麦弗逊式悬挂

麦弗逊式悬挂（MacPherson Suspension），又称麦弗逊支柱式悬架，是一种独立悬挂，该悬挂具备设计结构简单、质量轻、占用空间小、减振能力较强等优点，但其抗侧倾和抗制动点头的能力却稍显不足，稳定性相对较差。麦弗逊式悬挂命名源自于它的设计者——曾先后在雪佛兰Tahoe、福特汽车公司任职的麦弗逊。

麦弗逊式悬挂是因为前置发动机前轮驱动车型的出现而诞生的。1924年，麦弗逊加入通用汽车公司的工程中心。20世纪30年代，麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬挂方式，创造性地将减震器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。随后，麦弗逊跳槽到福特。1950年，福特的英国子公司正式量产了采用麦弗逊悬挂的商品车。

麦弗逊式悬挂主要由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。其中，螺旋弹簧套在减震器上，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移，以及限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能；而三角形下摆臂则主要负责前轮定位及受力，并起导向作用。

历史沿革

研制背景

麦弗逊式悬挂是因为前置发动机前轮驱动（Front—engine Front—drive，简称FF）车型的出现，而诞生的。FF车型不仅要求发动机要横向放置，而且还要增加变速器、差速器、驱动机构、转向机，以往的前悬挂空间不得不加以压缩并大幅删掉，因此工程师才设计出节省空间、成本低的麦弗逊式悬挂，以符合汽车需求。

研制历程

麦弗逊（Mcphersan），美国伊利诺斯州人，生于1891年。大学毕业后麦弗逊曾在欧洲研发了多年的航空发动机，并于1924年加入通用汽车的工程中心。20世纪30年代，通用的雪弗兰公司想设计一种真正的小型汽车，总设计师就是麦弗逊。

麦弗逊对设计小型轿车非常感兴趣，目标是将这种四座轿车的质量控制在0.9吨以内，轴距控制在2.74米以内，设计的关键是悬挂。麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬挂方式，创造性地将减震器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。实践证明这种悬挂形式构造简单，占用空间小，而且操纵性很好。后来，麦弗逊跳槽到福特，1950年福特在英国的子公司生产的两款车，是世界上首次使用麦弗逊悬挂的商品车。

工作原理

麦弗逊悬挂是最为常见的一种悬挂，主要有三角形下摆臂和减振机构组成。三角形下摆臂与车轮相连，主要承受车轮下端的横向力和纵向力。减振机构的上部与车身相连，下部与三角形下摆臂相连，承担减振和支持车身的任务，同时还要承受车轮上端的横向力。麦弗逊悬挂的减振机构主要由螺旋弹簧、减震器组成；螺旋弹簧套在减震器上，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能上下方向地振动，并可以用减震器的行程长短及松紧来设定悬挂的软硬及性能。

基本结构

麦弗逊式悬挂主要由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。螺旋弹簧套在减震器上，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能上下方向地振动，并可以用减震器的行程长短及松紧来设定悬挂的软硬及性能。

螺旋弹簧

只具备缓冲作用，多用于轿车独立悬挂装置。由于没有减振和传力的功能，还必须设有专门的减震器和导向装置。

减震器

汽车悬架中广泛采用的是内部充有液体的液力式减震器。当汽车车身和车轮振动时，减震器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的黏性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是在伸张行程进行，则把这种减震器称为单向作用式减震器；反之称为双向作用式减震器。后者因减振作用比前者好而得到广泛应用。

根据结构形式不同，减震器分为摇臂式和筒式两种。虽然摇臂式减震器能在比较大的工作压力（10~20MPa）条件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度变化的影响大而遭淘汰。筒式减震器工作压力虽然仅为2.5~5MPa，但是因为工作性能稳定而在现代汽车上得到广泛的应用。筒式减震器又分为单筒式、双筒式和充气筒式三种。普通双筒式减震器性价比较好，但因在连续或高速工作下很容易发生泡沫化现象，使减震器工作时产生空程，导致阻力不连续，不仅影响减振性能，而且可能会引起噪声。双筒充气式减震器具有工作性能稳定、干摩擦阻力小、噪声低、寿命长等优点，并消除了泡沫化、阻力空程和不连续等现象，提高了整车乘坐舒适性和高速操稳性，在乘用车上得到越来越多的应用。

