独立悬架（见图3.42）是两侧车轮可以各自独立地通过悬架与车架（或车身）连接，独立悬架配用的车桥都是断开式车桥。在行驶中，一侧车轮相对于车架（或车身）位置发生变化时，对另一侧车轮产生较小的影响，以保持车身相对稳定。
图3.42 独立悬架
（一）独立悬架的分类
独立悬架的结构特点是两侧车轮可以各自独立地与车架或车身连接，如图3.43所示。独立悬架广泛使用在小轿车上，有的小轿车前后车轮全部采用独立悬架。独立悬架很少用钢板弹簧做弹性元件，多釆用螺旋弹簧或扭杆弹簧作为弹性元件，所以必须增设导向机构。独立悬架有以下优点。
图3.43 独立悬架结构示意图（单横臂式）
①在悬架弹性元件变形范围内，两侧车轮可单独运动，互不影响，可以减小行驶中车架和车身的振动，还可防止转向轮偏摆。
②汽车的非簧载质量小。汽车上凡由弹性元件支承的质量称为簧载质量，如车架、车身等都属于簧载质量；不由弹性元件支承的质量称为非簧载质量，如车桥、车轮等。采用非独立悬架时，车桥和车轮均属于非簧载质量部分。采用独立悬架时，驱动桥中的主减速器、差速器及外売都固定在车架上，所以是簧载质量；而对于转向桥，它具有转向节和主销，中部的整体梁不存在。所以对独立悬架，非簧载质量只包括车轮质量和悬架系统中部分零件质量，因而比非独立悬架的非簧载质量小得多。在道路条件和车速相同时，非簧载质量愈小，悬架受到的冲击载荷也愈小，所以采用独立悬架可以提高汽车行驶的平稳性。
③由于采用断开式车桥，发动机的重心可下降，有利于提高行驶稳定性。车轮上下运动空间大，悬架刚度可设计得较小，车身振动频率可降低，可改善行驶平稳性。
④采用独立悬架，车轮与路面接触好，可增加驱动力。越野汽车采用独立悬架，可增大离地间隙，提高通过性。
独立悬架的分类，如图3.44所示。
图3.44 独立悬架分类示意图
车轮在汽车横向平面内摆动的悬架，叫做横臂式独立悬架（见图3.44（a））；车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架，叫做纵臂式独立悬架（见图3.44（b））；车轮沿主销轴线移动的悬架，包括烛式和麦弗逊式两种独立悬架（见图3.44（c）、（d））。
（二）横臂式独立悬架
横臂式独立悬架可分为单横臂式和双横臂式两种。这两种独立悬架也可称为单横摆臂式和双横摆臂式独立悬架。
1.单横臂式独立悬架
单横臂式独立悬架如图3.43所示，横摆臂的内端与车身较接，外端与车轮连接，弹性元件安装在摆臂与车身之间。当弹性元件变形时，摆臂以铰链为中心带动车轮在横向平面内摆动。
采用这种结构形式，有许多不足，目前已很少使用。原因是当弹性元件变形、车轮横向摆动时，车轮平面将产生倾斜而改变两侧车轮与路面接触点间的距离，从而使轮胎侧向滑移，破坏了轮胎与地面的附着，会增加轮胎磨损。若用于转向轮，当车轮横向摆动时还会引起主销内倾角和车轮外倾角的变化，会影响汽车操纵稳定性。
2.双横臂式独立悬架
如图3.45所示。悬架中的两个横摆臂的长度可以等长，也可以不等长。图3.45（b）所示为两个横摆臂等长的悬架。
两个横摆臂等长的悬架，当车轮上下跳动时，车轮平面不倾斜，主销轴线的方向也保持不变，但轮距变化大，会引起车轮侧向滑移和加速轮胎的磨损。
两横摆臂不等长的独立悬架（见图3.45（c）），在车轮上下跳动时车轮的平面、主销轴线和轮距都会发生变化，但只要两臂长短选择适当，就可把上述变化控制在允许范围内。
这种悬架结构简单，工作可靠。红旗CA7560、丰田皇冠2800、凌志LS400型轿车均采用这种不等长双横摆臂式螺旋弹簧独立悬架。
图3.45 双横摆臂式独立悬架示意图
