螺旋弹簧式悬架构造图

扭力梁式非独立悬架

扭力梁式非独立悬架是通过一根扭力梁来平衡左右车轮的上下跳动，以减少车辆的摇晃，保持车辆的平稳。

扭力梁式后悬架常见于发动机前置前轮驱动的车型。其外观与动作方式类似于拖拽臂式悬架，只是在连接左右车轮的下支架中间以一根粗壮的梁连接，而梁的两侧拖拽臂用于为前后方向定位，整个悬架系统以拖拽臂的前端与车身连接，在梁的上方有用来做为横向定位的连杆，看起来就像H型。

图8 扭力梁式悬架构造图

空气弹簧式非独立悬架

空气弹簧式非独立悬架指的是非独立悬架中的弹性元件采用空气弹簧式的悬架。由压气机、储气筒、高度控制阀、空气弹簧、控制杆、减震器、导向臂、横向稳定杆等组成。当然，一般来说是由油气弹簧、横向推力杆、缓冲块、纵向推力杆等部件组成。油气弹簧上端固定在车架上，下端固定在前轴上。左右两侧各用一根下纵向推力杆装在前轴和纵梁之间。一根上纵向推力杆安装在前轴和纵梁的内侧支架上。上下纵向推力杆构成平行四边形，用来保证车轮上下跳动时，主销后倾角不变。横向推力杆安装在左侧纵梁与前轴右侧的支架上，于两纵梁下方装有缓冲块。

图9 空气弹簧式悬架示意图

独立悬架

独立悬架结构包括车轮沿主销移动式独立悬架、多连杆式独立悬架、拖拽臂式悬架（半独立悬架）、双叉臂式独立悬架、横臂式独立悬架、纵臂式独立悬架等。

车轮沿主销移动式独立悬架

车轮沿主销移动的独立悬架分为两种，一种是车轮沿固定不动的主销轴线移动的烛式悬架，另一种是车轮沿摆动的主销轴线移动的麦弗逊式独立悬架。

这其中，麦弗逊式独立悬架可以看做是烛式悬架的改进升级版。

☛烛式悬架

烛式悬架主销两端刚性地固定在车架上。套管空套在主销上，中部支座安装螺旋弹簧，并固定在转向节上。减震器下端连接转向节，上端连接车架。

图10 烛式悬架构造图

☛麦弗逊式独立悬架

麦弗逊式独立悬架是由减震器、螺旋弹簧、下摆臂、横向稳定杆等组成。减震器与套在它外面的螺旋弹簧合为一体，构成悬架的弹性支柱，上端与车身挠性连接，即支柱可绕支点摆动。支柱的下端与转向节刚性连接。下摆臂的外端通过球头销与转向节的下部连接，内端与车身铰接。车轮所受的侧向力经转向节大部分由下摆臂承受，其余部分有减震器承受。

图11 麦弗逊式悬架构造图

麦弗逊式独立悬架无主销实体，转向轴线是上下支点的连线，一般与减振器轴线重合。车轮上下跳动时，下支点随下摆臂摆动，因而车轮、主销轴线随之摆动，车轮、主销的倾角和轮距都会产生变化。

多连杆式独立悬架

多连杆式独立由三到五根连杆及以上的连接拉杆组成，能够提供多个方向的控制力，使轮胎具有可靠的行驶轨迹。多连杆悬架主要由多跟连杆，减震器和减振弹簧组成。导向装置采用杆件来承受和传递侧向力、垂直力、纵向力，多连杆式独立悬架的主销轴线从下球铰延伸到上面的轴承。

图12 多连杆式独立悬架构造图

拖拽臂式悬架（半独立悬架）

拖拽臂式悬架又称之为半独立悬架，它既有非独立悬架的缺点，也兼有独立悬架的优点，从结构上来看属于非独立悬架，但从悬架性能上来看，这种悬架实现的是具有更高稳定性的全拖式独立悬架的性能，所以被称之为半独立悬架。

拖拽臂式悬架是专为后轮而设计的悬架结构，它的构成非常简单，以粗大的上下摆动式拖臂实现车轮与车身或车架的硬性连接，然后以液压减震器和螺旋弹簧充当软性连接，起到吸震和支撑车身的作用，圆柱形或方形横梁则连接左右车轮。

从拖拽臂式悬架的构造来看，由于左右纵摆臂被横梁所连接，因此悬架结构依旧保持着整体桥式特性。尽管拖拽臂式悬架的结构非常简单，构成部件也非常少，可以分为半拖拽臂式和全拖拽臂式两种类型。

所谓半拖拽臂式，就是指拖臂平行或适当倾斜于车身，拖臂的前端连接车身或者车架，后端连接车轮或者车轴，拖臂可以随减震器和螺旋弹簧实现上下摆动。而全拖拽臂式就是指拖臂安装于车轴上方，连接臂由后向前延伸，通常从拖臂连接端与车轮端会有一个类似于V型的结构出现，这样的结构称之为全拖拽臂式悬架。

