浅析双叉臂悬架的优点和缺点

双叉臂悬架(注*:双叉臂是狭义定义,另,这里不含转向拉杆。)

  1. 双A臂:摆臂分为上下两个“A”形臂,内侧四个衬套,外侧两个球铰与转向节 / 轮节连接,例如法拉利前悬;
  2. 三球铰双叉 I:上摆臂为“A”形臂,下摆臂分体,两根摆臂虚铰,内侧四个衬套,外侧三个球铰与转向节 / 轮节连接,例如奥迪,奔驰等前悬;
  3. 三球铰双叉 II:上摆臂分体,两根摆臂相互球铰与转向节上一点,下摆臂为“A”形臂,内侧四个衬套,外侧三个球铰与转向节 / 轮节连接,例如奥迪概念车,目前没见过实车;
  4. 四球铰双叉:上下摆臂分体,各两根摆臂虚铰,内侧四个衬套,外侧四个球铰与转向节 / 轮节连接,例如奥迪新A8前悬,车子很少;
  5. 异种等效双叉臂:多连杆式的解耦双叉,放在多连杆里。

    双叉臂悬架的优缺点

1.双A臂

2024121602200080
Figure.7 Ferrari 458 前悬

优点:

轮外倾特性佳:K特性,侧倾时轮胎与地面接触佳,运动驾驶时前轮摩擦环近似最优解;

柔度权重低:C特性,双A臂柔度少,悬架的控制性能佳;

容易设计:都是三角臂,自由度有限,轮心运动可以直接脑补;

杠杆比较高:像458这样,杠杆比已经很高了;

布置潜力极大:推杆,拉杆都能布,转向拉杆外点一二三四象都可以;

力分布均匀:力有四个点分到副车架 / 白车身上,横向刚度也好,以上双A臂简直就是赛车工程师之友。

缺点:

空间占用:上臂倾占横向空间大;

主销不可变:没有虚铰,理论上更适合悬架行程小的车。

2024121602200181
Figure.8 双A臂 + Pushrod 推杆
2024121602200217
Figure.9 Pushrod / Pullrod Comparison,推杆与拉杆的对比

2.三球铰双叉 I

2024121602195860
Figure.10 奔驰E300前悬

优点:

轮外倾特性佳:K特性,侧倾时轮胎与地面接触佳,运动驾驶时前轮摩擦环近似最优解;

力分布均匀:力有四个点分到副车架 / 白车身上,横向刚度好。

主销可变:两个下摆臂有虚铰,虚拟主销可以调整,更适合悬架行程长一些的乘用车。

抗点头强:下摆臂分体后,可以做更多抗点头,同样布在后轴可以做更多抗沉头(Anti-squat)

适合平台化:可以适配各类别车型,sedan、sports sedan、SUV等,甚至悬架硬点(Hardpoints)都不需要改;

缺点:

空间占用:上臂倾占空间大;

成本高:一般乘用车中,这类前悬最贵了。

3.三球铰双叉 II

2024121602195826
Figure.11 Audi Aicon Rear Suspension,奥迪Aicon概念车后悬

优缺点暂不明,奥迪的想法是前后悬零部件共用,前悬的摆臂,转向节,弹簧减震总成调个个就能用在后悬上,带四轮转向,内部刹车碟,有点迷。

下摆臂用“A”形估计还是为了布减震器,转向节形状和法拉利做的很像。

4.四球铰双叉

2024121602195938
Figure.12 Audi New A8 Front Suspension,新奥迪A8前悬

优点:

轮外倾特性佳:K特性,侧倾时轮胎与地面接触佳,运动驾驶时前轮摩擦环近似最优解;

力分布均匀:力有四个点分到副车架 / 白车身上,横向刚度好;

全虚主销:上下都有虚铰,虚拟主销可以整体向外推,可以根据需求进行最佳优化调整,优化转向性能,降低Spindle Length,同时主销内倾小(Kingpin Inclination),能够做成操稳很好的轨道车;

抗点头强:下摆臂分体后,可以做更多抗点头,同样布在后轴可以做更多抗沉头(Anti-squat)。

缺点:

相对难设计:全虚主销怎么变,如何满足各种工况下的性能目标,是难点,目前接触到的就新A8 (以及老A4?)在用,奔驰没有,或许认为没必要再加这成本;

空间占用:上臂倾占空间大;

成本高:乘用车中,此前悬最贵了。

文章来源知乎:D仔的汽油头,我们志在传播汽车底盘相关知识,商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处,如有侵权,请联系小编删除,感谢您对”ATC汽车底盘”的支持
(0)
胡朝桓的头像胡朝桓编辑
上一篇 2024-12-16 10:18
下一篇 2024-12-16 10:41

相关推荐

发表回复

登录后才能评论
返回顶部