麥弗遜式獨立懸架是汽車(chē)安全結構的重要組成部分,一直以來(lái),汽車(chē)的行駛操控性和舒適性與底盤(pán)結構中的懸掛系統息息相關(guān),而懸掛結構的簡(jiǎn)單與復雜也直接決定著(zhù)汽車(chē)制造成本的高低。麥弗遜式獨立懸架是眾多懸掛系統中的一種,它以結構簡(jiǎn)單、成本低廉、舒適性尚可的優(yōu)點(diǎn)贏(yíng)得了廣泛的市場(chǎng)應用。

中文名

麥弗遜式獨立懸架

外文名

Mcpherson

國籍

美國

首次使用

1950年

本質(zhì)

汽車(chē)安全結構的重要組成部分

特點(diǎn)

結構簡(jiǎn)單、成本低廉

發(fā)展歷程

在人體構造中,骨頭與骨頭間往往都由軟組織相連接,它能夠起緩沖保護骨頭的作用,并隔絕多余的振動(dòng)以免傳遞到大腦損壞腦細胞。在汽車(chē)的組成結構中,懸掛系統的作用正好與人體構造中的軟組織相同,懸掛系統就是指由車(chē)身與輪胎間的彈性元件、減振器和傳力裝置三部分構成的整個(gè)支撐系統,這三個(gè)構成部分各自負責緩沖、減振和受力傳遞。懸掛系統的具體職責是支撐車(chē)身,過(guò)濾掉路面多余的抖動(dòng),為駕乘人員提供一個(gè)平穩舒適的乘坐環(huán)境。

保時(shí)捷911也采用麥弗遜式前懸掛

發(fā)展至今,懸掛系統已形成獨立、半獨立以及非獨立三大類(lèi)型。在現代轎車(chē)中,大都采用獨立式懸架,按結構形式不同,獨立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式等。而在眾多種類(lèi)的獨立懸架中,麥弗遜式又以結構簡(jiǎn)單、成本低廉、舒適性尚可的優(yōu)點(diǎn)而被最為廣泛地運用。自發(fā)明之日起,麥弗遜式獨立懸架一直沿用至今,不過(guò)其結構已發(fā)展成為如今可以帶橫向穩定桿甚至副車(chē)架的復雜系統。這種懸架之所以能得到廣泛的應用,原因就在于它的結構非常緊湊,占用空間不大,并且制造成本也不高。從耳熟能詳的微型代步工具奧托到追求速度和操控極限的寶馬M3、保時(shí)捷911,無(wú)一例外地都在前懸采用了這種結構簡(jiǎn)單、延伸性好的懸掛系統,只是為了適應各自不同的市場(chǎng)定位和產(chǎn)品訴求,在彈簧阻尼系數調校和結構匹配上各自有所不同。

『典型的麥弗遜式懸掛』

麥弗遜式獨立懸架的車(chē)輪也是沿著(zhù)主銷(xiāo)滑動(dòng)的懸架,但與燭式懸架不完全相同,它的主銷(xiāo)是可以擺動(dòng)的,麥弗遜式懸架是擺臂式與燭式懸架的結合。與雙橫臂式懸架相比,麥弗遜式懸架的優(yōu)點(diǎn)是:結構緊湊,車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)前輪定位參數變化小,有良好的操縱穩定性,加上由于取消了上橫臂,給發(fā)動(dòng)機及轉向系統的布置帶來(lái)方便;與燭式懸架相比,它的滑柱受到的側向力又有了較大的改善。麥弗遜式懸架多應用在中小型轎車(chē)的前懸架上,保時(shí)捷911、國產(chǎn)奧迪、桑塔納、夏利、富康等轎車(chē)的前懸架均為麥弗遜式獨立懸架。雖然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量最高的懸架結構,但它仍是一種經(jīng)久耐用的獨立懸架,具有很強的道路適應能力。

麥弗遜式獨立懸架

關(guān)于麥弗遜懸架,車(chē)壇歷史上還有這么一段記載。麥弗遜(Mcpherson)是美國伊利諾斯州人,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,并于1924年加入了通用汽車(chē)公司的工程中心。30年代,通用的雪佛蘭分部想設計一種真正的小型汽車(chē),總設計師就是麥弗遜。他對設計小型轎車(chē)非常感興趣,目標是將這種四座轎車(chē)的質(zhì)量控制在0.9噸以?xún)龋S距控制在2.74米以?xún)龋O計的關(guān)鍵是懸架。麥弗遜一改當時(shí)盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸架方式,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)。麥弗遜懸架

