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悬架和转向

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悬架

   在这个言必谈操控、论必说运动的年代里,几乎所有汽车品牌多在大力的宣传自己产品优秀的操控性能,从欧系的宝马、奥迪、SAAB到日系的讴歌、英菲尼迪等高端品牌无不在极力宣传自己良好的操控性和运动性,就连一向以舒适性能为取向的奔驰、凯迪拉克、雷克萨斯等高端品牌也在新近的设计中加入了更多的运动取向。从以福克斯为代表的紧凑型轿车到以迈腾为代表的中级车到以宝马5系Li为代表的高档车无不标榜自己的运动性能。

『悬架在汽车底盘安放位置的示意图』

● 悬架的概念和分类

   首先让我们来了解一下什么是悬架:悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩,比如支撑力、制动力和驱动力等,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬架结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成,这三部分分别起缓冲,减振和力的传递作用。绝大多数悬架多具有螺旋弹簧和减振器结构,但不同类型的悬架的导向机构差异却很大,这也是悬架性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬架和独立悬架两种。

   悬架把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能,是汽车最重要的三大总成之一(其它两个分别是:发动机和变速箱)。从结构上看,汽车悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧等简单构件组成,但汽车悬架却是一个非常难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车操纵稳定性的要求,又要保证汽车的舒适性要求,而这两方面又是相互矛盾的。为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及严重侧倾偏向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。

『迈腾原型车大众帕萨特B6前麦弗逊、后多连杆悬架』

   悬架的构件虽然简单但参数的确定却相当的复杂,厂家不但要考虑汽车的舒适性,操控稳定性还要考虑到成本问题。基于这三个问题不同厂家有不同的倾向性策略。也就产生了国内现在比较常见的五种悬架:麦弗逊式独立悬架、双叉臂式独立悬架、单纵臂扭杆梁式半独立悬架、连杆支柱式独立悬架、多连杆式独立悬架。

独立悬架

   独立悬架系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架系统悬架在车架或车身下面的。其优点是:质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。不过,独立悬架系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点,同时因为结构复杂,会侵占一些车内乘坐空间。

   现代轿车大都是采用独立式悬架系统,按其结构形式的不同,独立悬架系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架系统等。

非独立悬架

  非独立悬架系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬架系统悬架在车架或车身的下面。非独立悬架系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于其舒适性及操纵稳定性都相对较差,在现代轿车中只有成本控制比较严格的车型才会使用,更多的用于货车和大客车上。

非独立式悬架特点和种类:

  非独立式悬架的两侧车轮安装于一根整体式车桥上,车桥通过悬挂与车架相连。这种悬挂结构简单,传力可靠,但两轮受冲击震动时互相影响。而且由于非悬挂质量较重,悬挂的缓冲性能较差,行驶时汽车振动,冲击较大。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上。

  1)钢板弹簧式非独立悬架

  钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件,由于它兼起导向机构的作用,使得悬架系统大为简化。这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中。它中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。悬架前端为固定铰链,也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起,前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连,后端可以自由摆动,形成活动吊耳。当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之间的距离有变化的可能。

  2)螺旋弹簧非独立悬架

  因为螺旋弹簧作为弹性元件,只能承受垂直载荷,所以其悬架系统要加设导向机构和减振器。

  3)空气弹簧非独立悬架

  汽车在行驶时由于载荷和路面的变化,要求悬架刚度随着变化。当空车时车身被抬高,满载时车身则被压得很低,会出现撞击缓冲块的情况。因而对于不同类型汽车提出不同的要求,矿山及大型客车要求 其空车与满载时的车身高度变化不大;对于轿车要求在好路上降低车身高度,提高车速行驶;在坏路上提高车身,可以增大通过能力。因而要求车身高度随使用要求可以调节。

非独立悬架系统的缺点:

   1.左右轮在弹跳时,会相互牵连,而降低乘坐的舒适性及操控的安定性。      2.因构造简单使设计的自由度小,操控的安定性较差。

『非独立悬架』


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