图3.46所示为红旗CA7560型轿车前悬架的结构。上摆臂11和下摆臂4的内端分别通过上摆臂轴15和下摆臂轴1与车架横梁16较接，二者的外端分别通过上球头销14和下球头销3与转向节9相连接。上摆臂11与上球头销14铆接成不可拆式，其内装有弹簧13，能自动消除销与座的间隙。下摆臂4与下球头销3是可拆的，减少垫片2可以消除销头处的磨损间隙。
图3.46 红旗 CA7560型轿车前悬架
1—下摆臂轴；2—垫片；3—下球头销；4—下摆臂；5—螺旋弹簧；6—筒式减振器；7—橡胶垫圈；8—下缓冲块；9—转向节；10—上缓冲块；11—上摆臂；12—调整垫片；13—弹簧；14—上球头销；15—上摆臂轴；16—车架横梁
螺旋弹簧5的上下两端分别通过橡胶空圈7支承在车架横梁16上的支承座和下摆臂4的支承盘内。双向作用筒式减振器6的上下端分别通过橡胶衬垫与车架横梁16和下摆臂4上的支承盘相连。悬架的最大变形由缓冲块10和8加以限制。
路面对车轮的垂直力通过转向节9、下球头销3、下摆臂4和螺旋弹簧5传速给车架。
纵向力、侧向力以及其力矩由转向节、导向装置（上下摆臂）及上下球头销传递。上下摆臂都是叉形钢架，它的内端宽，外端窄，可以保证具有足够的纵向和侧向刚度，可靠地传递纵向力、侧向力及其力矩。
红旗轿车转向节主销用球头销代替，它的上下球头销的连心线相当于主销轴线，转向时车轮会绕此轴线偏转。
对于前轮定位的调整，其主销后倾角可通过纵向移动上摆臂11实现，上摆臂轴15的外表面上带有螺纹，转动该轴即可使上摆臂11沿着上摆臂轴15纵向移动。车轮外倾角可通过横向移动上摆臂11进行调整，增减上摆臂轴与固定支架之间的调整垫片12。主销内倾角和车轮外倾角的关系已被转向节9的结构所确定，只要调整好车轮外倾角，主销内倾角必然正确。
对于采用不等长双横摆臂独立悬架的汽车，其车轮外倾角和主销后倾角的调整有相同规律，日本丰田皇冠2800、凌志 LS400等轿车的前悬架即采用这种结构。图3.47所示为凌志LS400型轿车悬架，其前后悬架为不等长的双横摆臂扭杆弹簧独立悬架。
图3.47 凌志LS400型轿车悬架
（三）纵臂式独立悬架
纵臂式独立悬架可分为单纵（摆）臂式和双纵（摆）臂式两种。
1.单纵臂式独立悬架
单纵臂式独立悬架（见图3.48）如果用于转向轮，车轮上下跳动时，前轮外倾角和轮距不变，但主销后倾角会有很大的变化（见图3.48（a））。所以转向轮一般不用单纵臂式独立悬架。图3.48（b）所示为后轮所用的单纵臂式扭杆弹簧独立悬架，其纵摆臂所用钢板宽而薄，它的一端与半轴套管较接，另一端带有套筒，套筒通过花键与扭杆弹簧的外端相连。
图3.48 单纵臂式扭杆弹簧独立悬架
扭杆弹簧装在套管中，扭杆的内端固定在车架上。车轮跳动时，纵摆臂绕套筒和扭杆中心线纵向摆动，使扭杆产生扭转变形以缓和冲击，这时纵摆臂也会略有扭转和侧向弯曲。富康雪铁龙ZX型轿车的后桥即为单纵臂式扭杆弹簧独立悬架。
另有一种单斜臂式独立悬架，如图3.49所示。它的结构特点是车轮上下跳动时，摆臂的摆动轴线与车轴的轴线斜交叉，所以叫做单斜臂式独立悬架。选择摆臂摆动轴线的夹角，可使这种悬架接近单横臂式独立悬架，所以它有单横臂式和单纵臂式独立悬架的共同特点，可适用于轿车的后悬架。
图3.49 单斜臂式独立悬架
2.双纵臂式独立悬架
图3.50所示为双纵臂式扭杆弹簧独立悬架。转向节与两个纵摆臂用较链连接。在车架和两根管状横梁内装有片状扭杆弹簧。扭杆弹簧的内端用螺钉固定在横梁中部，外端插入摆臂轴的矩形孔内。与纵摆臂刚性连接摆臂轴用衬套支承在管状横梁内。扭杆弹簧只承受垂直载荷，车轮所受的纵向力、侧向力及其力矩均由纵摆臂传递给车架的管状横梁。
