2024年3月23日发(作者:客运班车查询)

操控性最出色 双叉臂独立悬挂技术解析

在常见的集中独立悬挂结构中,双叉臂式悬架被公认是操控性最出色一种,

绝大多数的性能跑车乃至于F1赛车使用的都是双叉臂的悬架结构。那么下面就

带大家一起了解一下这种最具有运动基因的悬挂形式。

历史及概述:

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『由于叉臂长的很像许愿骨,所以得名double wishbone suspension(双愿骨

式悬架)』

双叉臂悬挂也叫做双A臂悬挂或者双摇臂悬挂,属于双横臂悬架中的一种,

英文名为double wishbone suspension(双愿骨式悬架),这个名字据说来源

于西方圣诞节上一种吃火鸡的习俗,当人们开始吃的时候,首先要对火鸡身上一

根V字形的骨头许愿,而这根骨头就叫许愿骨(Wish bone)。而因为在双叉臂

悬架结构中的A臂或者是V臂和许愿骨的形状非常相似,故得名双愿骨(double

wishbone)式悬架。

『packard 120是首款使用了双叉臂悬挂的量产车』

双叉臂悬架最早出现于上世纪30年代,当时的方程式赛车已经开始使用类似

双叉臂的悬挂结构,而1935年,来自美国底特律的汽车制造商packard在旗下

车型packard 120上首次使用了双叉臂悬挂,作为当时豪华汽车的代表,pachard

创造性的在量产车上首次使用了这种结构复杂的悬架,从而提升车辆的操控性

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能。时至今日,双叉臂悬挂仍旧在除了各种性能跑车、豪华轿车和大型SUV上广

泛使用。

关于双叉臂悬架起源的误区:

『不少人误以为双叉臂悬挂来源于麦弗逊悬挂(左:麦弗逊;右:双叉臂)』

此前,在网络上流传着一种错误的说法,认为双叉臂悬挂的灵感来自于麦弗

逊悬挂,是由麦弗逊悬挂改进得来的。这个说法的根据就是双叉臂悬挂和麦弗逊

悬挂都拥有相似的A字形下摆臂和支柱式减震器的结构,所不同的是双叉臂结构

在减震器上方还增加了连接车轮的A臂。不过在事实上,双叉臂悬挂和麦弗逊悬

挂并没有任何亲缘关系。

为何这么说呢?前面我们说过,早在上世纪30年代,双叉臂悬挂就已经开始

在赛车运动上大量使用,而1935年则首次被使用在了量产的商品车上,而麦弗

逊悬挂开始研发的时间为上世纪30年代中期,其设计灵感则是来源于飞机的起

落架,而首次出现在商品车上则是在1949年的福特Vedette上。因为从诞生的

时间上看,双叉臂悬挂是早于麦弗逊悬挂的,这就足以说明双叉臂悬挂并不是麦

弗逊悬挂的改良品,这也说明麦弗逊悬挂和双叉臂悬挂是两个相对独立个体,它

们之间并没有血缘关系。

如图所示,双叉臂悬挂是由两根长短不等的A字臂和充当支柱的减震器所组成

的。上下两根A字臂分别通过球铰与车轮上的转向节上下节臂相连,而串连的减

震器和螺旋弹簧则充当了支柱和转向主销的角色,它的上端与副车架相连,下端

则和下摆臂相连。上下A臂负责吸收转向时的横向力,而支柱减震器只负责支撑

车身重量和控制车轮上下跳动。而一般来说,双叉臂悬挂的上下A字臂的长度是

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不相等的(上短下长),这样就让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小

