瘋狂機(jī)械控第500期 懸架系統(tǒng)是一種由彈簧、減震筒和連桿所構(gòu)成的車用系統(tǒng)，用于連接車輛與車輪。懸架系統(tǒng)使車輛的操控與剎車適合良好的動態(tài)安全與駕駛樂趣，并保持車主的舒適性及隔絕適當(dāng)?shù)穆访嬖胍?、彈跳與震動。
在古代埃及就已經(jīng)出現(xiàn)過板式彈簧的蹤跡。古代兵器專家使用彎曲的板式彈簧加強(qiáng)攻城武器，后來在投石器上所使用的板式彈簧更加精密，可以使用好幾年。那時(shí)彈簧不是由金屬制造的，而是使用堅(jiān)硬的樹枝當(dāng)作彈簧，就像制弓一樣的操作。
在19世紀(jì)早期，大部分的英國四輪馬車都配有彈簧，木制彈簧用于輕型馬車的避震，而較大的馬車彈簧則用鋼鐵制造。這些鐵制的彈簧由低碳鋼制成，通常疊放多層成為板式彈簧。
汽車 在早期開發(fā)時(shí)，比作自身提供動力推進(jìn)的馬車。但是相對來講，馬車設(shè)計(jì)是用來低速行駛的，它的懸架并不適用于內(nèi)燃機(jī)引擎所產(chǎn)生的高速行駛。
1903年，德國的Mors 汽車 公司首次將車輛安裝了減震筒。1920年，Leyland 汽車 公司在懸架系統(tǒng)中加入了扭桿裝置。1922年，Lancia Lambda開創(chuàng)先例的使用了獨(dú)立前輪懸架，在1932年以后上市銷售車輛普及了此懸架系統(tǒng)。
懸架剛性（或稱彈簧剛性）是懸架伸縮時(shí)，用來設(shè)定車高或其定位的要素之一。車輛載重大通常會搭配更硬的懸架來抵銷額外的重量負(fù)載，否則可能在途中（或彈跳時(shí)）壓毀車輛。
一般來說，經(jīng)常裝載大重量的車輛應(yīng)配置較硬的彈簧，其彈簧剛性接近車重的上限值，這樣車輛可以正常的載貨并順利行駛。駕駛空載的貨用卡車可能會對乘客不太舒適，這是因?yàn)榕c車重相關(guān)的高彈簧剛性，坐起來減震太硬。
彈簧剛性是一個(gè)比值，用來測量一個(gè)彈簧在偏斜時(shí)被壓縮或伸展時(shí)的阻抗。按照虎克定律，彈力強(qiáng)度隨著偏斜增加而增加。簡單來講，這個(gè)現(xiàn)象可以由下列公式所述： F=kx
其中，F(xiàn)為彈簧的施力；k為彈簧的剛性；x為靜力平衡時(shí)的位移量。
下面說說五種常用的 汽車 懸架：麥弗遜懸架、雙叉臂懸架、多連桿懸架、扭力梁懸架和整體橋懸架。
麥弗遜式懸架是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化。這種懸架構(gòu)造簡單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，目前轎車使用最多的獨(dú)立懸架是麥弗遜式懸架。
對于很多前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的車輛來說，車頭部分的大部分空間都要用來布置橫放的發(fā)動機(jī)以及變速箱，留給懸掛的空間并不大，因此麥弗遜懸掛體積小質(zhì)量輕的優(yōu)勢就會表現(xiàn)的非常明顯。
雙叉臂懸掛是由兩根長短不等的A字臂和充當(dāng)支柱的減震器所組成的。上下兩根A字臂分別通過球鉸與車輪上的轉(zhuǎn)向節(jié)上下節(jié)臂相連，而串連的減震器和螺旋彈簧則充當(dāng)了支柱和轉(zhuǎn)向主銷的角色，它的上端與副車架相連，下端則和下擺臂相連。上下A臂負(fù)責(zé)吸收轉(zhuǎn)向時(shí)的橫向力，而支柱減震器只負(fù)責(zé)支撐車身重量和控制車輪上下跳動。
雙叉臂懸掛可以說是最堅(jiān)固的獨(dú)立懸架。我們都知道，三角形是最穩(wěn)固幾何形狀，雙叉臂懸掛的上下兩根A字臂擁有類似三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不僅擁有足夠的抗扭強(qiáng)度，上下兩根A臂對橫向力都具有很好的導(dǎo)向作用，另外車輪的四個(gè)定位參數(shù)前后外傾角、前輪前束量、主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角都是精確可調(diào)，可以提升車輛操控性。如果使用在SUV 汽車 上時(shí)，也能夠應(yīng)付極限越野路況下帶來的巨大沖擊。
