常見五種車輛懸掛介紹(汽車懸掛是什么意思)
懸掛是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱,懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩,比如支撐力、制動力和驅動力等,并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動、保證乘員的舒適性、減小貨物和車輛本身的動載荷。
懸掛的概念和分類
首先讓我們來了解一下什么是懸掛:懸掛是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱,懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩。
比如支撐力、制動力和驅動力等,并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動、保證乘員的舒適性、減小貨物和車輛本身的動載荷。
典型的汽車懸掛結構由彈性元件、減震器以及導向機構等組成,這三部分分別起緩沖,減振和力的傳遞作用。
絕大多數(shù)懸掛多具有螺旋彈簧和減振器結構,但不同類型的懸掛的導向機構差異卻很大,這也是懸掛性能差異的核心構件。
根據(jù)結構不同可分為非獨立懸掛和獨立懸掛兩種。
非獨立懸架的車輪裝在一根整體車軸的兩端,如下圖,當一邊車輪跳動時,影響另一側車輪也作相應的跳動,使整個車身振動或傾斜。
采取這種懸架系統(tǒng)的汽車的平穩(wěn)性和舒適性較差,但由于構造較簡單,承載力大,該懸架多用于載重汽車、普通客車和一些其他特種車輛上,目前仍有部分轎車的后懸架采用這種型式。
獨立懸架可分為:雙橫臂、單橫臂、縱臂式、單斜臂、多桿式及滑柱(桿)連桿(擺臂)式等等。
目前采用較多的有以下三種形式:雙橫臂式、滑柱連桿式、斜置單臂式。
按彈性元件采用不同分為:螺旋彈簧、獨立懸架式、鋼板彈簧式、扭桿彈簧式、氣體彈簧式。目前,采用更多的是螺旋彈簧。
麥弗遜式獨立懸掛麥弗遜式懸掛(滑柱擺臂式獨立懸架)是當今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一。
麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成,絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿。
主要結構簡單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成,減震器可以避免螺旋彈簧受力時向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象。
限制彈簧只能作上下方向的振動,并可以用減震器的行程長短及松緊,來設定懸掛的軟硬及性能。
麥弗遜式懸掛結構簡單所以它輕量、響應速度快。
并且在一個下?lián)u臂和支柱的幾何結構下能自動調整車輪外傾角,讓其能在過彎時自適應路面,讓輪胎的接地面積最大化。
不過由于其構造為直筒式,對左右方向的沖擊缺乏阻擋力,抗剎車點頭作用較差,懸掛剛度較弱,穩(wěn)定性差,轉彎側傾明顯。
雙叉臂式獨立懸掛
雙叉臂式懸掛又稱雙A臂式獨立懸掛,雙叉臂懸掛擁有上下兩個叉臂,橫向力由兩個叉臂同時吸收,支柱只承載車身重量,因此橫向剛度大。
雙叉臂式懸掛的上下兩個A字形叉臂可以精確的定位前輪的各種參數(shù),前輪轉彎時,上下兩個叉臂能同時吸收輪胎所受的橫向力,加上兩叉臂的橫向剛度較大,所以轉彎的側傾較小。
雙叉臂式懸掛通常采用上下不等長叉臂(上短下長),讓車輪在上下運動時能自動改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損,并且能自適應路面,輪胎接地面積大,貼地性好。
另外需要說明的是,雙橫臂式懸掛和雙叉臂式懸掛有著許多的共性,只是結構比雙叉臂式簡單些可以稱之為簡化版的雙叉臂式懸掛。
同雙叉臂式懸掛一樣雙橫臂式懸掛的橫向剛度也較大,一般也采用上下不等長搖臂設置。
雙橫臂式懸掛設計偏向運動性,其性能優(yōu)于麥弗遜式式懸掛、但比起真正的雙叉臂式懸掛以及多連桿前懸掛要稍差一些。
多連桿獨立懸掛
多連桿獨立懸掛,可分為多連桿前懸掛和多連桿后懸掛系統(tǒng)。
其中前懸掛一般為3連桿或4連桿式獨立懸掛;后懸掛則一般為4連桿或5連桿式后懸掛系統(tǒng),其中5連桿式后懸掛應用較為廣泛。
多連桿懸掛能實現(xiàn)主銷后傾角的最佳位置,大幅度減少來自路面的前后方向力。
從而改善加速和制動時的平順性和舒適性,同時也保證了直線行駛的穩(wěn)定性,因為由螺旋彈簧拉伸或壓縮導致的車輪橫向偏移量很小,不易造成非直線行駛。
在車輛轉彎或制動時,多連桿懸掛結構可使后輪形成正前束,提高了車輛的控制性能,減少轉向不足的情況。
多連桿懸掛在收縮時能自動調整外傾角,前束角以及使后輪獲得一定的轉向角度。
通過對連接運動點的約束角度設計使得懸掛在壓縮時能主動調整車輪定位(這個設計自由度非常大),能完全針對車型做匹配和調校以最大限度的發(fā)揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限。
拖曳臂式懸掛
拖曳臂式懸掛我們姑且稱之為半獨立懸掛,從懸掛的大分類來看,所有的懸掛可以被分成兩大類,即:獨立懸掛和非獨立懸掛。
但是在但縱臂扭轉梁懸掛上,這兩個分類變得有些模糊。
從懸掛結構來看屬于不折不扣的非獨立懸掛,因為左右縱向搖臂被一跟粗大的扭轉梁焊接在一起,但是從懸掛性能來看,這種懸掛實現(xiàn)的是具有更高穩(wěn)定性的全拖式獨立懸掛的性能。
連桿支柱懸掛
連桿支柱懸掛嚴格意義上來說沒有這種稱謂,但是隨著國內廣州豐田凱美瑞的熱銷(凱美瑞采用了這種懸掛),連桿支柱這個名字被越來越多的人熟悉,我們也就姑且把這種懸掛稱為連桿支柱懸掛。
上面說過拖曳臂式懸掛系統(tǒng)的最大優(yōu)點是左右兩輪的空間較大,而且車身的外傾角沒有變化,避震器不發(fā)生彎曲應力,所以摩擦小。
但當其剎車時除了車頭較重會往下沉外,拖曳臂懸掛的后輪也會往下沉平衡車身,無法提供精準的幾何控制,所以某些車廠就會結合一些連桿來解決,就形成了復雜的多連桿懸掛——連桿支柱式懸掛。
連桿支柱與麥弗遜懸掛一樣,用來支撐車體也是減振器支柱,他把減振器,減振彈簧組裝在一個總成中。
連桿支柱懸掛也有一跟粗大的減振器支柱,與麥弗遜懸掛的主要區(qū)別在于,懸掛下部與車身連接的A字型控制臂改成了三根連桿定位。
轉彎時產(chǎn)生的橫向力來,主要由減振器支柱和橫拉桿來承擔。
它具有與麥弗遜懸掛相近的操控性能,又有比麥弗遜懸掛更高的連接剛度和相對較好的抗側傾性能。
但是同樣也存在麥弗遜懸掛的缺點,就是穩(wěn)定性不好,轉向側傾還是較大,需要加裝平衡桿來減小轉向側傾。
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