在常見的集中獨立懸掛結構中,雙叉臂式懸架被公認是操控性最出色一種,絕大多數的性能跑車乃至于F1賽車使用的都是雙叉臂的懸架結構。那么下面就帶大家一起了解一下這種最具有運" />

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運動的完美拍檔!解析雙叉臂獨立懸掛
2010年8月18日來源:本站編輯
 在常見的集中獨立懸掛結構中,雙叉臂式懸架被公認是操控性最出色一種,絕大多數的性能跑車乃至于F1賽車使用的都是雙叉臂的懸架結構。那么下面就帶大家一起了解一下這種最具有運動基因的懸掛形式。

超跑的完美拍檔 解析雙叉臂獨立懸掛

    歷史及概述:

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由于叉臂長的很像許愿骨,所以得名(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),這個名字據說來源于西方圣誕節上一種吃火雞的習俗,當人們開始吃的時候,首先要對火雞身上一根V字形的骨頭許愿,而這根骨頭就叫許愿骨(Wish bone)。而因為在雙叉臂懸架結構中的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。

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packard 120是首款使用了雙叉臂懸掛的量產車

    雙叉臂懸架最早出現于上世紀30年代,當時的方程式賽車已經開始使用類似雙叉臂的懸掛結構,而1935年,來自美國底特律的汽車制造商packard在旗下車型packard 120上首次使用了雙叉臂懸掛,作為當時豪華汽車的代表,pachard創造性的在量產車上首次使用了這種結構復雜的懸架,從而提升車輛的操控性能。時至今日,雙叉臂懸掛仍舊在除了各種性能跑車、豪華轎車和大型SUV上廣泛使用。

 關于雙叉臂懸架起源的誤區

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相似的結構讓不少人誤以為雙叉臂懸掛來源于麥弗遜懸掛

    此前,在網絡上流傳著一種錯誤的說法,認為雙叉臂懸掛的靈感來自于麥弗遜懸掛,是由麥弗遜懸掛改進得來的。這個說法的根據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構,所不同的是雙叉臂結構在減震器上方還增加了連接車輪的A臂。不過在事實上,雙叉臂懸掛和麥弗遜懸掛并沒有任何親緣關系。

    為何這么說呢?前面我們說過,早在上世紀30年代,雙叉臂懸掛就已經開始在賽車運動上大量使用,而1935年則首次被使用在了量產的商品車上,而麥弗遜懸掛開始研發的時間為上世紀30年代中期,其設計靈感則是來源于飛機的起落架,而首次出現在商品車上則是在1949年的福特Vedette上。因為從誕生的時間上看,雙叉臂懸掛是早于麥弗遜懸掛的,這就足以說明雙叉臂懸掛并不是麥弗遜懸掛的改良品,這也說明麥弗遜懸掛和雙叉臂懸掛是兩個相對獨立個體,它們之間并沒有血緣關系。

[分頁] 雙叉臂懸掛的結構分析

    如下圖所示,雙叉臂懸掛是由兩根長短不等的A字臂和充當支柱的減震器所組成的。上下兩根A字臂分別通過球鉸與車輪上的轉向節上下節臂相連,而串連的減震器和螺旋彈簧則充當了支柱和轉向主銷的角色,它的上端與副車架相連,下端則和下擺臂相連。上下A臂負責吸收轉向時的橫向力,而支柱減震器只負責支撐車身重量和控制車輪上下跳動。而一般來說,雙叉臂懸掛的上下A字臂的長度是不相等的(上短下長),這樣就讓車輪在上下運動時能自動改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損。

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鷗翼跑車奔馳SLS AMG的雙叉臂懸掛結構

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途銳的前后雙叉臂懸掛結構具有足夠的強度和剛性,極限越野也不在話下

    從結構學上講,雙叉臂懸掛可以說是最堅固的獨立懸架。我們都知道,三角形是最穩固幾何形狀,雙叉臂懸掛的上下兩根A字臂擁有類似三角形的穩定結構,不僅擁有足夠的抗扭強度,而且上下兩根A臂對橫向力都具有很好的導向作用,因此當雙叉臂懸掛使用在性能跑車上時,它可以很好的抑制車輛在過彎時的側傾,同時,如果使用在SUV上時,它也能夠應付極限越野的路況下所帶來的巨大沖擊。

