在常見(jiàn)的集中獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)中,雙叉臂式懸架被公認(rèn)是操控性最出色一種,絕大多數(shù)的性能跑車(chē)乃至于F1賽車(chē)使用的都是雙叉臂的懸架結(jié)構(gòu)。那么下面就帶大家一起了解一下這種最具有運(yùn)" />
歷史及概述:
由于叉臂長(zhǎng)的很像許愿骨,所以得名double wishbone suspension(雙愿骨式懸架)
雙叉臂懸掛也叫做雙A臂懸掛或者雙搖臂懸掛,屬于雙橫臂懸架中的一種,英文名為double wishbone suspension(雙愿骨式懸架),這個(gè)名字據(jù)說(shuō)來(lái)源于西方圣誕節(jié)上一種吃火雞的習(xí)俗,當(dāng)人們開(kāi)始吃的時(shí)候,首先要對(duì)火雞身上一根V字形的骨頭許愿,而這根骨頭就叫許愿骨(Wish bone)。而因?yàn)樵陔p叉臂懸架結(jié)構(gòu)中的A臂或者是V臂和許愿骨的形狀非常相似,故得名雙愿骨(double wishbone)式懸架。
packard 120是首款使用了雙叉臂懸掛的量產(chǎn)車(chē)
雙叉臂懸架最早出現(xiàn)于上世紀(jì)30年代,當(dāng)時(shí)的方程式賽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始使用類(lèi)似雙叉臂的懸掛結(jié)構(gòu),而1935年,來(lái)自美國(guó)底特律的汽車(chē)制造商packard在旗下車(chē)型packard 120上首次使用了雙叉臂懸掛,作為當(dāng)時(shí)豪華汽車(chē)的代表,pachard創(chuàng)造性的在量產(chǎn)車(chē)上首次使用了這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的懸架,從而提升車(chē)輛的操控性能。時(shí)至今日,雙叉臂懸掛仍舊在除了各種性能跑車(chē)、豪華轎車(chē)和大型SUV上廣泛使用。
關(guān)于雙叉臂懸架起源的誤區(qū)
相似的結(jié)構(gòu)讓不少人誤以為雙叉臂懸掛來(lái)源于麥弗遜懸掛(左:麥弗遜;右:雙叉臂)
此前,在網(wǎng)絡(luò)上流傳著一種錯(cuò)誤的說(shuō)法,認(rèn)為雙叉臂懸掛的靈感來(lái)自于麥弗遜懸掛,是由麥弗遜懸掛改進(jìn)得來(lái)的。這個(gè)說(shuō)法的根據(jù)就是雙叉臂懸掛和麥弗遜懸掛都擁有相似的A字形下擺臂和支柱式減震器的結(jié)構(gòu),所不同的是雙叉臂結(jié)構(gòu)在減震器上方還增加了連接車(chē)輪的A臂。不過(guò)在事實(shí)上,雙叉臂懸掛和麥弗遜懸掛并沒(méi)有任何親緣關(guān)系。
為何這么說(shuō)呢?前面我們說(shuō)過(guò),早在上世紀(jì)30年代,雙叉臂懸掛就已經(jīng)開(kāi)始在賽車(chē)運(yùn)動(dòng)上大量使用,而1935年則首次被使用在了量產(chǎn)的商品車(chē)上,而麥弗遜懸掛開(kāi)始研發(fā)的時(shí)間為上世紀(jì)30年代中期,其設(shè)計(jì)靈感則是來(lái)源于飛機(jī)的起落架,而首次出現(xiàn)在商品車(chē)上則是在1949年的福特Vedette上。因?yàn)閺恼Q生的時(shí)間上看,雙叉臂懸掛是早于麥弗遜懸掛的,這就足以說(shuō)明雙叉臂懸掛并不是麥弗遜懸掛的改良品,這也說(shuō)明麥弗遜懸掛和雙叉臂懸掛是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立個(gè)體,它們之間并沒(méi)有血緣關(guān)系。
結(jié)構(gòu)分析:
如圖所示,雙叉臂懸掛是由兩根長(zhǎng)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(guò)球鉸與車(chē)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(xiāo)的角色,它的上端與副車(chē)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(chē)身重量和控制車(chē)輪上下跳動(dòng)。而一般來(lái)說(shuō),雙叉臂懸掛的上下A字臂的長(zhǎng)度是不相等的(上短下長(zhǎng)),這樣就讓車(chē)輪在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)能自動(dòng)改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損。
途銳的前后雙叉臂懸掛結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛性,應(yīng)付極限越野也不在話下
從結(jié)構(gòu)學(xué)上講,雙叉臂懸掛可以說(shuō)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(lèi)似三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不僅擁有足夠的抗扭強(qiáng)度,而且上下兩根A臂對(duì)橫向力都具有很好的導(dǎo)向作用,因此當(dāng)雙叉臂懸掛使用在性能跑車(chē)上時(shí),它可以很好的抑制車(chē)輛在過(guò)彎時(shí)的側(cè)傾,同時(shí),如果使用在SUV上時(shí),它也能夠應(yīng)付極限越野的路況下所帶來(lái)的巨大沖擊。
