为啥便宜车都用麦弗逊？

众所周知，一辆车开着运不运动，坐着舒不舒服，都跟底盘悬架设计有关。虽然汽车的悬架有麦弗逊、双叉臂、多连杆等等类型，但是大家在买车时会发现，市面上绝大部分车的前悬架都是麦弗逊结构。那么麦弗逊有啥优点，为啥便宜的车就不能用多连杆或者双叉臂呢？下面我们就来聊聊这个问题。

在悬架的发展过程中，麦弗逊的诞生时间虽然晚于双叉臂，但是它跟双叉臂其实有着千丝万缕的关系。20世纪30年代，通用汽车最先引入了双叉臂悬架，这种悬架的特点就是上下各有一个三角形的摆臂。由于双叉臂具有非常好的舒适性和不俗的运动性能，所以立即受到了高端车的青睐。但从结构上也不难看出，双叉臂悬架的零件更多，成本自然更高。所以到了20世纪50年代，福特就率先量产了麦弗逊悬架，麦弗逊最大的不同就是把双叉臂的上摆臂取消了，只保留了下摆臂。

 左：麦弗逊 / 右：双叉臂 

在重量和结构方面，双叉臂重量最大的部件就是两个三角形摆臂，而且每个摆臂都有三个铰链用来跟车身和车轮连接。而去掉了上摆臂的麦弗逊悬架，不仅省掉了一个三角形摆臂，而且同时省去了三个铰链。因此，麦弗逊悬架在重量和成本方面相比双叉臂有明显的优势。

众所周知，高端豪华车型一般采用纵置布局，也就是发动机和变速箱纵向安装在机舱内。跟豪华车不同的是，经济型家用车通常采用横置前驱布局，也就是发动机和变速箱横着安装。

 横置布局 

在底盘布局中，机舱的横向区域内通常要布置动力总成、悬架、轮拱。一般来说，要减少动力总成的体积是很难的，所以在车身宽度或轮距有限的前提下，要在机舱内塞进横置动力总成，那就得想办法减少悬架和轮拱占用的空间。

但是在实际设计中，轮拱是不能随意减少的，这是因为轮拱的大小决定了车轮的转向角，也就是转弯灵活性。轮拱太小的话，车辆的转向角变小，就很难拐弯了。因此，工程师只能从悬架方面想办法。

 双叉臂前悬架 

在悬架设计上，无论是双叉臂还是多连杆结构，它们在悬架的上下部位都设计有摆臂或者连杆。而摆臂必须要有较大的长度才能保证悬架拥有足够的行程，所以双叉臂和多连杆悬架较长的上摆臂就会向内占用机舱的横向空间，这个空间恰好与动力总成相冲突。

 麦弗逊前悬架 

反观麦弗逊悬架，在上摆臂消失后，取而代之的是由弹簧与减震器构成的细长支柱。与其它独立悬架的上摆臂相比，麦弗逊支柱自身的横向体积很小，而且它与车身的连接点较高，因此在横向空间上避开了动力总成，这也为横置发动机留出了足够的安装空间。那么在实际应用中，麦弗逊前悬架对底盘设计产生了多大的影响呢？

大家都知道，以安全著称的沃尔沃一直坚持采用横置布局，这样理论上可以减少碰撞时动力总成入侵驾驶舱的可能性。但作为豪华品牌，大排量多缸发动机又是必不可少的，于是第一代沃尔沃XC90就使用了同级别少见的麦弗逊前悬架，最终才能够容纳横置直列5缸、直列6缸、甚至是横置V8发动机。但是随着最近10年全球节能减排大趋势的兴起，沃尔沃放弃了大排量发动机，于2014年发布的第二代XC90全系均为2.0T四缸机，所以又用上了双叉臂前悬架。

要知道，XC90可是一款中大型SUV，车身宽度达到了1958mm，而目前主流的紧凑型轿车宽度普遍只有1800mm左右，小型和微型轿车更是有可能宽度不超过1700mm。可以想象在麦弗逊悬架还未普及前，采用横置布局是多么麻烦的设计。

看到这大家又想问了，既然麦弗逊悬架具有体积小、重量轻、成本低这么多优点，那么高档车的前悬架为啥还要采用双叉臂或多连杆结构呢？这其实是因为麦弗逊悬架在运动性和舒适性方面存在一些缺点。

大家都知道，车辆在弯道行驶时车身会产生侧倾，进而影响到车辆的操控性和舒适性。从车身运动学的角度来看，车身侧倾的大小取决于【车身重心】与【侧倾中心】之间的距离，通常简称为【侧倾距离】。

