相信大部分人都聽說過汽車懸架。汽車懸架對汽車的性能有著重要的影響,它決定了汽車的穩(wěn)定性和舒適性。汽車懸架也有很多種類型。汽車懸架有哪些類型?
什么是汽車懸架?
懸架系統(tǒng)是指車身、車架和車輪之間的連接結(jié)構(gòu)系統(tǒng),簡單來說就是汽車的臂和腿。典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、減震器、導(dǎo)向機構(gòu)等部件組成,起到緩沖、減振和傳力的作用。
汽車在道路上行駛,受到地面變化的震動和沖擊時,一部分沖擊力會被輪胎吸收,但大部分振動能量會被輪胎和車身之間的懸掛裝置吸收,從而保證汽車的平穩(wěn)行駛。
汽車懸架有哪些類別?
一般來說,汽車懸架系統(tǒng)分為兩種,即非獨立懸架和獨立懸架。由于人們對汽車操控性和乘坐舒適性的要求越來越高,非獨立懸架系統(tǒng)逐漸被淘汰。
定義:
1、從屬懸掛系統(tǒng)
非獨立懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)的車輪由一個整體框架連接,車輪與車軸一起通過彈性懸架系統(tǒng)懸掛在框架或車身下方。非獨立懸架系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強度高、易于維護(hù)、行駛過程中前輪定位變化小等優(yōu)點。但由于其舒適性和操控穩(wěn)定性較差,基本不再用于現(xiàn)代汽車,多用于卡車和公交車。
2.獨立懸掛系統(tǒng)
獨立懸掛系統(tǒng)是指每一側(cè)的車輪通過彈性懸掛系統(tǒng)單獨懸掛在車架或車身下方。它的優(yōu)點是:重量輕,減少對車身的沖擊,提高車輪對地面的附著力;剛度較低的軟彈簧可以用來提高汽車的舒適性。它可以降低發(fā)動機的位置和汽車的重心,從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性;左右車輪獨立跳動,可以減少車身的傾斜和振動。然而,獨立懸架系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維護(hù)不方便的缺點。
現(xiàn)代汽車大多用獨立懸架系統(tǒng),根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同,可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式和麥弗遜式懸架系統(tǒng)。
(1)麥弗遜懸架系統(tǒng)
麥弗遜懸架系統(tǒng)的車輪也是一個沿主銷滑動的懸架系統(tǒng),但與蠟燭懸架系統(tǒng)并不完全相同。它的主銷可以擺動。麥弗遜懸掛系統(tǒng)是擺臂懸掛系統(tǒng)和蠟燭懸掛系統(tǒng)的結(jié)合。與雙橫臂懸架系統(tǒng)相比,麥弗遜懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,車輪跑偏時前輪定位參數(shù)變化小,操縱穩(wěn)定性好。此外,上叉臂的取消為發(fā)動機和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布局帶來了便利,與蠟燭懸掛系統(tǒng)相比,其滑柱上的側(cè)向力得到了很大的提高。
麥弗遜懸架系統(tǒng)多用于中小型汽車的前懸架系統(tǒng)。比如國產(chǎn)奧迪、桑塔納、李霞、富康等車的前懸架系統(tǒng)都是麥弗遜獨立懸架系統(tǒng)。雖然麥弗遜懸架系統(tǒng)不是技術(shù)最先進(jìn)的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu),但它仍然是一種耐用的獨立懸架系統(tǒng),具有很強的道路適應(yīng)性。
(2)橫臂懸架系統(tǒng)
橫臂懸架系統(tǒng)是指車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動的獨立懸架系統(tǒng)。按橫臂數(shù)量可分為雙橫臂懸掛系統(tǒng)和單橫臂懸掛系統(tǒng)。
單臂式結(jié)構(gòu)簡單,側(cè)傾中心高,抗側(cè)傾能力強。但是隨著現(xiàn)代汽車速度的提高,側(cè)傾中心過高會導(dǎo)致車輪跳動時車輪踏面發(fā)生較大變化,輪胎磨損加劇。而且在急轉(zhuǎn)彎時,左右輪之間的垂直力傳遞會過大,導(dǎo)致后輪外傾角增大,后輪轉(zhuǎn)彎剛度降低,從而造成高速甩尾的嚴(yán)重工況。單臂獨立懸架系統(tǒng)多用于后懸架系統(tǒng),但由于不能滿足高速行駛的要求,目前應(yīng)用并不廣泛。
雙臂獨立懸架系統(tǒng)根據(jù)上下臂長度是否相等,可分為等長雙臂懸架系統(tǒng)和不等長雙臂懸架系統(tǒng)。等長雙叉臂懸架系統(tǒng)在車輪上下跳動時可以保持主銷傾角不變,但車輪俯仰變化較大(類似于單叉臂懸架系統(tǒng)),造成輪胎磨損嚴(yán)重,現(xiàn)在很少使用。