两个摆臂的长度一般相等，形成平行四连杆结构。这种结构，当车轮上下跳动时，除车轮外倾角和轮距不变之外，主销后倾角也保持不变，所以这种悬架适用于转向轮。(www.xing528.com)
图3.50 双纵臂式扭杆弹簧独立悬架
（四）车轮沿主销移动的独立悬架
车轮沿主销移动的独立悬架有两种形式，一种是车轮沿固定不动的主销轴线移动的烛式悬架；另一种是车轮沿摆动的主销轴线移动的麦弗逊（Macpherson）式独立悬架。
1.烛式独立悬架
图3.51 烛式独立悬架
图3.51所示为烛式独立悬架，它的结构特点是车轮沿固定不动的主销轴线移动，主销刚性地固定在车架上，转向轮、转向节则安装在套筒上。这种悬架对于转向轮来说，当悬架变形时，仅轮距、轴距稍有变化，主销和车轮的倾角不会变化，所以使汽车的转向操纵性及行驶稳定性较好。但是，侧向力全部由套在主销上的套筒和主销承受，使套筒与主销之间的摩擦阻力加大，磨损较为严重。
2.麦弗逊式独立悬架
现代小轿车上广泛使用着麦弗逊式独立悬架，它的结构如图3.52所示。
图3.52 麦弗逊式独立悬架结构示意图
这种悬架由减振器、螺旋弹簧、横摆臂、横向稳定杆（图中未画出）等组成。减振器与套在它外面的螺旋弹簧合为一体，构成悬架的弹性支柱，支柱上端与车身连接，支柱的下端与转向节连接。横摆臂的外端通过球头销.B与转向节的下部连接，内端与车身较接。车轮所受的侧向力经转向节大部分由横摆臂承受，其余部分由减振器承受。这种悬架较烛式悬架在一定程度上减少了滑动磨损。
麦弗逊式独立悬架没有主销实体，转向轴线为上下铰接中心的连线AB。当车轮上下跳动时，B点随横摆臂摆动，所以主销轴线AB也随之摆动。说明车轮沿着摆动的主销轴线而运动。当悬架变形时，车轮、主销的倾角和轮距都会发生变化，但杆系布置和调整合理可将这些变化控制在很小的范围内。麦弗逊式悬架结构较简单，布置紧凑，用在前悬架上能增大两前轮内侧的空间，所以在发动机前置、前轮驱动的轿车上被广泛应用。
图3.53所示为天津夏利TJ7100型轿车前轮所使用的麦弗逊式独立悬架。它的结构特点是减振器和螺旋弹簧组成弹性支柱，其上端通过悬架座与车身挠性连接，而下端用螺栓与转向节刚性连接。横摆臂为工字形断面，外端用球头与转向节连接。内端通过横摆臂支架与车身连接。横向稳定杆两端分别从两个摆臂中部通孔穿出，并用螺母固定在横摆臂上，横向稳定杆的中部用固定夹支承在车身的橡胶套内。横向稳定杆的作用是减少汽车行驶时的横向倾斜力，还可以传递纵向力。
图3.53 天津夏利 TJ7100型轿车前悬架
为了更好地传递车轮所受的纵向力，可在悬架中增加支承杆，如图3.54（a）所示。支承杆的一端与横摆臂连接，另一端与车身连接。丰田和尼桑等轿车的前悬架采用这种结构形式。
马自达626和上海桑塔纳轿车前悬架也为麦弗逊式，它的结构特点是不设置支承杆，将横摆臂制成叉形，如图3.54（b）所示。它的外端与转向节较接，内端的两叉与车身铰接，形成三角形结构形式，它能有效地传递车轮所受的纵向、侧向力，又能控制车轮上下跳动时所走过的轨迹。
3.麦弗逊式独立悬架的前轮定位调整
转向车轮若采用麦弗逊式独立悬架时，前轮定位各参数变化较小，除前束可调整之外，其他参数有些车型规定不可调，有的车型规定可以调整。比较常见的调整方法如下。
（1）方法一
通过改变转向节与横摆臂外端的位置，调整车轮外倾角。如图3.55（a）所示，松开转向节球头销与横摆臂的连接螺栓，左右横向移动球头销及转向节，可改变车轮外倾角。上海桑塔纳轿车采用这种结构形式。
（2）方法二
改变弹性支柱上支座的位置，调整车轮外倾角。悬架的弹性支柱上支座用螺栓固定在车身上，松开螺栓，左右横向移动上支座，可以调整车轮外倾角。奥迪100轿车也采用这种结构形式。