如上图左侧所示，假设车辆重心较低，那么重心与侧倾中心的距离缩短，因此在转弯时车辆的侧倾力矩也随之减少，最终表现为车身侧倾幅度更小。但如果像上图右侧一样车身重心较高，那么重心与侧倾中心的距离也就更大了，转弯时车辆会产生更大的力矩，从而使车身大幅倾斜。

然而在实际设计中，除了降低车身高度或者采用重心较低的水平对置发动机等技术外，汽车的重心一般很难大幅下降，因此汽车厂商更多是通过增加侧倾中心的高度来减少侧倾距离。

在底盘设计上，侧倾中心的高度是由于悬架布置决定的。对于麦弗逊悬架来说，提高侧倾中心高度的方法是增加主销内倾角，也就是把支柱（上图红线）往内侧倾斜。但是，较大的主销内倾角不仅会占用机舱更多的横向空间，使得发动机布置变得困难，而且在凹凸不平的路面上行驶时，方向盘会产生更强烈的打手感，所以基本没有厂商会把麦弗逊悬架的内倾角做得很大。而除了增加主销内倾角以外，还有一个办法也能提高侧倾中心的高度，那就是将下摆臂内侧的安装点（上图蓝线）抬高，使下摆臂呈现倾斜状态。

 左：麦弗逊 / 右：双叉臂 

但是让下摆臂保持倾斜状态后，麦弗逊悬架在上下跳动过程中，轮距的变化会进一步扩大，这种变化会导致车辆的直行稳定性变差。因此为了保证直行稳定性，基本所有麦弗逊车型的下摆臂都是水平布置的，这种设计就牺牲了车辆的侧倾控制。

除了抑制车身侧倾外，前悬架其实还要抑制刹车时的点头现象。而在抗刹车点头作用上，麦弗逊悬架的表现也不如双叉臂和多连杆好。具体来说，麦弗逊悬架抑制刹车点头的办法是让支柱向后倾斜，也就是增加主销后倾角。但是在实际设计中，主销后倾角受到了种种限制不能做得太大。

对于采用前麦弗逊结构的车来说，如果要降低刹车点头，那就需要使用更硬的弹簧。但大家都知道，弹簧变硬后底盘的舒适性也会变差。不难看出，麦弗逊悬架很难像双叉臂和多连杆一样，在舒适与运动之间做到兼顾。

在悬架安装上，双叉臂、多连杆悬架的弹簧和减震器都安装在距离地面较低的下摆臂上，弹簧和减震器上端的安装点也距离车厢较远。麦弗逊悬架则不同，它的减震器、弹簧安装在距离地面更高的转向节上，并且减震器上端固定在靠近翼子板的位置，于是路噪更容易通过翼子板传递到车内。

为了降低悬架噪音，汽车厂商在麦弗逊悬架的塔顶上采用了橡胶件，这样可以利用橡胶自身的柔性降低一部分震动。但是和双叉臂、多连杆悬架相比，麦弗逊悬架对路噪的隔绝能力依然要逊色一些，因此注重噪音控制的豪华车更愿意用双叉臂和多连杆悬架。

由于麦弗逊悬架的支柱采用偏置和倾斜的方式安装，并且支柱需要承担加速力、制动力、垂直力和弯道侧向力，所以当各种方向的力作用在支柱上时，会使支柱中的减震器各部位受力不均，从而产生较大的摩擦力。在凹凸不平的路面上行驶时，减震器较大的摩擦力会导致悬架变硬，所以更难以隔绝高频震动，降低了乘坐舒适性。

当然，汽车厂商也想了很多办法来降低麦弗逊悬架的摩擦力。最开始的做法是将弹簧偏置，也就是弹簧与减震器之间错位配合，在弹簧距离减震器近的一端刚度大，远离减震器的一端刚度小，这样一来就降低了减震器受力不均的问题。后来汽车厂商还在减震器内部使用了减摩涂层，以降低减震器内部的摩擦力。

在这两种办法的帮助下，麦弗逊悬架的行驶舒适性跟早期水平相比有了较大的提升，但在某些工况下减震器各部位受力依然不均匀。而双叉臂和多连杆悬架的减震器无需承担多个方向的力，因此减震器的摩擦阻力较低，舒适性自然好于麦弗逊悬架。

麦弗逊悬架无论是舒适性还是运动性，理论上都不如双叉臂和多连杆悬架。但在现实中，主打经济实用的家用车基本采用了横置布局，机舱空间十分紧凑，无法为双叉臂、多连杆悬架提供足够的空间，因此这些悬架的优势也不能充分发挥出来。而麦弗逊悬架得益于自身小巧的体积，它能在有限的空间内发挥出最佳性能，同时还有最低的成本优势，所以麦弗逊理所当然地成为了目前装车数量最大的悬架结构。