麦弗逊式悬架优点（麦弗逊悬架强在哪）

写在前面

上一集里讲了所有悬架的公理，即“5个约束和1个自由度“，好几个诺粉提问：应该是限制了4个，留了2个自由度吧？因为轮子是可以旋转的。

这个问题只有看了帖又仔细思考的诺粉才会提出来。其实这里混淆了概念，我们讨论悬架自由度时，对象是车轮支架，也就是车轮背后那个不会转的架子（下图中的蓝色部件），它连接各个拉杆，车轮轴承就是装在它上面的。这个玩意如果能转的话，悬架杆子就拧成麻花了。因此请坚定地记住“约束5个自由度，只留1个上下跳动“。

理解了约束和自由度，你对悬架家族的认知就将告别“麦弗逊、多连杆、双叉臂…”这种单纯的结构分类，开始从名词层面进入物理层面了。

图：宝马3系前悬架结构图

麦弗逊悬架的结构

麦弗逊悬架的诸多优点，使它在60多年来仍保持了惊人的出场率，并在新技术的帮助下持续演进。

上到宝马M3、保时捷911，下到五菱之光面包车，都可以见到它的身影，不难解释为什么有人说它NB，也有人说它低劣，完全取决于如何断章取义。

这么经典的东西备受冤屈，实在看不下去。在这一集里，诺诺将继续白话技术，深入浅出地聊汽车技术。

图：悬架家谱（诺诺V1.0版）

这是一张诺诺总结绘制的悬架家谱，你在任何教科书和网络上一定没见过（略弯的连杆为转向拉杆，看不清的话可以单击图片放大）。

其实，前独立悬架就这两大流派，各自遵循了悬架的核心公理而不断演进，并都朝着连杆化的趋势发展。至于大家朗朗上口的“多连杆悬架”，究其本质，就是双叉臂演化而来的，我们只要把这两大家族的元老——A1（经典麦弗逊）和B1（经典双叉臂）说清楚了，其他悬架类型就可以几句话说明白了。

经典麦弗逊悬架最大的特征就是，下部有A字托臂（简称“A臂“）来控制车轮跳动，减振器上端自由连接车身，同时起导向作用。如下图所示，由于减振器兼顾了导向作用，约束了两个自由度，因此省了两根控制臂！

图释：经典麦弗逊悬架示意图（奥迪A3）

下图是麦弗逊悬架的简化示意图，工程师可以利用这个视角的简化图，做很多基础的分析和计算。

图：麦弗逊悬架遇到单侧起伏路面时

图：减振器对外倾角的约束（弹簧未画）

上图就很形象地说明，车轮为什么不能出现蓝色箭头方向的摇摆，因为减振器把这个自由度“锁住”了。因此减振器必须设计得足够强壮，否则在巨大的侧向力下，会“弯掉”的（黄色箭头处）。麦弗逊悬架的汽车在车轮处发生侧撞时，减振器几乎逢撞必弯，就是这个道理。

同样的原理，减振器还约束了车轮滚动方向的悬架自由度，我就不画插图了，粉丝们略加思索即可了解。

总之，敢跟麦弗逊混的减振器，必须是专门设计的皮实货，不但能减震，还能扛得住剪切力和弯矩。活塞杆在各个角度的弯折力下，丝毫不影响减振筒顺畅抽插，内外油封的技术和耐久度也必须过硬。看，两根连杆省下来的成本，一部分去了减振器，另外的去了开发和调校（如果真心要调校好的话）。

麦弗逊悬架强在哪？

终于把麦弗逊悬架的结构说清楚了，既然这个悬架这么牛，优势必须够多：

1）最大特点就是简单，只需要两个主要部件（作为滑柱的减振器 A臂），零件少，所以可靠性高。这是麦弗逊悬架与生俱来的优势。

2）同样也是因为零件少，整个悬架的跳动部分就更轻，就更有利于驾控制。如果说下图的多连杆悬架有5根控制臂跟着轮子一起跳，那么麦弗逊悬架就只有2根（1根A臂 1根转向拉杆）。除此之外，图中还多出一根粗大的“脊梁骨”，用于连接所有连杆（下图6号零件）。仅在这一点上，如果多连杆悬架还敢用铁材质，那就已经输给麦弗逊了。

