麦弗逊前悬挂是前驱车最常见的悬挂,在一些后驱车上也被使用。由于其结构简单、悬挂跳动时各定位参数变化小,稳定性好,所以被广泛应用,从微面到3系、C级,从奥拓到天籁,应用范围几乎涵盖了AO级到B级的范围。但是由于其侧向支撑力不足、刹车点头幅度大的缺点,更大更重的C级、D级、SUV、越野车和一部分B级都不使用麦弗逊前悬挂。
从结构上说,麦弗逊悬挂非常简单,就是由一个减震器立柱和一个三角形的下控制臂形成的立体三角形结构。
麦弗逊前悬挂的转向动作:
下面我们先来看一下麦弗逊悬挂的转向,麦弗逊式悬挂的转向节点分别位于减震器支座和下控制臂顶端,在转向时前轮的转向节和减震器立柱一同旋转。从动态图上可以看到在转向的时候车身还会有一些摆动,说明转向时车轮的轮距发生了变化。
为了保证转向点位于轮胎中心、车辆的直线行驶稳定性和转向自动回正功能,麦弗逊前悬挂的减震器立柱(主销)并非垂直设计,而是带有一定内倾和后倾角度。内倾角保证了转向轴心为轮胎中心,后倾则保证了直线行驶的稳定性,在遇到颠簸时减震器的受力角度也更合理。而转向自动回正则由二者共同作用形成,倾角越大回正力度越大,相对的转向所需的力度也越大。
麦弗逊前悬挂减震动作:
麦弗逊悬挂的弹簧和减震器为内外套结构,弹簧在减震器外,二者倾角略有不同,弹簧倾角略大于减震器,并非同心安装,这主要是考虑到空间问题,外直径越大、弹簧力矩越大、弹簧弹力越小、感觉更柔软,像天籁这样追求舒适的轿车比较喜欢选用,但是大外径弹簧占用空间多,前驱车机舱体积本来就大所以只能倾斜安装避免挤占机舱。
对于麦弗逊悬挂侧向支撑力不足、减震器支柱受一些侧向剪切力的影响的问题,早先的前驱车采用左右等长的驱动轴可以帮助悬挂分担一部分侧向力。从结构上看,驱动轴兼顾了一部分上控制臂的作用,使前悬挂形成了一个类似双横臂的结构。
但是目前很多前驱车采用非对称驱动轴,左面的驱动轴短、右面的驱动轴长,这种结构是否具备上述功能有待考证。
上图中可以看到天籁前悬挂的下控制臂由铝材制作,活动的球形节有橡胶衬套隔绝震动。转向横拉杆位于车轮后部。
从动态图中可以看到前悬挂转向和应对路面颠簸时的表现,我们选择了铺装较好的柏油路和质量较差的水泥路进行测试。天籁的悬挂属于比较软、应对路面颠簸较好的类型,可以看到在柏油路上行驶悬挂振动幅度小,车身平稳。在水泥路面虽然车轮跳动变得剧烈,但是车身依然比较平稳,画面没什么抖动。