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懸架

懸架

目 錄

1、 概述

2、 形式

3、 懸架系統(tǒng)

返回目錄↑1、概述

懸架麥佛遜式懸架典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成,個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式,而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧,個(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧。

懸架是汽車中的一個(gè)重要總成,它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來,關(guān)系到汽車的多種使用性能。從外表上看,轎車懸架僅是由一些桿、筒以及彈簧組成,但千萬不要以為它很簡單,相反轎車懸架是一個(gè)較難達(dá)到完美要求的汽車總成,這是因?yàn)閼壹芗纫獫M足汽車的舒適性要求,又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求,而這兩方面又是互相對(duì)立的。比如,為了取得良好的舒適性,需要大大緩沖汽車的震動(dòng),這樣彈簧就要設(shè)計(jì)得軟些,但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點(diǎn)頭”、加速“抬頭”以及左右側(cè)傾嚴(yán)重的不良傾向,不利于汽車的轉(zhuǎn)向,容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。

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非獨(dú)立懸架

懸架桑塔納2000前懸架非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連,車輪連同車橋一起通過彈性懸架懸掛在車架或車身的下面。非獨(dú)立懸架具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn),但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差,在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用,多用在貨車和大客車上。

獨(dú)立懸架
獨(dú)立懸架是每一側(cè)的車輪都是單獨(dú)地通過彈性懸架懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點(diǎn)是:質(zhì)量輕,減少了車身受到的沖擊,并提高了車輪的地面附著力;可用剛度小的較軟彈簧,改善汽車的舒適性;可以使發(fā)動(dòng)機(jī)位置降低,汽車重心也得到降低,從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性;左右車輪單獨(dú)跳動(dòng),互不相干,能減小車身的傾斜和震動(dòng)。不過,獨(dú)立懸架存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn),F(xiàn)代轎車大都是采用獨(dú)立式懸架,按其結(jié)構(gòu)形式的不同,獨(dú)立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸架等。

橫臂式懸架
橫臂式懸架是指車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動(dòng)的獨(dú)立懸架,按橫臂數(shù)量的多少又分為雙橫臂式和單橫臂式懸架。

懸架懸架減振器和螺旋彈簧單橫臂式具有結(jié)構(gòu)簡單,側(cè)傾中心高,有較強(qiáng)的抗側(cè)傾能力的優(yōu)點(diǎn)。但隨著現(xiàn)代汽車速度的提高,側(cè)傾中心過高會(huì)引起車輪跳動(dòng)時(shí)輪距變化大,輪胎磨損加劇,而且在急轉(zhuǎn)彎時(shí)左右車輪垂直力轉(zhuǎn)移過大,導(dǎo)致后輪外傾增大。減少了后輪側(cè)偏剛度,從而產(chǎn)生高速甩尾的嚴(yán)重工況。單橫臂式獨(dú)立懸架多應(yīng)用在后懸架上,但由于不能適應(yīng)高速行駛的要求,目前應(yīng)用不多。

雙橫臂式獨(dú)立懸架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架。等長雙橫臂式懸架在車輪上下跳動(dòng)時(shí),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(yán)重,現(xiàn)已很少用。對(duì)于不等長雙橫臂式懸架,只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長度,并通過合理的布置,就可以使輪距及前輪定位參數(shù)變化均在可接受的限定范圍內(nèi),保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。目前不等長雙橫臂式懸架已廣泛應(yīng)用在轎車的前后懸架上,部分運(yùn)動(dòng)型轎車及賽車的后輪也采用這—懸架結(jié)構(gòu)。

多連桿式懸架
懸架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一定角度的軸線內(nèi)擺動(dòng),是橫臂式和縱臂式的折衷方案,適當(dāng)?shù)剡x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(yōu)點(diǎn),能滿足不同的使用性能要求。多連桿式懸架的主要優(yōu)點(diǎn)是:車輪跳動(dòng)時(shí)輪距和前束的變化很小,不管汽車是在驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)狀態(tài)都可以按司機(jī)的意圖進(jìn)行平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向,其不足之處是汽車高速時(shí)有軸擺動(dòng)現(xiàn)象。

縱臂式懸架
縱臂式獨(dú)立懸架是指車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架結(jié)構(gòu),又分為單縱臂式和雙縱臂式兩種形式。單縱臂式懸架當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)會(huì)使主銷后傾角產(chǎn)生較大的變化,因此單縱臂式懸架不用在轉(zhuǎn)向輪上。雙縱臂式懸架的兩個(gè)擺臂一般做成等長的,形成一個(gè)平行四桿結(jié)構(gòu),這樣,當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)主銷的后傾角保持不變。雙縱臂式懸架多應(yīng)用在轉(zhuǎn)向輪上。

燭式懸架
燭式懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是車輪沿著剛性地固定在車架上的主銷軸線上下移動(dòng)。燭式懸架的優(yōu)點(diǎn)是:當(dāng)懸架變形時(shí),主銷的定位角不會(huì)發(fā)生變化,僅是輪距、軸距稍有變化,因此特別有利于汽車的轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定和行駛穩(wěn)定。但燭式懸架有一個(gè)大缺點(diǎn):就是汽車行駛時(shí)的側(cè)向力會(huì)全部由套在主銷套筒的主銷承受,致使套筒與主銷間的摩擦阻力加大,磨損也較嚴(yán)重。燭式懸架現(xiàn)已應(yīng)用不多。

