【圖】科普貼! 獨立懸掛與非獨立懸掛,圖文視頻版

科普貼! 獨立懸掛與非獨立懸掛,圖文視頻版!

視頻介紹不是很完整,暫時先看看! 找到合適的繼續補充.通常我們選車時,汽車銷售員總會向我們介紹說這車是什麼發動機,什麼變速箱,什麼懸架等等。說起發動機大家都懂得許多,說起變速箱也無外乎是自動的,還是手動的,而說起懸架有時就有點讓人發矇。一、什麼是汽車懸架所謂懸架就是指連接車身(車架)和車輪(車軸)的彈性構件,這個構件雖為彈性結構,但它的剛度足以保證汽車的行駛舒適性和穩定性。在汽車行駛過程中,懸架既能抵消減弱路面不平帶來的生硬衝擊,又能確保車身的橫向和縱向穩定性,使車輛在懸架設計的自由行程內時刻都可以保持一個較大範圍的動態可控姿態。因此,懸架是關係到車輛操控性和舒適性的重要組成部件之一。懸架結構形式和性能參數的選擇合理與否,直接對汽車行駛平順性、操縱穩定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統在現代汽車上是重要的總成之一。

二、汽車懸架的分類按照汽車懸架的原理來說,現代汽車中的懸架有兩種,一種是被動懸架,另一種是主動懸架。被動懸架即傳統式的懸架,是由彈簧、減振器(減振筒)、導向機構等組成,其中彈簧主要起減緩衝擊力的作用,減振器的主要作用是衰減振動。由於這種懸架是由外力驅動而起作用的,所以稱為從動懸架。主動懸架的控制環節中安裝了能夠產生抽動的裝置,採用一種以力抑力的方式來抑制路面對車身的衝擊力及車身的傾斜力。由於這種懸架能夠自行產生作用力,因此稱為主動懸架。主動懸架是由電腦控制的一種新型懸架,具有能夠產生反作用力的動力源,主要用於高檔轎車,這裡不討論。根據汽車導向機構不同懸架種類又可分為獨立懸架,非獨立懸架。如下圖所示。(半獨立懸架單獨介紹)非獨立懸架如上圖(a)所示其特點是兩側車輪安裝於一整體式車橋上,當一側車輪受衝擊力時會直接影響到另一側車輪上,當車輪上下跳動時定位參數變化小。若採用鋼板彈簧作彈性元件,它可兼起導向作用,使結構大為簡化,降低成本。目前廣泛應用於貨車和大客車上,有些轎車後懸架也有採用的。非獨立懸架由於非簧載質量比較大,高速行駛時懸架受到衝擊載荷比較大,平順性較差。獨立懸架如上圖(b)所示其特點是兩側車輪分別獨立地與車架(或車身)彈性地連接,當一側車輪受衝擊,其運動不直接影響到另一側車輪,獨立懸架所採用的車橋是斷開式的。這樣使得發動機可放低安裝,有利於降低汽車重心,並使結構緊湊。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間,有利於轉向,便於選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時獨立懸架非簧載質量小,

三、非獨立式懸架特點和種類:非獨立式懸架的兩側車輪安裝於一根整體式車橋上,車橋通過懸掛與車架相連。這種懸掛結構簡單,傳力可靠,但兩輪受衝擊震動時互相影響。而且由於非懸掛質量較重,懸掛的緩衝性能較差,行駛時汽車振動,衝擊較大。該懸掛一般多用於載重汽車、普通客車和一些其他車輛上。1)鋼板彈簧式非獨立懸架鋼板彈簧被用做非獨立懸架的彈性元件,由於它兼起導向機構的作用,使得懸架系統大為簡化。如下圖2所示。這種懸架廣泛用於貨車的前、後懸架中。

圖2鋼板彈簧非獨立懸架2)螺旋彈簧非獨立懸架因為螺旋彈簧作為彈性元件,只能承受垂直載荷,所以其懸架系統要加設導向機構和減振器。(如圖3)

3)空氣彈簧非獨立懸架(我們經常看到的太脫拉)汽車在行駛時由於載荷和路面的變化,要求懸架剛度隨著變化。當空車時車身被抬高,滿載時車身則被壓得很低,會出現撞擊緩衝塊的情況。