多連桿獨(dú)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(dú)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(yīng)用較為廣泛。其五根連桿分別為：主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂，它們分別對各個(gè)方向產(chǎn)生作用力。
多連桿懸掛能實(shí)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(shí)的平順性和舒適性，同時(shí)也保證了直線行駛的穩(wěn)定性，因?yàn)橛陕菪龔椈衫旎驂嚎s導(dǎo)致的車輪橫向偏移量很小，不易造成非直線行駛。
不過多連桿懸掛由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、零件多、組裝費(fèi)時(shí)，并且要達(dá)到非獨(dú)立懸架的耐用度，始終需要保持連桿不變形、不移位，在材料使用和結(jié)構(gòu)優(yōu)化上也會很考究。所以多連桿懸架是以追求優(yōu)異的操控性和行駛舒適性為主要訴求的，而并非適合所有情況。
扭力梁懸架是 汽車 后懸掛裝置類型的一種，在扭力梁式非獨(dú)立懸架上增加一個(gè)平衡桿來使車輪產(chǎn)生傾斜，保持車輛的平穩(wěn)。其工作原理是將非獨(dú)立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端，這樣當(dāng)一邊車輪運(yùn)轉(zhuǎn)跳動時(shí)，就會影響另一側(cè)車輪也作出相應(yīng)的跳動，使整個(gè)車身振動或傾斜。
取這種懸掛系統(tǒng)的 汽車 一般平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于其構(gòu)造較簡單，承載力大，該懸掛多用于載重 汽車 、普通客車和一些其他特種車輛上?！ ?/p>
整體橋懸掛就是有整體的車橋結(jié)構(gòu)連接兩個(gè)車輪，車橋不能斷開，同一車橋上的兩個(gè)車輪沒有相對運(yùn)動。對于驅(qū)動橋來說，主要還是由差速器殼體、橋管、半軸、軸承等部分組成，而對于非驅(qū)動橋的整體橋來說，其結(jié)構(gòu)更為簡單，且現(xiàn)在多為貨車用。
出于向舒適性和公路性能的妥協(xié)，現(xiàn)在用整體橋懸掛的車型已經(jīng)不多了，但是這并不能抹殺它的實(shí)用性和在越野愛好者心目中的地位，由于整體橋懸掛結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)和改裝，因此那些強(qiáng)調(diào)承載和越野的車型還會繼續(xù)沿用這種懸掛。
汽車懸掛工作原理-圖解
空氣懸掛工作原理就是利用空氣壓縮機(jī)形成壓縮空氣，并通過壓縮空氣來調(diào)節(jié)汽車的離地高度。一般裝備空氣彈簧的車型在前輪和后輪的附近都設(shè)有離地距離傳感器，按離地距離傳感器的輸出信號，行車電腦判斷出車身高度的變化，再控制空氣壓縮機(jī)和排氣閥門，使彈簧自動壓縮或伸長，從而起到減震的效果。空氣懸掛還使汽車增加一定的靈活性，當(dāng)在高速行駛時(shí)，空氣懸掛可以自動變硬來提高車身的穩(wěn)定性，而長時(shí)間在低速不平的路面行駛時(shí)，行車電腦則會使懸掛變軟來提高車輛的舒適性。空氣懸掛也并不是最近幾年才研發(fā)的新技術(shù)，它們的基本技術(shù)方案相似，主要包括內(nèi)部裝有壓縮空氣的空氣彈簧和阻尼可變的減震器兩部分。 與傳統(tǒng)鋼制懸掛想比較，空氣懸掛具有很多優(yōu)勢，最重要的一點(diǎn)就是彈簧的彈性系數(shù)也就是彈簧的軟硬能根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)。例如，高速行駛時(shí)懸掛可以變硬，以提高車身穩(wěn)定性，長時(shí)間低速行駛時(shí)，控制單元會認(rèn)為正在經(jīng)過顛簸路面，以懸掛變軟來提高減震舒適性。 