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法拉利F430的雙叉臂懸掛結構

    眾所周知,車輪的四個定位參數前后外傾角、前輪前束量、主銷內傾角和主銷后傾角對于車輛的行駛性能,特別是車輛操控性能的影響很大。當車輛在運動過程中,這幾個數值就會隨之發生變化,一旦這幾項參數變化范圍過大,就會加劇車輪和轉向機構的磨損,從而導致車輛的操控性能大幅降低。而在雙叉臂懸掛結構中,這幾項定位參數都是精確可調的,且由于雙叉臂的結構在設計時擁有較高的自由度,工程師可以通過合理安排空間導向桿的鉸接點位置和控制臂長短,將定位參數的變化范圍縮小,從而提升了車輛的整體操控穩定性。

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奧迪R8使用的也是雙叉臂懸掛

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瑪莎拉蒂的GranTuismo也是前后雙叉臂的結構

    這也就是說,只要車輪定位參數的變化值較小,就可以使車輪在運動過程中可以在較大范圍內與地面保持一定角度的垂直狀態,擁有更出色的貼地性能,從而使得車輛在過彎時擁有更出色的輪胎抓地力。因此,時至今日,前后雙叉臂懸掛仍然是絕大部分性能跑車懸掛的首選結構。



[分頁] 雙橫臂與雙叉臂的關系

    市面上還有不少家用車使用了類似雙叉臂結構的雙橫臂懸掛,如果按照結構來分,雙叉臂懸架是雙橫臂懸架中的一種特殊類型,它們在結構的本質上是相同的,只是雙叉臂的兩根橫臂使用了叉臂或者A臂的形狀

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本田思域將傳統的雙叉臂結構改為雙橫臂結構,調校上更偏向于舒適

    由于需要為支柱減震器預留足夠運動的空間,這類型的雙橫臂懸掛的上橫臂通常也會使用叉臂的結構,而下橫臂則會使用L臂或者連桿臂。

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馬6的前懸為雙橫臂結構

    雙橫臂式懸掛和雙叉臂式懸掛有著許多的共性,只是結構比雙叉臂式簡單些,也可以稱之為簡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的搖臂設置。而有的雙橫臂的上下臂不能起到縱向導向作用,還需要另加拉桿導向。這種結構較雙叉臂更簡單的雙橫臂懸掛性能介于麥弗遜懸掛和雙叉臂懸掛之間,擁有不錯的運動性能,一般使用在A級或者B級家用車上,國內采用雙橫臂式前懸掛的主要有:廣州本田雅閣、一汽轎車馬自達6,東風本田思域等。

 優點與不足

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法拉利F10的懸掛細節

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大切諾基上前雙叉臂后整體橋的懸掛結構也是硬派SUV的經典搭配

    雙叉臂懸掛的優點很明顯,首先,對于定位參數的精確控制,讓車輪能夠很好的緊貼地面,較強的橫向剛性又提供了很好的側向支撐,對于車輛的操控性能來說,這種結構的優越性是顯而易見的,它不僅是法拉利,蘭博基尼和瑪莎拉蒂這些超級跑車們的首選,甚至是現今的F1賽車所使用的懸掛結構依舊能看到雙叉臂的影子。而兩根三角形結構的搖臂還擁有出色的抗扭強度和橫向剛性,因此在硬派SUV或者皮卡上也經常會使用雙叉臂的懸掛結構,而前雙叉臂后整體橋的結構也是硬派越野SUV的經典結構。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構。

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由于結構復雜成本高,且占用空間較大,雙叉臂懸掛并不適合經濟性小車

    當然,雙叉臂懸掛也有它的缺點,那就是相對于麥弗遜懸掛,它的結構更復雜,占用空間較大,成本較高,因此并不適用于小型車前懸掛,此外,定位參數的確定需要精確計算和調校,對于制造商的技術實力要求也比較高。

TAGS: | 責任編輯:汽車網 |
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