图：奥迪的多连杆悬架示意图

大家是不是瞬间明了，为什么多连杆前悬架基本都是铝制的了吧？都是被麦弗逊逼的啊！而麦弗逊悬架呢，用铁没问题，用铝就更好。就跟AK47步枪一样，远不如M4A1精贵，但它赢在设计，照样世界名枪。

这个跳动部分的重量有个专业术语，叫“簧下质量”，它越轻，对提升操控和安全就越有利，以后再跟大家详聊为什么。

3）空间紧凑，尤其是悬架上部占用空间少。节约出来的机舱空间允许设计师使用更大的发动机。小型车可以配中型发动机，中型车也装得下大个发动机哦，横竖都可以布置，动力总成的匹配障碍小多了。

4）控制臂（A臂）基础平面大，应力分散，所以受力极限高。换句话说，在相同的受力极限下，这种设计允许零件使用更少的材料。制造成本也低，对制造公差也不敏感。

既然说到应力这个问题，那就花点笔墨聊清楚。

下面是两种墙体挂钩结构，明显第一个就容易折断，因为挂钩根部有锐角凹陷，造成了应力集中；第二个挂钩在根部采用了大面积圆弧设计，应力分布均匀，有更高的强度。

图：避免应力集中的案例

麦弗逊悬架的下摆臂平面大，加上各种圆角设计后，就可以分散应力，使下摆臂有更高的强度（如下图右侧）；相比之下，采用拉杆结构的应力就比较集中（如下图左侧），所以说，轻量化的结构都是有代价的。

图：拉杆和A臂的应力对比

生活中当然也有需要应力集中的地方，比如包装袋边缘的切口，其实就是故意制造了一个应力集中点，稍微用力就可以突破包装袋的强度，轻松撕开。至于设计了多个切口（锯齿边）的包装，显然就更加适合于黑灯瞎火、手忙脚乱的场景中了。

图：避孕套包装的锯齿边

在后面的篇章中，我们会经常用到“应力”的概念，诺诺会给大家分析，为什么有的悬架拉杆只有筷子粗细，有的却又跟胳膊一样粗？仅仅是偷工减料么？

好了，言归正传。大家有没有发现，这些优势都是麦弗逊悬架的天生优势，也就是说，只要你选择了麦弗逊，这些优点就归你了。别忘了，我们还没有涉及参数调校，车子的道路表现就看工程师的功力和车子的底子啦，如果调校得当，车子就可以跟手跟脚，锦上添花。

说到调校，诺诺又想扯扯闲话了。“调校”这两个字对很多国内汽车企业而言，简直就像一个魔方。7、8年前，我刚回国时，圈内人普遍觉得“国产车不需要调校”，核心总成都是成熟车型的，搬来就用，不需要再调。即使有问题，也是供应商应该搞定的。所以，当时我们给人调试验车都是义务劳动。几年后，逐渐有车企意识到了拿来主义的弊端，开始以系统的眼光去认识整车，知道了调校的重要性，也愿意为调校埋单了。

现在，更多的车企已经苏醒，他们舍得花钱，经常请洋人来做测试和调校，一天两万元差旅补贴，一份测试报告卖上百万元不算稀奇（我出一份相同的报告，还是中文版，还会耐心地讲解辅导，直到甲方工程师彻底明白，还包具体改进，却只能收20万！）。虽然有点气人，但说明中国车企终于肯花钱调车了，这是理念的巨大进步。当然这些费用最后都是消费者身上的羊毛，所以我从第一集里，就呼吁大家看汽车成本的时候不要只看材料是铝还是铁，这里还有无数汽车工程师的心血和不眠之夜。

既然一个东西要调校，那么结果出现好坏之分就是正常的。同样是采用麦弗逊悬架的车，有开起来很棒的，也有开起来很烂的。之后诺诺在悬架课堂高级篇《操控魔方》中，会详细聊到悬架的调校的终极密码，并保持诺式风格：

知识高度平齐顶尖车企核心技术，

文章难度不超全国诺粉平均节操。

（横批：必须扩散！）

优势聊到这里，不过诺诺好像没提到麦弗逊悬架有成本优势哈，因为我不觉得“成本低”是所有麦弗逊悬架的优势。如果你想把一套麦弗逊悬架调校到配得上“BMW”这三个字母，所花的精力和费用，绝不会便宜的。

下集预告

在下一集里，诺诺将聊聊麦弗逊悬架的短板，哪些地方是它玩不过双叉臂和多连杆悬架的，相信大家同样期待吧？

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