图3.54 麦弗逊式独立悬架
（3）方法三
改变转向节上端位置，可以调整车轮外倾角。如图3.55（b）所示，弹性支柱下端通过上下两个螺栓与转向节上端固定，上螺栓经偏心凸轮转动，从而带动转向节上端左右横向移动（图中A向），可以改变车轮外倾角。丰田皇冠轿车即采用这种结构形式。
天津夏利TJ7100轿车后悬架也采用麦弗逊式独立悬架，如图3.56所示。该悬架由两个横向、前后平行的横摆臂和纵向布置的纵向推力杆及减振器、螺旋弹簧组成。其中减振器、螺旋弹簧构成的弹性支柱上端与车身连接，下端与后轮刚性地连接成一体。后轮因为不是转向轮，所以两个横摆臂与后轴采用较接形式。纵向推力杆前端与车身较接，后端与后轴较接。车轮所受的垂直、纵向、侧向力，分别由弹性支柱、纵向推力杆、两个横向摆臂承受并传速到车身。
关于后轮定位，其定位参数主要是后轮外倾角和后轮前束，有的轿车只釆用后轮前束。后轮定位的内容及作用与前轮定位相同。
图3.55 麦弗逊式独立悬架前轮定位调整示意图
图3.56 天津夏利TJ7100轿车后悬架
4.横向温定器
汽车在行驶转向时，在离心力的作用下，外侧车轮的悬架弹簧被压缩，而内侧车轮悬架弹簧则伸张，这时车身必然产生横向倾斜，如图3.57所示，而在转向结束后会引起车身横向角振动。轿车的悬架一般较软，更容易产生这种现象。为提高汽车行驶的平稳性，减少横向倾斜，需要在悬架中增设横向稳定杆，如图3.58所示。横向稳定杆用弹簧钢制成，它安装在悬架上，有的轿车前后端都有横向稳定杆。横向稳定杆的结构形状及在汽车上的安装情况，在图3.53及相应的文字叙述中已经说明。上海桑塔纳、一汽奥迪100轿车的横向稳定杆几乎与其完全相同。
图3.57 车身的横向倾斜
图3.58 横向稳定杆
1—上控制臂；2—转向节；3—支承杆；4—稳定杆；5—下控制臂；6—减振器；7—螺旋弹簧
横向稳定杆的作用原理如图3.59所示，当车身垂直跳动，两侧悬架变形量相等时，两横摆臂内端与车身铰接点A＇、B＇在垂直方向同向等量运动，也就是两横摆臂在摆动时，其外端A、B相对于车身A＇、B＇做同向等量运动，使横向稳定杆的中部在套筒内自由转动，横向稳定杆不起作用。当两侧悬架变形不等而车身相对路面横向倾斜时，一侧车身降低，另一侧车身被抬高，横向稳定杆A、B两端相对车身A＇、B＇的移动方向相反。由于车身倾斜时，横向稳定杆中部与车身并无相对运动，只是稳定杆两端及纵向部分向不同方向偏转，于是稳定杆中部被扭转。弹性稳定杆抵抗扭转产生的内力矩，使悬架弹簧的变形受到抑制，也就减小了车身横向倾斜和横向角振动。
图3.59 横向稳定杆工作原理
（五）平衡悬架
多轴汽车全部车轮如果单独刚性地悬挂在车架上，在不平道路上行驶时，不能保证所有车轮同时接触地面，如图3.60（a）所示。
为使车轮始终与地面接触，对于三轴汽车，可将中桥和后桥安装在平衡杆的两侧，而将平衡杆与车架铰接，如图3.60（b）所示。这种结构可使一个车桥被抬高时，而另一个车桥降低，始终保持所有车轮与地面良好地接触。由于平衡杆两臂等长，两个车桥上的垂直载荷在任何情况下都相等。这种能保证中后桥车轮垂直载荷相等的悬架叫做平衡悬架，三轴和四轴越野车普遍采用这种平衡悬架。其中的平衡杆，就是纵向布置的钢板弹簧。图3.61所示为三轴汽车中后桥钢板弹簧平衡悬架。其中，导向杆传速牵引力、制动力及相应的反作用力矩。
图3.60 三轴汽车在不平道路上行驶情况图
（b）采用平衡悬架的三轴汽车
图3.61 三轴汽车中后桥钢板弹簧平衡悬架
1、3—导向杆；2—钢板弹簧；4—心轴；5—心轴轴承毂；6—半轴套管座驾
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