麥弗遜式懸架
麥弗遜式懸架的車輪也是沿著主銷滑動(dòng)的懸架,但與燭式懸架不完全相同,它的主銷是可以擺動(dòng)的,麥弗遜式懸架是擺臂式與燭式懸架的結(jié)合。與雙橫臂式懸架相比,麥弗遜式懸架的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)緊湊,車輪跳動(dòng)時(shí)前輪定位參數(shù)變化小,有良好的操縱穩(wěn)定性,加上由于取消了上橫臂,給發(fā)動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置帶來方便;與燭式懸架相比,它的滑柱受到的側(cè)向力又有了較大的改善。

麥弗遜式懸架多應(yīng)用在中小型轎車的前懸架上,保時(shí)捷911、國產(chǎn)奧迪、桑塔納、夏利、富康等轎車的前懸架均為麥弗遜式獨(dú)立懸架。雖然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量最高的懸架結(jié)構(gòu),但它仍是一種經(jīng)久耐用的獨(dú)立懸架,具有很強(qiáng)的道路適應(yīng)能力。

主動(dòng)懸架
主動(dòng)懸架是近十幾年發(fā)展起來的、由電腦控制的一種新型懸架。它匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識(shí),是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。例如裝置了主動(dòng)懸架的法國雪鐵龍桑蒂雅,該車懸架系統(tǒng)的中樞是一個(gè)微電腦,懸架上的5種傳感器分別向微電腦傳送車速、前輪制動(dòng)壓力、踏動(dòng)油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度等數(shù)據(jù)。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較,選擇相應(yīng)的懸架狀態(tài)。同時(shí),微電腦獨(dú)立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件,通過控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動(dòng),從而能在任何時(shí)候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸架運(yùn)動(dòng)。因此,桑蒂雅轎車備有多種駕駛模式選擇,駕車者只要扳動(dòng)位于副儀表板上的“正!被颉斑\(yùn)動(dòng)”按鈕,轎車就會(huì)自動(dòng)設(shè)置在最佳的懸架狀態(tài),以求最好的舒適性能。

主動(dòng)懸架具有控制車身運(yùn)動(dòng)的功能。當(dāng)汽車制動(dòng)或拐彎時(shí)的慣性引起彈簧變形時(shí),主動(dòng)懸架會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與慣力相對(duì)抗的力,減少車身位置的變化。例如德國奔馳2000款CL型跑車,當(dāng)車輛拐彎時(shí)懸架傳感器會(huì)立即檢測出車身的傾斜和橫向加速度。電腦根據(jù)傳感器的信息,與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較計(jì)算,立即確定在什么位置上將多大的負(fù)載加到懸架上,使車身的傾斜減到最小。

返回目錄↑3、懸架系統(tǒng)

懸架多連桿懸架的結(jié)構(gòu)圖 (本田雅閣)懸架是車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間的一切傳力連接裝置的總稱。一般由彈性元件、減震器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。

前懸架系統(tǒng)
前懸架目前基本上都采用獨(dú)立懸架系統(tǒng),即左右兩個(gè)車輪各自獨(dú)立地通過懸掛裝置與車體相連,也就意味著可以各自獨(dú)立地上下跳動(dòng)。懸架系統(tǒng)由連桿機(jī)構(gòu)和彈簧、減震器組成三角形、四邊形或其它形狀的連接方式以固定車輪與車身的相對(duì)位置,在彈簧的作用下使車輪可以相對(duì)車身上下運(yùn)動(dòng)。最常見的有雙橫臂式和麥佛遜(又稱滑柱擺臂式)。

雙橫臂式懸架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,也為減震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(dòng)導(dǎo)致下橫臂擺動(dòng)時(shí),不致產(chǎn)生太大的擺動(dòng)角,也就保證了車輪的傾角不會(huì)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)減震器的負(fù)荷小,壽命長。

滑柱擺臂式懸架結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單,只有下橫臂和減震器-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)是由于減震器——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(dòng)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。

后懸架系統(tǒng)

后懸架系統(tǒng)的種類比前懸架要多,原因之一是驅(qū)動(dòng)方式的不同決定著后車軸的有無,也與車身重量有關(guān)。主要有連桿式和擺臂式兩種。

懸架主動(dòng)式液壓懸架連桿式主要是在FR驅(qū)動(dòng)方式,并且后車軸左右一體化(與中間的差速器剛性連接)的情況下使用的,過去多采用鋼板彈簧支撐車身,現(xiàn)在從提高行車平順性考慮,多使用連桿式和后面要說的擺臂式,并且使用平順性好的螺旋彈簧。連桿在左右兩側(cè)各有一對(duì),分為上拉桿和下拉桿,作為傳遞橫向力(汽車驅(qū)動(dòng)力)的機(jī)構(gòu),通常再與一根橫向推力桿一起組成五連桿式構(gòu)成。橫向推力桿一端連接車身,一端連接車軸,其目的是為了防止車軸(或車身)橫向竄動(dòng)。當(dāng)車軸因顛簸而上下運(yùn)動(dòng)時(shí),橫向推力桿會(huì)以與車身連接的接點(diǎn)為軸做畫圓弧的運(yùn)動(dòng),如果擺動(dòng)角度過大會(huì)使車軸與車身之間產(chǎn)生明顯的橫向相對(duì)運(yùn)動(dòng),與下擺臂的原理類似,橫向推力桿也要設(shè)計(jì)得比較長,以減小擺動(dòng)角。

連桿式懸架與車軸形成一體,彈簧下方質(zhì)量大,且左右車輪不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng),所以顛簸路面對(duì)車身產(chǎn)生的沖擊能量比較大,平順性差。因此采用了擺臂方式,這種方式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(dòng),車輪與車架之間用Y型下擺臂連接。“Y”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(dòng)軸。根據(jù)這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸是否與車軸平行,擺臂式懸架又分為全拖動(dòng)式擺臂和半拖動(dòng)式擺臂,平行的是全拖動(dòng)式,不平行的叫半拖動(dòng)式。[1]

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