另外，車輪受到地面沖擊產(chǎn)生的加速度也是空氣彈簧自動調(diào)節(jié)時(shí)考慮的參數(shù)之一。例如高速過彎時(shí)，外側(cè)車輪的空氣彈簧和減震器就會自動變硬，以減小車身的側(cè)傾，在緊急制動時(shí)電子模塊也會對前輪的彈簧和減震器硬度進(jìn)行加強(qiáng)以減小車身的慣性前傾。因此，裝有空氣彈簧的車型比其它汽車擁有更高的操控極限和舒適度。 例如裝備在 Maybach 上的AIRMATIC.DC空氣懸掛系統(tǒng)為簡例說明彈簧軟硬的變化。彈簧的彈性系數(shù)是通過橡膠皮腔中空氣的流量來調(diào)節(jié)的。在短波路面或高速過彎時(shí)，皮腔中的部分氣體會被鎖定，在皮腔受壓時(shí)，空氣流量減小，令彈簧變硬，以減小車身起伏和提高車身穩(wěn)定性。在普通路面上，所有空氣都可以自由流動，皮腔受壓時(shí)，空氣流量加大，從而提供柔軟的彈簧和最大程度的行駛舒適性。 Maybach 的空氣懸掛中的空氣始終保持6-10個(gè)巴的壓力。 空氣懸掛還將傳統(tǒng)的底盤升降技術(shù)融入其中。高速行駛時(shí)，車身高度自動降低，從而提高貼地性能確保良好的高速行駛穩(wěn)定性同時(shí)降低風(fēng)阻和油耗。慢速通過顛簸路面時(shí)，底盤自動升高，以提高通過性能。另外，空氣懸掛系統(tǒng)還能自動保持車身水平高度，無論空載滿載，車身高度都能恒定不變，這樣在任何載荷情況下，懸掛系統(tǒng)的彈簧行程都保持一定，從而使減震特性基本不會受到影響。因此即便是滿載情況下，車身也很容易控制。這的確是平臺技術(shù)的一個(gè)飛躍。 E53 (X5)空氣懸掛工作原理\x0d\E53(X5)所裝配的空氣懸掛系統(tǒng)分為單橋空氣懸掛（只有后橋裝備）和雙橋空氣懸掛兩種（前、后橋都裝備），根據(jù)裝備的不同，其功能也不同！\x0d\E53(X5)單橋空氣懸掛圖：\x0d\E53(X5)單橋空氣懸掛的工作模式和E39、E65、E66的單橋空氣懸掛的工作模式相同，主要是根據(jù)車輛負(fù)載調(diào)節(jié)后橋的高低和增加車輛行駛穩(wěn)定性。下面咱們來討論E53(X5)雙橋空氣懸掛：\x0d\空氣彈簧氣動系統(tǒng)的組成部分：供氣裝置后橋空氣彈簧\x0d\蓄壓器閥門單元\x0d\前橋空氣彈簧減震支柱\x0d\后部高度傳感器\x0d\前部高度傳感器\x0d\控制單元 蓄壓器閥門單元是一個(gè)新的部件\x0d\蓄壓器支持高度變化\x0d\閥門單元上的 6 個(gè)接頭：\x0d\4 個(gè)接頭連接減震支柱\x0d\一個(gè)接頭連接蓄壓器壓力傳感器和蓄壓器\x0d\一個(gè)接頭連接供氣裝置\x0d\E53 air suspension\x0d\供氣裝置已進(jìn)行了匹配 溫度監(jiān)控：\x0d\溫度超過 110 攝氏度時(shí)關(guān)閉\x0d\因?yàn)橄鲁了俣群芸?，\x0d\所以為空氣干燥器設(shè)計(jì)了新的結(jié)構(gòu)\x0d\閥門已進(jìn)行了匹配\x0d\預(yù)控閥直接由控制單元控制\x0d\排氣閥為氣動式受控高壓排氣閥帶雙橋空氣彈簧的 E53 雙橋空氣彈簧的優(yōu)點(diǎn)：\x0d\可以增加車輛的離地間隙\x0d\可以減少車輛的離地間隙\x0d\可通過按鈕選擇三種高度：\x0d\A. 越野： 離地間隙增加 25 mm\x0d\出于安全考慮，在車速高于 50 km/h 時(shí)越野模式復(fù)位 B.進(jìn)入： 離地間隙減少 35 mm\x0d\在速度低于 25 km/h 時(shí)才執(zhí)行這一改變速度超過 35 km/h 時(shí)進(jìn)入模式復(fù)位不能從任意某個(gè)中間狀態(tài)開始執(zhí)行升降底盤模式開關(guān)
懸掛是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力裝置的總稱。懸掛一般由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，橫向穩(wěn)定桿也屬于懸掛系統(tǒng)的范疇。
懸掛根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為非獨(dú)立懸掛和獨(dú)立懸掛兩基本類型。
