双叉臂式独立悬架的发展历史

双叉臂式独立悬架的发展历史

双叉臂式独立悬架有一个有趣的名字——双愿骨式悬架（Double wish bone）。据说这个有趣的名字来源于西方圣诞节上人们喜欢吃的一种火鸡的骨头，当人们开始吃的时候要对火鸡身上一根类似V字形的骨头许愿，而这根骨头就叫愿骨（Wish bone）。因为在双叉臂悬架结构中有两根“愿骨”，故得名双愿骨式悬架。
双叉臂式悬架的诞生和麦弗逊式悬架有着紧密的血缘关系，它们的共同点为：下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂构成，液压减震器充当支柱支撑整个车身。不同处则在于双叉臂式悬架多了一根连接支柱减震器的上控制臂，这样一来有效增强了悬架整体的可靠性和稳定性。
从结构上来看，麦弗逊悬架只有一根下控制臂和一根支柱式减震器，结构上的最简单化使它的组成部件通常要一专多能。例如支柱减震器需充当转向主销，除要承受车辆本身的重量外，还要应对来自于路面的抖动和冲击。如果车辆在运动中，一侧的麦弗逊悬架受到惯性压缩，那么车轮的外倾角变化将增大，于是悬架越是压缩得厉害，这种形变就越是难以得到控制。所以麦弗逊悬架的应用范围多为小型或中型轿车，车型级别再往上走，结构简单的麦弗逊悬架便会有些力不从心了。
要改善麦弗逊悬架“脆弱”的特点，就有必要在悬架的组成结构上进行调整。由于麦弗逊悬架只有下控制臂和支柱减震器两个连接部件，这样一来就形成了一个“L”形的结构，如果能在“L”形顶端再增加一根控制臂，那么悬架的结构将得到加强。于是通过对麦弗逊悬架植入上控制臂，双叉臂式悬架结构便应运而生。双叉臂悬架相对麦弗逊悬架在物理学特性上的改变显而易见：当一侧悬架因惯性收缩时，车轮的外倾角变化也相对较小，不过车轮外倾角的变化大小还可以通过改变上下控制臂的相对长度来改善。因此，工程师在设计和匹配双叉臂悬架时自由度更大，更能针对汽车的某一种特性如运动或舒适性作出最为合理的调校。
事实上，在车辆的底盘设计之初，设计师便开始考虑如何在底盘上布置复杂的悬架结构，给车辆带来更好的操控性或更平稳的舒适性。为了使车轮能随时随地贴合地面，达到运动性和乘坐舒适性的统一，设计师往往会采用双叉臂悬架结构，增加减震器阻尼和螺旋弹簧的硬度也是应对措施之一。在这点上，麦弗逊悬架会因为控制臂的单薄而使车轮外倾角增大，同时使车胎内侧负荷增大而加剧磨损。
由于传统的双叉臂悬架采用单导向结构，即上下控制臂与支柱减震器相连，实现对车轮上下运动方向的控制，转向拉杆和主销相连完成对车轮左右方向的控制。由此看来，减震和转向是由两个独立机构控制，但两个机构都只具备单导向性。随着悬架结构的不断优化改进，目前双叉臂悬架已衍生出可同时负责车轮转向和上下抖动的双向控制结构。在标致407上，前悬采用了名为“独立轴颈双叉前轮系统”的双向控制改进型双叉臂悬架。改进的悬架用转向节和转向节支架取代了只用上下控制臂来对车轮进行约束的状况，车轮转向通过安装在转向节支架间的转向节铰链完成。在带转向机构的前悬中，转向节支架连接着转向节球形铰链、稳定杆、液压减震器以及上下臂。车轮的跳动和转向分别由这两个新部件负责，新结构使每个零件承受的力较传统双叉臂要小很多，可靠性提高不少。此外动态效能也大为改善，新型双叉臂悬架获得了较小的主销倾角和外倾角，同时方向盘自动回正效果更明显。