图13 拖曳式独立悬架构造图

双叉臂式独立悬架

双叉臂式独立悬架又称之为双A臂式独立悬架，双叉臂式悬架由上下两根不等长的A字形或V字形控制臂以及支柱式液压减震器构成，通常上控制臂短于下控制臂。上控制臂的一端连接着支柱减震器，另一端连接着车身；下控制臂的一端连接着车轮，而另一端则连接着车身。上下控制臂还由一根连接杆相连，这跟连接杆同时也还与车轮相连接。横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量。双叉臂式悬架的诞生和麦弗逊式独立悬架有着紧密的血缘关系，它们的共同点为：下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂构成，液压减震器充当支柱支撑整个车身。不同之处则在于双叉臂式悬架多了一根连接支柱减震器的上控制臂。

图14 双叉臂式独立悬架构造图

横臂式独立悬架

横臂式独立悬架分为单横臂式独立悬架和双横臂式独立悬架。

☛单横臂式独立悬架

单横臂式独立悬架指的是每侧车轮通过一个横臂与车架铰接且车轮只能再汽车横向平面内跳动的悬架。结构上单横臂式独立悬架仅有一个横臂，其内端铰接在车架（车身）或者桥壳上，外端与车轮相连，车身与横臂之间装有弹性元件。半轴套管是断开的，半轴可绕单铰链摆动。弹性元件为螺旋弹簧与可调节车身水平作用的油气弹性元件一起承受、传递垂直力。纵向力由纵向推力杆承受。中间支承用来承受侧向力及部分纵向力。

图15 单横臂式独立悬架示意图

☛双横臂式独立悬架

双横臂式独立悬架相比于单横臂式独立悬架的不同处是由两根横臂组成的悬架系统。双横臂式独立悬架和双叉臂式独立悬架有着许多的共性，只是结构比双叉臂式简单些，也可以称之为简化版的双叉臂式悬架。

图16 双横臂式独立悬架示意图

纵臂式独立悬架

纵臂式独立悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架结构，分为单纵臂式独立悬架和双纵臂式独立悬架两种。

☛单纵臂式独立悬架

单纵臂式独立悬架是指每侧车轮通过一根纵臂与车架铰接，且车轮只能在汽车纵向平面内跳动的悬架。它由一根纵臂、弹性元件、减震器、横向稳定杆等组成。单纵臂式独立悬架的纵臂平行于汽车纵向轴线，断面多为封闭箱形结构件，它的一端用花键与车轮心轴相连。套管内的扭杆弹簧两端分别与套管内的花键套和车架相连。

图17 单纵臂式独立悬架构造图

☛双纵臂式独立悬架

双纵臂式独立悬架是指每侧车轮通过两根纵臂与车架铰接且车轮只能在汽车纵向平面内跳动的悬架。由两根纵臂、弹性元件、减震器、横向稳定杆等组成。讲臂的一端与转向节铰接，一个在上一个再一次，另一端则与另一纵臂刚性连接。纵臂轴的内侧部分有一矩形孔，用来安装片形扭杆弹簧，片形扭杆弹簧的内端用螺钉固定到横梁的中部，两扭杆弹簧又安装在各自的管式横梁内。

图18双纵臂式独立悬架构造图

以上这些就是常见悬挂类型了，接下来我们通过表格的形式对比一下不同悬架之间的不同点：

表1 非独立悬架和独立悬架对比表

表2 非独立悬架特点对比表

表3 独立悬架特点对比表

经过前文的叙述及表格的对比，相信读者朋友们对各种悬架类型的特点有了一定的了解。

说了这么多，有读者该问了，说了那么多，我怎么知道哪款车安装了什么种类的悬架呢？下面聊车君就为大家汇总了2019年我国销量前10的乘用车车型所用悬架类型，给大家对比参考一下：

表4 2019年我国综合销量前十乘用车悬架类型统计表

（数据来源：懂车帝APP）

写在最后

汽车悬架系统对于汽车的作用就好比是人的胳膊和腿带给人的作用一样，是汽车极为重要的组成部分之一，有了它们，汽车才能安全平稳的在路上疾驰。通过今天的介绍，我相信广大网友们也已经对悬架的概念有了一个充分的认识，并且能够分清楚日常我们身边车辆使用的悬架类型，而这，就是我写这篇文章的初衷和心愿。好了，今天的文章就写到这里了，咱们下次再见！

参考文献：

1. 黎亚洲等. 汽车底盘构造与维修图解[M]. 电子工业出版社.

2. 王珺，刘小斌. 汽车构造[M]. 电子工业出版社.

3. 李晓. 汽车底盘构造与维修（第2版）. 人民邮电出版社.