非獨(dú)立懸掛與整體式車橋配合使用，主要用在商用車（載貨汽車）或越野汽車的后懸掛。這種懸掛的左右車輪不相互獨(dú)立，當(dāng)一側(cè)車輪因道路不平，相對車架或車身位置變化的同時(shí)，另一側(cè)車輪也有同樣的變化。
獨(dú)立懸掛與斷開式車橋配合使用，主要用在轎車上。這種懸掛的左右車輪相互獨(dú)立，當(dāng)一側(cè)車輪因道路不平，相對車架或車身位置變化的同時(shí)，另一側(cè)車輪不受影響。
獨(dú)立懸掛按照結(jié)構(gòu)形式又可分成橫臂式、縱臂式和炷式（麥弗遜式），等等很多。因?yàn)榍?、后懸掛的職能和受力狀況還是有很大的差別的，所以有必要按照前后軸各自分開來解釋。
前懸掛系統(tǒng)：目前轎車的前懸掛主要有雙橫臂式和麥佛遜式(又稱滑柱擺臂式)兩大類。
A、雙橫臂式懸掛是最早用于轎車的結(jié)構(gòu)形式，一般用兩個(gè)不等長的叉形擺臂上下布置，轉(zhuǎn)向節(jié)分別用兩個(gè)球頭銷與兩個(gè)擺臂相連。螺旋彈簧套在筒式減振器外，多安排在下擺臂與車身之間。由于它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大成本高，故應(yīng)用較少。雙橫臂式懸掛由上短下長兩根橫臂連接車輪與車身，兩根橫臂都非真正的桿狀，而是大體上類似英文字母Y或C，這樣的設(shè)計(jì)既是為了增加強(qiáng)度，提高定位精度，也為減振器和彈簧的安裝留出了空間和安裝位置。同時(shí)，下橫臂的長度較長，且與車輪中心大致處于同一水平線上，這樣做的目的是為了在車輪跳動導(dǎo)致下橫臂擺動時(shí)，不致產(chǎn)生太大的擺動角，也就保證了車輪的傾角不會產(chǎn)生太大變化。這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但經(jīng)久耐用，同時(shí)減振器的負(fù)荷小，壽命長。
B、麥佛遜式(即滑柱擺臂式)懸掛結(jié)構(gòu)相對比較簡單，只有下橫臂和減振器-彈簧組兩個(gè)機(jī)構(gòu)連接車輪與車身，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，占用空間小，上下行程長等。缺點(diǎn)是由于減振器和彈簧組充當(dāng)了主銷的角色，使它同時(shí)也承受了地面作用于車輪上的橫向力，因此在上下運(yùn)動時(shí)阻力較大，磨損也就增加了。且當(dāng)急轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于車身側(cè)傾，左右兩車輪也隨之向外側(cè)傾斜，出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向，彈簧越軟這種傾向越大。
后懸掛系統(tǒng) ：轎車后懸掛系統(tǒng)主要有多連桿式和擺臂式兩種等。
A、多連桿懸掛系統(tǒng)：過去的多連桿懸掛由于是在后車軸左右一體化(與中間的差速器剛性連接)的情況下使用的，會有平順性差等缺點(diǎn)?，F(xiàn)在的多連桿懸掛克服了過去多連桿懸掛的很多的不足，得到越來越多的應(yīng)用（尤其是在中高級轎車上）。不管是成熟的“5連桿”也好，還是最新的“4連桿”也罷，都是為了更好地使車輪能適應(yīng)各種不同的路況，讓車輪的定位不會因路況和受力變化產(chǎn)生太大擾動，因?yàn)橹挥羞@樣才能保證駕駛員的操控意志在車輪上得以充分的體現(xiàn)。另外5連桿懸掛構(gòu)造簡單、重量輕，可以減少懸掛系統(tǒng)占用的空間。個(gè)別的豪華轎車會應(yīng)用全新的4連桿懸掛系統(tǒng)，會有更精確的轉(zhuǎn)向控制。
B、擺臂式后懸掛是僅車軸中間的差速器固定，左右半軸在差速器與車輪之間設(shè)萬向節(jié)，并以其為中心擺動，車輪與車架之間用Y型下擺臂連接?！癥”的單獨(dú)一端與車輪剛性連接，另外兩個(gè)端點(diǎn)與車架連接并形成轉(zhuǎn)動軸。根據(jù)這個(gè)轉(zhuǎn)動軸是否與車軸平行，擺臂式懸掛又分為全拖動式擺臂和半拖動式擺臂，平行的是全拖動式，不平行的叫半拖動式
標(biāo)簽： #懸掛