四、獨立懸架特點和種類每個車輪單獨通過一套懸掛安裝於車身或者車橋上,車橋採用斷開式,中間一段固定於車架或者車身上;此種懸掛兩邊車輪受衝擊時互不影響,而且由於非懸掛質量較輕;緩衝與減震能力很強,乘坐舒適。各項指標都優於非獨立式懸掛,但該懸掛結構複雜,而且還會使驅動橋、轉向系變得複雜起來。採用此種懸掛的有下面兩大類車輛。1.轎車、客車及載人車輛。可明顯提高乘坐舒適性,並且在高速行駛時提高汽車的行駛穩定性。2.越野車輛、軍用車輛和礦山車輛。在壞路和無路的情說下,可保證全部車輪與地面的接觸,提高汽車的行駛穩定性和附著性,發揮汽車的行駛速度。目前採用較多的有以下三種形式:(1)雙橫臂式,(2)麥弗遜式,(3)多桿式獨立懸架(1)雙橫臂式(雙叉式)獨立懸架如圖7a所示為雙橫臂式獨立懸架。上下兩擺臂不等長,選擇長度比例合適,可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大。這種獨立懸架被廣泛應用在轎車前輪上。雙橫臂的臂有做成A字形或V字形,如圖5所示。V形臂的上下2個V形擺臂以一定的距離,分別安裝在車輪上,另一端安裝在車架上。

不等臂雙橫臂上臂比下臂短。當汽車車輪上下運動時,上臂比下臂運動弧度小。這將使輪胎上部輕微地內外移動,而底部影響很小。這種結構有利於減少輪胎磨損,提高汽車行駛平順性和方向穩定性。(如圖6)

這種懸架目前在轎車中採用很多。如圖7所示。麥弗遜式懸架將減振器作為引導車輪跳動的滑柱,螺旋彈簧與其裝於一體。這種懸架將雙橫臂上臂去掉並以橡膠做支承,允許滑柱上端作少許角位移。內側空間大,有利於發動機布置,並降低車子的重心。車輪上下運動時,主銷軸線的角度會有變化,這是因為減振器下端支點隨橫擺臂擺動。以上問題可通過調整桿系設計布置合理得到解決。圖7麥弗遜式獨立懸架

(3)多桿式獨立懸架獨立懸架中多採用螺旋彈簧,因而對於側向力,垂直力以及縱向力需加設導向裝置即採用桿件來承受和傳遞這些力。因而一些轎車上為減輕車重和簡化結構採用多桿式懸架。如圖9所示。上連桿9用支架11與車身(或車架)相連,上連桿9外端與第三連桿7相連。上桿9的兩端都裝有橡膠隔振套。第三連桿7的下端通過重型止推軸承與轉向節連接。下連桿5與普通的下擺臂相同,下連桿5的內端通過橡膠隔振套與前橫樑相連接。球鉸將下連桿5的外端與轉向節相連。多桿紗前懸架系統的主銷軸線從下球鉸延伸到上面的軸承,它與上連桿和第三連桿無關。多桿懸架系統具有良好操縱穩定性,可減小輪胎摩損。這種懸架減振器和螺旋彈簧不象麥弗遜懸架那樣沿轉向節轉動。