法拉利F430的雙叉臂懸掛結(jié)構(gòu)
眾所周知,車(chē)輪的四個(gè)定位參數(shù)前后外傾角、前輪前束量、主銷(xiāo)內(nèi)傾角和主銷(xiāo)后傾角對(duì)于車(chē)輛的行駛性能,特別是車(chē)輛操控性能的影響很大。當(dāng)車(chē)輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,這幾個(gè)數(shù)值就會(huì)隨之發(fā)生變化,一旦這幾項(xiàng)參數(shù)變化范圍過(guò)大,就會(huì)加劇車(chē)輪和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的磨損,從而導(dǎo)致車(chē)輛的操控性能大幅降低。而在雙叉臂懸掛結(jié)構(gòu)中,這幾項(xiàng)定位參數(shù)都是精確可調(diào)的,且由于雙叉臂的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)擁有較高的自由度,工程師可以通過(guò)合理安排空間導(dǎo)向桿的鉸接點(diǎn)位置和控制臂長(zhǎng)短,將定位參數(shù)的變化范圍縮小,從而提升了車(chē)輛的整體操控穩(wěn)定性。
奧迪R8使用的也是雙叉臂懸掛
瑪莎拉蒂的GranTuismo也是前后雙叉臂的結(jié)構(gòu)
這也就是說(shuō),只要車(chē)輪定位參數(shù)的變化值較小,就可以使車(chē)輪在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以在較大范圍內(nèi)與地面保持一定角度的垂直狀態(tài),擁有更出色的貼地性能,從而使得車(chē)輛在過(guò)彎時(shí)擁有更出色的輪胎抓地力。因此,時(shí)至今日,前后雙叉臂懸掛仍然是絕大部分性能跑車(chē)懸掛的首選結(jié)構(gòu)。
雙橫臂與雙叉臂的關(guān)系
市面上還有不少家用車(chē)使用了類(lèi)似雙叉臂結(jié)構(gòu)的雙橫臂懸掛,如果按照結(jié)構(gòu)來(lái)分,雙叉臂懸架是雙橫臂懸架中的一種特殊類(lèi)型,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)的本質(zhì)上是相同的,只是雙叉臂的兩根橫臂使用了叉臂或者A臂的形狀。由于需要為支柱減震器預(yù)留足夠運(yùn)動(dòng)的空間,這類(lèi)型的雙橫臂懸掛的上橫臂通常也會(huì)使用叉臂的結(jié)構(gòu),而下橫臂則會(huì)使用L臂或者連桿臂。
這一代的本田思域?qū)鹘y(tǒng)的雙叉臂結(jié)構(gòu)改為雙橫臂結(jié)構(gòu),調(diào)校上更偏向于舒適
馬6的前懸為雙橫臂結(jié)構(gòu)
雙橫臂式懸掛和雙叉臂式懸掛有著許多的共性,只是結(jié)構(gòu)比雙叉臂式簡(jiǎn)單些,也可以稱(chēng)之為簡(jiǎn)化版的雙叉臂式懸掛。同雙叉臂式懸掛一樣雙橫臂式懸掛的橫向剛度也比較大,一般也采用上下不等長(zhǎng)的搖臂設(shè)置。而有的雙橫臂的上下臂不能起到縱向?qū)蜃饔,還需要另加拉桿導(dǎo)向。這種結(jié)構(gòu)較雙叉臂更簡(jiǎn)單的雙橫臂懸掛性能介于麥弗遜懸掛和雙叉臂懸掛之間,擁有不錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)性能,一般使用在A級(jí)或者B級(jí)家用車(chē)上,國(guó)內(nèi)采用雙橫臂式前懸掛的主要有:廣州本田雅閣、一汽轎車(chē)馬自達(dá)6,東風(fēng)本田思域等。
優(yōu)點(diǎn)與不足
法拉利F10的懸掛細(xì)節(jié)
大切諾基上前雙叉臂后整體橋的懸掛結(jié)構(gòu)也是硬派SUV的經(jīng)典搭配
雙叉臂懸掛的優(yōu)點(diǎn)很明顯,首先,對(duì)于定位參數(shù)的精確控制,讓車(chē)輪能夠很好的緊貼地面,較強(qiáng)的橫向剛性又提供了很好的側(cè)向支撐,對(duì)于車(chē)輛的操控性能來(lái)說(shuō),這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性是顯而易見(jiàn)的,它不僅是法拉利,蘭博基尼和瑪莎拉蒂這些超級(jí)跑車(chē)們的首選,甚至是現(xiàn)今的F1賽車(chē)所使用的懸掛結(jié)構(gòu)依舊能看到雙叉臂的影子。而兩根三角形結(jié)構(gòu)的搖臂還擁有出色的抗扭強(qiáng)度和橫向剛性,因此在硬派SUV或者皮卡上也經(jīng)常會(huì)使用雙叉臂的懸掛結(jié)構(gòu),而前雙叉臂后整體橋的結(jié)構(gòu)也是硬派越野SUV的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。像是吉普大切諾基,豐田普拉多和大眾途銳等,前懸都用了雙插臂的懸掛結(jié)構(gòu)。
由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高,且占用空間較大,因此雙叉臂懸掛并不適合經(jīng)濟(jì)性小車(chē)
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