汽車不能只看皮毛——汽車懸架-今日頭條

如果說輪胎是汽車的腳,那麼懸架就是汽車的腿,因為它連接了車身和輪胎,正如腿一樣連接腳和人的身體。正如人的腿有長短有粗細一樣,汽車懸架也有萬千形態。

首選解釋關於獨立於非獨立懸掛。

非獨立懸掛結構簡單、生產成本低、強度高、保養容易、行車中定位變化小,但由於其舒適性及操縱穩定性都很一般,所以在現代轎車中正在慢慢被非獨立懸掛取代,目前多用在貨車和大客車上以及低端轎車車型中。獨立懸掛的優點是:質量輕,有效減少車身衝擊,提高了車輪的地面附著力;改善汽車的舒適性;可以使發動機位置降低,左右車輪單獨跳動,互不相干,能減小車身的傾斜和震動。不過,獨立懸掛系統存在著結構複雜、成本高、維修不便的缺點。

【一】麥弗遜式懸掛--應用最廣泛的懸掛

發明者Mcpherson是是美國伊利諾斯州人,大學畢業後從事航空發動機研究,1924年加入通用汽車,30年代以他為總設計師的團隊著力研發一款雪弗蘭小型車,Mcpherson 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,可是當時這款車並沒有最終量產。不久後Mcpherson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掛的商品車。麥弗遜懸掛由於構造簡單,性能優越的緣故,被譽為汽車史上的經典設計之一。

這是一種利用減震器為車輪定位用支柱的懸掛形式,支柱上部由橡膠絕緣體固定於車身,支柱下部用連桿連結以定位,避震器為筒型,裝在支柱內部。支柱可在導管內上下滑動,最大優點為構造簡單,佔位置小,前輪之後傾角不會因車輪的跳動而改變,另外在才之外的懸掛,外傾角方向的定位需要上臂,犧牲空間,麥弗遜懸掛由於減震筒兼顧了上臂的功能,可增大車室空間,在發動機橫置的前置前驅車因布置空間無餘地的情況下,此優點就顯得特別重要;缺點為行駛不平路面時,車輪易自動轉向,原因是,當受到劇烈衝擊時,滑柱易造成彎曲,因而影響轉向性能。

雖然麥弗遜式懸掛系統並不是技術含量最高的懸掛系統結構,但它仍是一種經久耐用的獨立懸掛系統,具有很強的道路適應能力。目前被廣泛應用於國內外大部分車型上。

【二】拖曳臂式懸掛

專為後輪設計的懸掛,以支臂結合車軸前方的車身部主軸與車軸,其中車身部主軸的旋轉軸垂直於車身中心線者,亦即直向後方,拖曳臂式的結構為車身部的主軸直接結合於車身,然後將主軸結合於懸掛系統,再將此構件安裝於車身,彈簧與避震器通常是分開安裝或是構成一體,直立安裝於車軸附近。懸掛本身的運動,支臂以垂直車身中心線的軸,亦即平行於車軸的軸為中心進行運動,車軸不傾斜於車身,在任一上下運動位置,車軸平行於車身,對車身外傾角變化為零。其最大的優點乃在於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,當剎車時除了車頭較重會往下沉外,拖曳臂的後輪也會往下沉平衡車身,而其缺點是無法提供精準的幾何控制。

【三】多連桿式懸掛

多連桿式懸掛系統是由3-5根桿件組合起來控制車輪的位置變化的懸掛系統。能使車輪繞著與汽車縱軸線成一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掛系統的優點,能滿足不同的使用性能要求。多連桿式懸掛系統的主要優點是: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。

多連桿式懸掛不僅可以保證擁有一定的舒適性,而且由於連桿較多,可以使車輪和地面盡最大可能保持垂直,盡最大可能減小車身的傾斜。最大可能維持輪胎的貼地性。其操控性能和雙叉臂式懸掛難分伯仲,高檔轎車由於空間充裕、且注重舒適性能和操控穩定性,所以大多使用多連桿懸掛,可以說多連桿懸掛是高檔轎車的絕佳搭檔,多連桿式後懸掛是現代汽車追求舒適性大潮下的一個必然趨勢。

【四】橫臂式懸掛

橫臂式懸掛系統是指車輪在汽車橫向平面內擺動的獨立懸掛系統,按橫臂數量的多少又分為雙橫臂式和單橫臂式懸掛系統。單橫臂式具有結構簡單,側傾中心高,有較強的抗側傾能力的優點。但隨著現代汽車速度的提高,側傾中心過高會引起車輪跳動時輪距變化大,輪胎磨損加劇,而且在急轉彎時左右車輪垂直力轉移過大,導致後輪外傾增大,減少了後輪側偏剛度。單橫臂式獨立懸掛系統多應用在後懸掛系統上,但由於不能適應高速行駛的要求,目前應用不多。雙橫臂式獨立懸掛系統按上下橫臂是否等長,又分為等長雙橫臂式和不等長雙橫臂式兩種懸掛系統。等長雙橫臂式懸掛系統在車輪上下跳動時,能保持主銷傾角不變,但輪距變化大(與單橫臂式相類似),造成輪胎磨損嚴重,現已很少用。對於不等長雙橫臂式懸掛系統,只要適當選擇、優化上下橫臂的長度,並通過合理的布置、就可以使輪距及前輪定位參數變化均在可接受的限定範圍內,保證汽車具有良好的行駛穩定性。目前不等長雙橫臂式懸掛系統已廣泛應用在轎車的前後懸掛系統上,部分運動型轎車及賽車的後輪也採用這一懸掛系統結構。

當然這個世界奇葩非常多,懸架也是千奇百怪,曾經在咱們國家風靡一時的車型還採用過超級奇葩的「橫置彈簧鋼板前懸掛」,而且更奇葩的是某學院的一位老師還對這個奇葩懸掛進行了很專業的分析和研究,並發表論文在2009年第5期《機械設計》期刊。你知道這個車型是哪款車嗎?附圖一張(沒錯,這是前懸掛!!!!)


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