1-前懸架橫樑2-前穩定桿3-拉杆支架4-粘滯式拉杆5-下連桿 6-輪轂轉向節總成7-第三連桿8-減振器9-上連桿10-螺旋彈簧11-上連桿支架12-減振器隔振塊五、麥弗遜式獨立懸架(大部分汽車前懸架選用)一直以來,汽車的行駛操控性和舒適性與底盤結構中的懸掛系統息息相關,而懸掛結構的簡單與複雜也直接決定著汽車製造成本的高低。麥弗遜式獨立懸架是眾多懸掛系統中的一種,它以結構簡單、成本低廉、舒適性尚可的優點贏得了廣泛的市場應用。關於麥弗遜懸架,車壇歷史上還有這麼一段記載。麥弗遜(Mcpherson)是美國伊利諾斯州人,1891年生。大學畢業後他曾在歐洲搞了多年的航空發動機,並於1924年加入了通用汽車公司的工程中心。30年代,通用的雪佛蘭分部想設計一種真正的小型汽車,總設計師就是麥弗遜。他對設計小型轎車非常感興趣,目標是將這種四座轎車的質量控制在0.9噸以內,軸距控制在2.74米以內,設計的關鍵是懸架。麥弗遜一改當時盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸架方式,創造性地將減振器和螺旋彈簧組合在一起,裝在前軸上。實踐證明這種懸架形式的構造簡單,佔用空間小,而且操縱性很好。後來,麥弗遜跳槽到福特,1950年福特在英國的子公司生產的兩款車,是世界上首次使用麥弗遜懸架的商品車。麥弗遜懸架由於構造簡單,性能優越的緣故,被行家譽為經典的設計。麥弗遜式懸架是現在轎車中使用最多的:它的主要結構即是由螺旋彈簧加上減振器組成。減振器可以避免螺旋彈簧受力時向前、後、左、右偏移的現象,限制彈簧只能作上下方向的振動。並可以用減振器的行程長短及鬆緊,來設定懸架的軟硬性能。它的優點是:結構緊湊,車輪跳動時前輪定位參數變化小,有良好的操縱穩定性,成本相對較低。

它的缺點是:因為麥弗遜結構過於簡單,造成懸掛的剛度有限。由於麥弗遜懸掛只能靠下托臂和減震器支柱來承受強大的車輪衝擊力,所以較易發生幾何變形。這種變形體現到駕駛感受上,就是駕駛者會明顯的感覺到車身穩定性較差。無論是轉彎側傾,還是剎車點頭現象,都非常明顯。當然,設計師們也想了不少辦法來解決穩定性問題。我們經常聽說的橫向穩定桿,防傾桿,平衡桿等等都是用來提高麥弗遜懸掛幾何剛度和橫向穩定性的部件。但是,光靠增加穩定桿所提高的性能是有限的,使用各種穩定桿設計能從一定程度上提高穩定性和懸掛幾何剛度。如果要從根本解決這些問題,就必須改變整個懸掛的幾何形狀,那麼多連桿和雙叉式獨立懸架就成了高性能懸掛的代表。結論:優點:麥弗遜懸掛擁有良好的響應性和操控性,而且結構簡單,佔用空間小,成本低,適合布置大型發動機以及裝配在小型車身上。缺點:穩定性差,抗側傾和制動點頭能力弱,增加穩定桿以後有所緩解但無法從根本上解決問題,耐用性不高,減震器容易漏油需要定期更換。由於汽車前艙要放置發動機等大型部件,空間狹小,大多數廠家不約而同的選用了經濟適用,體積小巧的麥弗遜式懸架,而汽車後懸架成了各廠家展示其技術的舞台,在產中型、中大型轎車後懸架可謂千姿百態,也是也是我們討論的重點!!!歸結起來,在產中型、中大型轎車後懸架,無論怎麼變化,取什麼各式各樣的怪名,大多數不外乎有三種:1.拖曳臂式懸架2.雙叉臂式懸架3.多連桿式懸架九、拖曳臂式懸架(半獨立懸掛)拖曳臂式懸架是介於獨立式和非獨立式懸架之間的一種懸架,我們姑且稱他為半獨立懸掛,為什麼呢?從拖曳臂懸架的構造來看,由於左右縱擺臂被橫樑連接,因此懸架結構依舊還保持著整體橋式的特性,這也就使縱向拖臂所連接的車輪在動態運動中外傾角不會發生變化,由此會使前輪出現轉向不足,所以拖曳臂後懸無法為車身的精確操控提供良好的保障。不過可喜的是,連接左右縱臂的橫樑在連接處為可轉動式,在一定程度上可讓左右車輪在小範圍的空間內自由跳動而不干擾到另一側車輪,又帶有一點獨立懸掛的優點,所以我們姑且稱他為半獨立懸掛!典型的拖曳臂式後懸掛(實際上拖曳臂懸架屬於整體式的一種,因為左右仍屬硬性連接)

加裝了防傾桿拖曳臂式懸掛:

大家不要被名稱迷惑了,不同廠家對這種懸掛的稱謂不同:如:縱臂扭轉梁獨立懸掛,縱臂扭轉梁非獨立懸掛,H型縱向擺臂懸掛等等。歸根結底他們都是同一種懸掛結構——拖曳臂式懸掛,只是調教稍有不同。我們需要藉助拖曳臂懸架的作動原理來看看它為什麼性能如此平平。在前面我們已經說到,拖曳臂懸架左右縱臂被一根橫樑相連,因此它在某些特性上與整體橋式懸架有相似之處。打個比方,假設一輛裝備拖曳臂後懸的緊湊型轎車經過短波路面,由於左右後輪有橫樑相連,所以左右兩側車輪都會同時隨起伏不平的路面抖動,儘管液壓減震器和螺旋彈簧能吸收掉部分震動,但由於後懸的整體性,剩餘的無法過濾掉的震動還是不可避免地會傳入車廂,因此乘坐者會感到一定的不適,這種不適說得直白點就是比較顛。如果此時後輪裝備的是多連桿懸架,左右後輪就可以分別隨著各自的連接桿進行上下運動,不會因為中間的橫樑而互相干擾,那麼舒適性也將大大提高。舒適性如此,在操控性上你更是別指望拖曳臂會帶給你莫大的驚喜。在動態運動尤其是高速轉向中,車身隨慣性會產生一定的側傾,前面我們提到由於縱向拖臂所連接的車輪在轉向中不會發生外傾角變化,由此會造成前輪的轉向不足,所以拖曳臂懸架給人的感覺是極端操控狀態下可控性較差,後輪反映較遲鈍。其實這也與左右縱臂(車輪)被橫樑連接有關,因為轉向時車身會側傾,而彎道內側車輪會在減震器和彈簧的伸展下盡量保持與地面的接觸,左右車輪受力不均會影響到動態操控性。有兩種方案倒是可以解決這一問題,一種是更換更為先進的多連桿懸架,另一種則是導入後輪隨動轉向功能。拖曳臂式懸掛本身具有非獨立懸掛的存在的缺點但同時也兼有獨立懸掛的優點,拖曳臂式懸掛的最大優點是左右兩輪的空間較大,而且車身的外傾角沒有變化,避震器不發生彎曲應力,所以摩擦小。這種懸掛的舒適性和操控性均有限,當其剎車時除了車頭較重會往下沉外,拖曳臂懸掛的後輪也會往下沉平衡車身,無法提供精準的幾何控制。拖曳臂式懸掛的優缺點:主要優點:結構簡單實用、佔用空間最小、製造成本低。主要缺點:承載性能差、抗側傾能力較弱、減震性能差、舒適性有限十、雙叉臂式獨立懸架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,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。雙叉臂式懸掛通常採用上下不等長叉臂(上短下長),讓車輪在上下運動時能自動改變外傾角並且減小輪距變化減小輪胎磨損,並且能自適應路面,輪胎接地面積大,貼地性好。雙叉臂的懸掛一般指減震器擁有上下兩個支撐臂,由於上下使用了不等長的擺臂,令車輪在上下運動時能自動改變外傾角並且自動適應路面的起伏,使輪胎的附著力更大,因而許多偏重運動設計的車會採用此類懸掛。從結構上來看,雙叉臂式懸架和麥弗遜式懸架有著緊密的血緣關係,它們的共同點為:下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂構成,液壓減震器充當支柱支撐整個車身。不同處則在於雙叉臂式懸架多了一根連接支柱減震器的上控制臂,這樣一來有效增強了懸架整體的可靠性和穩定性。