三角形下摆臂

每个三角形下摆臂由两个钢板冲压件焊接而成，下摆臂固定在前副车架上。下摆臂是具有工字形断面的钢锻件，具有较高的刚度。下摆臂的外端通过球头销与转向节相连，内端通过下摆臂衬套和下摆臂支架同车身相连。下摆臂衬套纵向刚度较小，而横向刚度较大，较小的纵向刚度可有效地缓和来自地面的冲击，较大的横向刚度可使前轮定位角的变化控制在最小。下摆臂同车身横梁成饺链连接，内端装有橡胶金属套管式衬套。此外，下摆臂中部的大孔是用来安装横向稳定杆的。在下摆臂外端装有球接插件。为提高与转向节连接的可靠性，球头销尾部有一环槽，通过连接螺栓横穿此槽来锁紧。防尘罩压装在下摆臂上。球座为整体式，球座下端装入一平塞片后铆死。三角形下摆臂既是前轮定位及受力的重要部件，又是前悬架导向部件，且其球头销除了承受垂直和横向载荷外，还起支点作用，使汽车转向时车轮能够转动。

横向稳定杆

横向稳定杆通过两个弹性橡胶圈与副车架接，稳定杆的两端通过连接杆与左、右减震器筒体上的耳环连接。由于纵推力杆同横向稳定杆合成一体，与单独的纵推力杆相比，在纵向也具有弹性，可减小来自路面的冲击，提高了乘坐舒适性。

主要特点

麦弗逊式悬挂的设计特点是结构简单，悬挂质量轻和占用空间小，响应速度和回弹速度就会越快，所以悬挂的减振能力也相对较强。但是也因此麦弗逊式悬挂抗侧倾和制动点头能力弱，稳定性较差。

麦弗逊式悬挂系统的车轮也是沿着主销滑动的悬挂系统，但与烛式悬挂系统不完全相同，它的主销是可以摆动的，麦弗逊式悬挂系统是横臂式与烛式悬挂系统的结合。与双横臂式悬挂系统相比，麦弗逊式悬挂系统的优点是结构紧凑，车轮跳动时前轮定位参数变化小。有良好的操纵稳定性，再加上由于取消了上横臂，给发动机及转向系统的布置带来方便；与烛式悬挂系统相比，它的滑柱受到的侧向力又有了较大的改善。

衍生悬挂

由于麦弗逊悬挂先天性的侧向支撑不足，由此很多厂家也在尽可能保留麦弗逊悬挂体积小、质量轻的优势的同时，通过各种调整和变化以加强其侧向支撑的能力。由麦弗逊悬挂演变而来的悬挂主要有宝马1系和3系上采用的宝马双球节减震支柱前悬挂，还有专门针对后悬挂的连杆支柱式悬挂。

宝马双球节减震支柱前悬挂

麦弗逊悬挂的一种衍生产品，就是宝马在1系和3系上采用的改良型麦弗逊悬挂，宝马将其称为“Double pivot strut type”（宝马官方中文名称为双球节减震支柱悬挂）。与标准的麦弗逊悬挂相比，宝马将这套悬挂的A字型下摆臂换成了一上一下两根连杆，两支点的变化也使得两根连杆在抑制车轮跳动的过程中互不干涉，将车轮各个定位参数的变化控制在了更小的范围内，从而提升了由此影响到的车身稳定性。同时，宝马采用的改良型麦弗逊悬挂也良好的继承了标准版麦弗逊悬挂体积小、质量轻的优势。不过双球节减震支柱前悬与标准麦弗逊悬挂相比也有一些不足，那就是较为复杂的结构使其转向灵敏度有所下降。

连杆支柱式独立悬挂

连杆支柱是麦弗逊悬挂用在后轮的一种方式，连杆支柱式独立悬挂将麦弗逊悬挂的下A字摆臂换成了两根横向连杆以及一根纵向拉杆，这能让连杆支柱式独立悬挂具有与麦弗逊悬挂相近的操控性能，又有比麦弗逊悬挂更高的连接刚度和相对较好的抗侧倾性能。但是同样也存在麦弗逊悬挂的缺点，就是稳定性不好，转向侧倾还是较大，需要加装平衡杆来减小转向侧倾。连杆支柱在一些日韩系车型的后悬挂上面有较多的应用，主要倾向舒适性。

参考资料

【车小白说车】独立悬挂之麦佛逊式悬挂.微信公众平台.2024-03-09

Request Denied.seat.2024-03-16

汽车人物 | 大器晚成，麦弗逊和他的悬架梦想.atc-sh.2024-03-28

简练而实用之选 麦弗逊独立悬挂解析.汽车之家.2024-03-09