對于不等長雙橫臂懸架系統(tǒng),只要適當(dāng)選擇和優(yōu)化上、下橫臂的長度,通過合理的布置,車輪軌跡和前輪定位參數(shù)的變化可以在可接受的范圍內(nèi),從而保證汽車良好的行駛穩(wěn)定性。目前,不等長雙橫臂懸架系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車的前后懸架系統(tǒng)中,一些跑車和賽車的后輪也用了這種懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
(3)多連桿懸架系統(tǒng)
多連桿懸架系統(tǒng)是由(3-5)個桿組成的懸架系統(tǒng),用于控制車輪的位置變化。使車輪繞與汽車縱軸成兩個角度的軸擺動,是橫臂式和縱臂式的折中。通過適當(dāng)選擇擺臂軸線與汽車縱軸的夾角,可以不同程度地獲得橫臂式和縱臂式懸架系統(tǒng)的優(yōu)點,滿足不同的性能要求。多連桿懸架系統(tǒng)的主要優(yōu)點是:車輪跳動時履帶和前束的變化很小,無論是行駛還是制動,汽車都能按照駕駛員的意圖平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎,但其缺點是汽車在高速行駛時會出現(xiàn)擺軸現(xiàn)象。
(4)、鋼板彈簧式非獨立懸架系統(tǒng)
板簧被用作從屬懸架的彈性元件,并且懸架系統(tǒng)被大大簡化,因為它還充當(dāng)導(dǎo)向機構(gòu)。這種懸架廣泛應(yīng)用于貨車的前后懸架。它的中部用U型螺栓將板簧固定在軸上。懸架的前端是一個固定鉸鏈,也稱為固定凸耳。板簧的前卷耳通過板簧銷與板簧的前支架連接,前卷耳孔內(nèi)安裝有襯套以減少摩擦。后端滾耳通過板簧吊耳銷與后端吊耳和吊耳架連接,后端可自由擺動形成活動吊耳。當(dāng)車架被沖擊彈簧變形時,兩個凸耳之間的距離可能會改變。
(5)主動懸掛系統(tǒng)
主動懸架系統(tǒng)是近十年來發(fā)展起來的一種由計算機控制的新型懸架系統(tǒng)。它結(jié)合了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識,是一種比較復(fù)雜的高科技裝置。比如法國雪鐵龍Sandia配備了主動懸掛系統(tǒng),這款車的懸掛系統(tǒng)中心是一臺微型計算機,懸掛系統(tǒng)上的5個傳感器分別將車速、前輪制動壓力、踩油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅和頻率、方向盤角度、轉(zhuǎn)向速度等數(shù)據(jù)傳輸給微型計算機。計算機持續(xù)接收這些數(shù)據(jù),并將其與預(yù)設(shè)的臨界值進(jìn)行比較,以選擇相應(yīng)的懸架系統(tǒng)狀態(tài)。
同時,微型計算機獨立控制每個車輪上的執(zhí)行器,通過控制減震器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動,使符合要求的懸架系統(tǒng)運動可以隨時在任意車輪上產(chǎn)生。因此,桑迪亞汽車配備了多種駕駛模式。只要駕駛員拉動儀表盤上的“Normal”或“Sports”按鈕,汽車就會自動設(shè)定在最佳懸掛狀態(tài),以獲得最佳舒適性。
(6)、空空氣懸架系統(tǒng)
與目前大部分汽車用的傳統(tǒng)的高度不變的螺旋彈簧懸架系統(tǒng)相比,空空氣懸架系統(tǒng)可以根據(jù)不同的路面起伏來增減底盤高度,使車輛能夠滿足各種路況下的行駛要求。就本次設(shè)計而言,空空氣懸架系統(tǒng)多用于經(jīng)常在惡劣路況下行駛的越野車上,以保證車輛能夠順利通過泥濘、涉水、碎石等道路。空空氣懸架系統(tǒng)是一種非常先進(jìn)實用的配置,但它非常脆弱。
由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,失效的概率和頻率遠(yuǎn)高于螺旋彈簧懸掛系統(tǒng)。如果空氣體作為“推進(jìn)動力”來調(diào)節(jié)底盤高度,減震器的密封性能需要進(jìn)一步提高。如果空氣體減震器泄漏,整個系統(tǒng)將處于“癱瘓”狀態(tài)。而且如果頻繁調(diào)整底盤高度,可能會造成氣泵系統(tǒng)局部過熱,大大縮短氣泵的使用壽命。
隨著SUV的設(shè)計越來越小,越來越城市化,SUV的越野性能逐漸被壓縮,空空氣懸架系統(tǒng)在城市平坦的路面上似乎形同虛設(shè)。面對這樣的尷尬和技術(shù)瓶頸,空空氣懸架系統(tǒng)自然無法贏得消費者的掌聲。
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汽車懸架的形式分為獨立懸架和非獨立懸架兩種:1、獨立懸架的車軸分成兩段,每只車輪用螺旋彈簧獨立地安裝在車架(或車身)下面,當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動時;2、另一邊車輪不受波及,汽車的平穩(wěn)性和舒適性好。但這種懸架構(gòu)造較復(fù)雜,承載力小?,F(xiàn)代轎車前后懸架大都用了獨立懸架,并已成為一種發(fā)展趨勢;3、非獨立懸架的車輪裝在一根整體車軸的兩端,當(dāng)一邊車輪跳動時,影響另一側(cè)車輪也作相應(yīng)的跳動,使整個車身振動或傾斜,汽車的平穩(wěn)性和舒適性較差,但由于構(gòu)造較簡單,承載力大,目前仍有部分轎車的后懸架用這種型式。
標(biāo)簽: #系統(tǒng)