雙叉臂式懸掛運動性出色,為法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車所運用。主要優點:橫向剛度大、抗側傾性能優異、抓地性能好、路感清晰;主要缺點:製造成本高、佔用空大、懸架定位參數設定複雜;適用車型:運動型轎車、超級跑車以及高檔SUV前後懸架。雙叉臂式獨立懸架的應用值得一提的是,雙叉臂懸架的上下控制臂能起到抵消橫向作用力的功效,這使得支柱減震器不再承受橫向作用力,而只應對車輪的上下抖動,因此在彎道上具有較好的方向穩定性。素有「彎道之王」美譽的馬自達6前懸採用的就是雙叉臂懸架。因此,馬自達6在彎道行駛時的側傾較小,車身的整體感保持得非常好。在標緻407上,前懸採用了名為「獨立軸頸雙叉前輪系統」的雙向控制改進型雙叉臂懸架。一汽豐田皇冠和銳志也都採用了雙叉臂式前懸掛。國內採用雙叉臂式前懸掛的轎車主要有一汽豐田皇冠和一汽豐田銳志,以及奧迪的豪華SUVQ7、大眾途銳等。儘管雙叉臂式獨立懸架擁有眾多優勢——出色的側向支撐、精確的車輪方向控制等,但由於使用上下控制臂結構,過於穩定的特性卻使車輪的響應速度較其他形式懸架要緩慢,上下控制臂的結構也導致這種懸架的橫向安裝空間增大。因此雙叉臂懸架常出現在車身寬大的豪華轎車、全尺寸SUV、皮卡甚至超級跑車上。如我們熟悉的凱迪拉克賽威SLS、雪鐵龍C6、奧迪Q7、大眾途銳無一例外都在前懸採用了雙叉臂結構。而像蘭博基尼蓋拉多、瑪莎拉蒂3000GT、捷豹等注重操控性能的跑車在前後懸都採用雙叉臂懸架,這足以說明雙叉臂的應用範圍廣泛,重要的是它能為車身提供很好的側向支撐。雪佛蘭克爾維特C6後雙叉臂懸架

標緻407的改良型雙叉臂懸架

捷豹的雙叉臂結構,上V臂較小

悍馬H3的雙叉臂前懸

十一、多連桿式懸架多連桿式懸架是由(3—5)根桿件組合起來控制車輪的位置變化的懸架。多連桿式能使車輪繞著與汽車縱軸線成二定角度的軸線內擺動,是橫臂式和縱臂式的折衷方案,適當地選擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角,可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸架的優點,能滿足不同的使用性能要求。多連桿式懸架的主要優點是:車輪跳動時輪距和前束的變化很小,不管汽車是在驅動、制動狀態都可以按司機的意圖進行平穩地轉向,其不足之處是汽車高速時有軸擺動現象。最近比較流行的一種後懸架為多連桿式懸架。目前在中高檔轎車上使用的多連桿式後懸架並不新鮮,但隨著技術的發展,多連桿式後懸架也開始被用在緊湊型轎車上,成為了廠家宣傳的賣點。多連桿式懸架能夠更加精確地控制車輪與地面接觸的角度,因此它是一種比較先進的後懸架結構方案。現在比較先進的是多連桿結構的後懸掛系統,可分5連桿和4連桿。多連桿的後懸掛能實現主銷後傾角的最佳位置,大幅度減少來自路面的前後方向力,從而改善加速和制動時的平順性和舒適性,同時也保證了行駛中的車輛穩定性,多連桿式的後懸算是比較高級的懸架。

總結:市面銷售車型常用懸掛種類麥弗遜懸掛獨立懸掛:(主要用於汽車前懸掛)主要優點:結構簡單、佔用空間小、過彎時可以自適應路面有不錯的舒適性。主要缺點:由於直筒式構造,對左右方向的衝擊缺乏阻擋力,抗剎車點頭作用較差,剛度與穩定性較差,過彎時側傾明顯。多連桿獨立懸掛:主要優點:舒適性能極佳、操控穩定性能優越主要缺點:結構複雜、研發生產成本高、佔用空間大雙叉臂式獨立懸掛:主要優點:橫向剛度大、抗側傾性能優異、抓地性能好、路感清晰主要缺點:製造成本高、佔用空大、懸架定位參數設定複雜拖曳臂式懸掛:主要優點:結構簡單實用、佔用空間最小、製造成本低主要缺點:承載性能差、抗側傾能力較弱、減震性能差、舒適性有限扭力梁式半獨立懸掛:主要優點:構造簡單、承載力大,佔用空間小、製造成本低主要缺點:平穩性與舒適性欠缺
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