了解独悬（四）高级的象征，双叉臂

双叉臂是独悬里的oldmoney，性能强大谱系繁多，虽然乍一看和麦弗逊这穷小子挺像，但二者其实几乎没啥血缘关系，长得像是因为它们都是具备转向能力的独立悬架，是所谓趋同进化的结果。独立悬架最初就是为了提升转向能力而发明的，如前所言，如果想让轮胎能左右转动就得让羊角像钢管舞娘那样上下各一个铰结点确定主销，要达成这个目的基本只有两条路可选，要不两点各铰接一个摆臂（双叉臂），要不让避震筒替代上摆臂（麦弗逊）。

双叉臂发源于横置板簧悬架，是最早的独立悬架类别，因为纵置板簧天生注定了必须要有硬桥结构，板簧硬桥作为前悬的话转向性能非常的差，板簧的形变会小幅度改变硬桥的位置，让转弯变得不稳定，早期面条胎的年代这个问题还能接受，但随着高性能的充气橡胶轮胎的出现，包括后来的子午线轮胎的发展，板簧整体桥前悬已经越来越成为短板，于是图中的横置板簧加摆臂的结构就被工程师发明了出来，没有硬桥左右干涉，两边各自独立的的摆臂则保证了虚拟主销的稳定，并由此演化出了双横臂底盘，也就是现在的双叉臂。

双叉臂的动态效果类似一条边被上下扯动的四边形，如果上下臂等长，那么羊角可以在悬挂上下跳动时基本保持一个方向，如动图所示。不过现实中大部分的双叉臂都是不等长的，上臂会更短一些，用来补偿轮胎倾角并节约空间。一般来说，当轮胎上抬时，需要让轮胎有更大的负倾角，这样可以尽量保证轮胎垂直于地面，因为在铺装路面行驶时轮胎上抬多半是汽车转弯导致，转弯时汽车向外侧甩，外侧悬挂吃力压缩因而轮胎上抬，此时车身是歪着的，轮胎需要有负倾角补偿，让轮胎底纹尽量垂直于地面。有兴趣的观众老爷可以去网上查找更多的资料。

其实它也是不等长臂，只是这个区间变化小

不等长臂

日系改装里非常著名的HellaFlush风格，极大的车轮负倾角

简单说结论，双叉臂可以通过调整四条边的长度、倾角来改变车轮跳动时的姿态，灵活度要比麦弗逊高的多，倾角补偿范围也超级大，这使得双叉臂的上限必然比麦弗逊高很多。双叉臂多出的上臂承担了约束和转向轴点的功能，因而筒簧被解放了出来，不再需要对抗侧向力，也不用非得直连羊角，可以灵活的选择安装位置和角度，机簧还可以分开安装，这带来了很多好处。

弹簧不直连羊角，能提升其杠杆比，一定程度上弱化来自路面的冲击，也不用考虑预应力的问题；避震筒不再约束车轮，专心吸收震动，可以斜向甚至躺平安置，尽显姿态从容。相比之前，它们的工作环境变得友好了太多，还腾出了安装空气弹簧等体积更大的高端零件的地方，自然也就方便工程师提升整车的舒适性。可能有的读者老爷不知道何为杠杆比，这儿解释一下，它说的是车轮跳动行程与筒簧伸缩的长度的比值，麦弗逊接近一，双叉臂由于弹簧安装点向内侧移动，就像跷跷板座椅往中间靠一样，幅度就减小了。

双叉臂因为主销和避震彻底解耦，还多了一个叉臂，因而能够较大幅度的调整两个叉臂的位置和相对角度，这意味着它在悬挂几何上的操作空间远比麦弗逊大，抗侧倾和抗俯仰的能力提升非常大，这对高重心的SUV等车型非常有益处。另外，叉臂对于车轮的约束能力天生强于兼职的筒簧，大多数时候其中一个摆臂还替代羊角成为了筒簧的安装点，必须做得更加粗壮，顺道进一步巩固了对车轮的约束能力，再加上双叉臂更容易做大垂直行程，因而它被大重量大起伏高重心的硬派越野车、工具车所青睐。

途乐y62前悬上叉

前悬下叉

双叉臂相对麦弗逊也有缺点，结构上多了一根摆臂，还变得更加粗壮，非簧载质量自然跟着蹭蹭暴涨，如果不花钱上铝合金减重，舒适性都不一定比得过简单廉价的麦弗逊。上叉臂会占用额外的机舱空间，这给寸土寸金的前舱布局提出了很大的挑战。现在的前轮双叉臂大多是所谓的高位双叉臂，把上叉臂的位置大幅度上挪，这样能把上叉臂适当做短，并从轮胎上方偷一点空间，与白车身的硬点位置更加靠近塔顶，好给前舱腾空间，做到与麦弗逊相差不大的空间表现。当然这样做也有负面影响，会劣化极限性能，相比低位不利于抗俯仰（点头），摆臂角度要设置的更陡峭，羊角也更重些，不过大多数时候高位双叉臂的性能已经完全足够，不开到极限几乎开不出区别。现在低位叉臂主要运用于赛车和跑车的底盘上，高端SUV和豪华轿车基本都是高位双叉臂。