由于構造簡(jiǎn)單,性能優(yōu)越的緣故,被行家譽(yù)為經(jīng)典的設計。

麥弗遜式懸掛是當今世界用的最廣泛的轎車(chē)前懸掛之一。麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成,絕大部分車(chē)型還會(huì )加上橫向穩定桿。主要結構簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是螺旋彈簧套在減震器上組成,減震器可以避免螺旋彈簧受力時(shí)向前、后、左、右偏移的現象,限制彈簧只能作上下方向的振動(dòng),并可以用減震器的行程長(cháng)短及松緊,來(lái)設定懸掛的軟硬及性能。麥弗遜式懸掛結構簡(jiǎn)單所以它輕量、響應速度快。并且在一個(gè)下?lián)u臂和支柱的幾何結構下能自動(dòng)調整車(chē)輪外傾角,讓其能在過(guò)彎時(shí)自適應路面,讓輪胎的接地面積最大化,雖然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量很高的懸架結構,但麥弗遜式懸掛在行車(chē)舒適性上的表現還是令人滿(mǎn)意,不過(guò)由于其構造為直筒式,對左右方向的沖擊缺乏阻擋力,抗剎車(chē)點(diǎn)頭作用較差,懸掛剛度較弱,穩定性差,轉彎側傾明顯。

構造原理

圖 麥弗遜式前獨立懸架

如圖所示為捷達轎車(chē)的麥弗遜式前獨立懸架。筒式減振器7為滑動(dòng)立柱,橫擺臂12的內端通過(guò)鉸鏈10與車(chē)身相連,其外端通過(guò)球鉸鏈15與轉向節8相連。減振器的上端通過(guò)帶軸承的隔振塊總成2(可看做減振器的上鉸鏈點(diǎn))與車(chē)身相連,減振器的下端與轉向節相連。車(chē)輪所受的側向力通過(guò)轉向節大部分由橫擺臂承受,其余部分由減振器活塞和活塞桿承受。因此,這種結構形式較燭式懸架在一定程度上減少了滑動(dòng)摩擦和磨損。

筒式減振器上鉸鏈的中心與橫擺臂外端的球鉸鏈中心的連線(xiàn)為主銷(xiāo)軸線(xiàn)。此結構也為無(wú)主銷(xiāo)結構。當車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí),因減振器的 下支點(diǎn)隨橫擺臂擺動(dòng),故主銷(xiāo)軸線(xiàn)的角度是變化的。這說(shuō)明車(chē)輪是沿著(zhù)擺動(dòng)的主銷(xiāo)軸線(xiàn)而運動(dòng)。因此,這種懸架在變形時(shí),使得主銷(xiāo)的定位角和輪距都有些變化。然而如果適當地調整桿系的布置,可使車(chē)輪的這些定位參數變化極小。

優(yōu)缺點(diǎn)

主要優(yōu)點(diǎn)

汽車(chē)麥弗遜式懸架

麥弗遜懸掛擁有良好的響應性和操控性,而且結構簡(jiǎn)單,占用空間小,成本低,重量輕,適合布置大型發(fā)動(dòng)機以及裝配在小型車(chē)身上。其他優(yōu)點(diǎn)

汽車(chē)麥弗遜式懸架

麥弗遜式懸架的其他優(yōu)點(diǎn)是:

a. 由于具有較大的有效距離C,作用在車(chē)身連接點(diǎn)E和D處的力較小;

b. 點(diǎn)G和N之間只有很小的距離D;

c. 彈簧行程大;

d. 省去了三處支承;

e. 易于構造前部車(chē)底板形狀。

缺點(diǎn)

行駛在不平路面時(shí),車(chē)輪容易自動(dòng)轉向,故駕駛者必須用力保持方向盤(pán)的方向,當受到劇烈沖擊時(shí),滑柱易造成彎曲,因而影響轉向性能。穩定性差,抗側傾和制動(dòng)點(diǎn)頭能力弱,增加穩定桿以后有所緩解但無(wú)法從根本上解決問(wèn)題,耐用性不高,減震器容易漏油需要定期更換。