轮距变化减小轮胎磨损。

『途锐的前后双叉臂悬挂结构具有足够的强度和刚性,应付极限越野也不在话

下』

从结构学上讲,双叉臂悬挂可以说是最坚固的独立悬架。我们都知道,三角形

是最稳固几何形状,双叉臂悬挂的上下两根A字臂拥有类似三角形的稳定结构,

不仅拥有足够的抗扭强度,而且上下两根A臂对横向力都具有很好的导向作用,

因此当双叉臂悬挂使用在性能跑车上时,它可以很好的抑制车辆在过弯时的侧

倾,同时,如果使用在SUV上时,它也能够应付极限越野的路况下所带来的巨大

冲击。

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『法拉利F430的双叉臂悬挂结构』

众所周知,车轮的四个定位参数前后外倾角、前轮前束量、主销内倾角和主

销后倾角对于车辆的行驶性能,特别是车辆操控性能的影响很大。当车辆在运动

过程中,这几个数值就会随之发生变化,一旦这几项参数变化范围过大,就会加

剧车轮和转向机构的磨损,从而导致车辆的操控性能大幅降低。而在双叉臂悬挂

结构中,这几项定位参数都是精确可调的,且由于双叉臂的结构在设计时拥有较

高的自由度,工程师可以通过合理安排空间导向杆的铰接点位置和控制臂长短,

将定位参数的变化范围缩小,从而提升了车辆的整体操控稳定性。

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『奥迪R8使用的也是双叉臂悬挂』

『玛莎拉蒂的GranTuismo也是前后双叉臂的结构』

这也就是说,只要车轮定位参数的变化值较小,就可以使车轮在运动过程中

可以在较大范围内与地面保持一定角度的垂直状态,拥有更出色的贴地性能,从

而使得车辆在过弯时拥有更出色的轮胎抓地力。因此,时至今日,前后双叉臂悬

挂仍然是绝大部分性能跑车悬挂的首选结构。

市面上还有不少家用车使用了类似双叉臂结构的双横臂悬挂,如果按照结构来

分,双叉臂悬架是双横臂悬架中的一种特殊类型,它们在结构的本质上是相同的,

只是双叉臂的两根横臂使用了叉臂或者A臂的形状。由于需要为支柱减震器预留

足够运动的空间,这类型的双横臂悬挂的上横臂通常也会使用叉臂的结构,而下

横臂则会使用L臂或者连杆臂。

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『这一代的本田思域将传统的双叉臂结构改为双横臂结构,调校上更偏向于舒

适』

『睿翼前悬挂』

双横臂式悬挂和双叉臂式悬挂有着许多的共性,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挂。同双叉臂式悬挂一样双横臂式悬挂的横向

刚度也比较大,一般也采用上下不等长的摇臂设置。而有的双横臂的上下臂不能

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起到纵向导向作用,还需要另加拉杆导向。这种结构较双叉臂更简单的双横臂悬

挂性能介于麦弗逊悬挂和双叉臂悬挂之间,拥有不错的运动性能,一般使用在A

级或者B级家用车上,国内采用双横臂式前悬挂的主要有:广州本田雅阁、一汽

轿车马自达6,东风本田思域等。

优点与不足:

『法拉利F10的悬挂细节』

双叉臂悬挂的优点很明显,首先,对于定位参数的精确控制,让车轮能够很

好的紧贴地面,较强的横向刚性又提供了很好的侧向支撑,对于车辆的操控性能

来说,这种结构的优越性是显而易见的,它不仅是法拉利,兰博基尼和玛莎拉蒂

这些超级跑车们的首选,甚至是现今的F1赛车所使用的悬挂结构依旧能看到双

叉臂的影子。而两根三角形结构的摇臂还拥有出色的抗扭强度和横向刚性,因此

在硬派SUV或者皮卡上也经常会使用双叉臂的悬挂结构,而前双叉臂后整体桥的

结构也是硬派越野SUV的经典结构。像是吉普大切诺基,丰田普拉多和大众途锐

等,前悬都用了双插臂的悬挂结构。

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『由于结构复杂成本高,且占用空间较大,因此双叉臂悬挂并不适合经济性小车』

当然,双叉臂悬挂也有它的缺点,那就是相对于麦弗逊悬挂,它的结构更复

杂,占用空间较大,成本较高,因此并不适用于小型车前悬挂,此外,定位参数

的确定需要精确计算和调校,对于制造商的技术实力要求也比较高。

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悬挂,双叉臂,结构,使用