赛车不仅使用低位双叉臂，甚至把避震和弹簧也大幅度的倾斜布置，图中由推杆顶着筒簧

这幅图能更清楚看到筒簧，赛车尤其是F1因为极致的空气套件，仅允许车体有极小的俯仰，只有低位双叉能胜任

绿框部分就是高位双叉臂向上伸出的羊角

作为具有转向能力的双叉臂，布置在前后悬时形态同样会有所差别。首先，后双叉臂的弹簧基本都直接装在下摆臂上，这样就为后座偷出了宝贵的空间。与之相对的，在设计前悬挂时为了避开半轴和转向节，要不筒簧一同布置在下摆臂的C型座上避开半轴（参考超级麦弗逊），要不如上图所示，所有零件刻意留出一个角度让筒簧有空隙避开半轴插到下摆臂上。即使如此，图中筒簧半轴以下的部分仍然是一节仅起支撑作用的顶杆。最终，筒簧的位置被抬高，占用更多空间，塔顶也跟着上移。

双叉臂后悬挂的避震筒还可以单独布置在羊角或摆臂上，分担弹簧座的负担同时提升部件利用效率。前轮要转向，转向节上能布置的位置太过受限，避震几乎只能选择与弹簧合体，后轮就没有这个顾虑，可以让避震筒直接单飞。避震筒不像弹簧，它不太容易产生和传导震动，安装在羊角上时对NVH的损失较小，但是成本更低、非簧载更轻、工作效率更高，一点NVH的损失能换来上面的优点对普通家用车很划算。如今，带有上控制臂的后悬挂，基本都会将筒簧安装位置下探，多半还会机簧分离，以提升性能和乘坐空间。当然凡事难免例外，例如八代雅阁和思铂睿的设计就违反了这一惯例，从图中可以看到它的后悬挂机簧一体直连羊角，结合这个冲压上臂，乍一看像是扣了个大铁环的麦弗逊，但是这里的避震筒和羊角是铰接，能够转动，起不到约束的作用，依然属于双叉臂大家族。

可以看到，叉臂的形态变化非常多

相对前悬，后双叉还可以更灵活的把叉臂拆分、简化或加强，上图就将下臂给拆成了两根铁杆，而上臂则变成了一个掏了个大圆洞的冲压铁片，再加上机簧一体直连羊角，这些要素攒一块，简直是将减重和成本写在脸上了。相信读者老爷们也能看出来，这么做主要代价是机簧一定会占用一部分乘员空间，与羊角的铰结点工作环境也比较恶劣，笔者觉得这是一个有点剑走偏锋的路线。

双叉臂虽然是高端的象征，但其实也有颇为亲民的产品会采用它，不少价格并不贵的皮卡也会使用双叉臂，甚至是低位双叉臂。一方面双叉臂才能胜任艰苦的环境并保证操控舒适，麦弗逊根本扛不住，另一方面这些产品的前舱空间足够，方便安置大体积的双叉臂，而且如果不使用好料好好调校，单纯造双叉臂其实并没有比麦悬贵太多。对于高重心大质量的皮卡来说，高位双叉反而更好，高位双叉会拉高滚转中心，正好匹配高重心的皮卡，抗侧倾能力也更强。从制造成本上来说，高位其实也会稍贵一点。

长城皮卡定位从高到低，配置的变化

金刚炮前悬的上叉为了适应皮卡的重心，内侧硬点明显上抬

坦克500的高位双叉，肉眼可见的倾斜是为了抗点头，显然这里使用高位双叉臂并不是为了偷空间

如前所述，双叉臂的变化和衍生类型很多，现在的高端多连杆悬挂几乎都是双叉臂的后代子孙，其中最有代表性最出名的结构当属五连杆。五连杆顾名思义有五个连杆，它比传统的双叉臂重量要更轻，布局也更加灵活，虽然硬点较多，但只要设计得当也能保留些许的转向能力，能够适配后轮转向。五连杆的演化思路可以参考三连杆的诞生过程，但它要比三连杆复杂的多，因为五连杆没有像三连杆那样简化为理想状态下解耦受力不承受扭矩，而是考虑如何约束不必要的五个自由度，将前束角、外倾角等关键参数分摊给不同的连杆来控制，每根连杆的设计和相互的影响复杂很多。

五连杆设计比较困难，在没有高性能的电脑辅助之前要做出效果优秀的五连杆是个非常艰难的任务，因而它的历史并不是很长久，第一台量产五连杆的汽车应该是1979年9月发布的奔驰W126，10月发布的日产公爵430紧随其后，但是直到近二十年才成为当下豪华汽车的主流。另外，笔者见到一种说法称早期的5连杆事实上并没有太多参考双叉臂，而是直接根据自由度、悬架几何和倾角、束角的需求设计出来的，笔者能力有限，无法求证其正确性，如有专业人士知晓答案，还请分享看法。

那么还有没有连杆数量更多的多连杆呢？从现状看，眼下五连杆就是车企们连杆数量的极限了，靠着计算仿真技术的加持，主机厂们虽然理论上具备设计出连杆更多的悬挂的能力，但由于边际效应以及六大自由度的理论基础，所带来的收益并不足以去驱使他们研究开发比五连杆还复杂的六连杆。

笔者以六连杆为关键字找到的只有这个，六连杆硬桥。其实就是四连杆硬桥加了瓦特连杆，老鸟们一看就懂

双叉臂的故事就到这里，下一节我们即将进入本系列的精华部分，狗血程度和吃瓜指数最高的拖曳臂多连杆。对了，双叉臂的英文名竟然和火鸡甚至是恐龙有关，笔者这里就不多说明了，相信读者以老爷们的冲浪能力很快就能找到缘由[狗头]