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什么是轎車的懸架?

出處:pcauto
責(zé)任編輯:firefly

[02-5-27 14:59] 作者:AUTONET/文


  舒適性是轎車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有關(guān),而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關(guān)。所以,汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時(shí),汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機(jī)件,又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此,汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表,作為衡量轎車質(zhì)量的指標(biāo)之一。

  汽車懸架包括彈性元件,減振器和傳力裝置等三部分,這三部分分別起緩沖,減振和力的傳遞作用。從轎車上來講,彈性元件多指螺旋彈簧,它只承受垂直載荷,緩和及抑制不平路面對車體的沖擊,具有占用空間小,質(zhì)量小,結(jié)構(gòu)簡單,無需潤滑的優(yōu)點(diǎn),但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。減振器指液力減振器或壓縮空氣減振器,是為了加速衰減車身的振動,它是懸架機(jī)構(gòu)中最精密和復(fù)雜的機(jī)械件。傳力裝置是指車架的上下擺臂等叉形剛架、轉(zhuǎn)向節(jié)等元件,用來傳遞縱向力,側(cè)向力及力矩,并保證車輪相對于車架(或車身)有確定的相對運(yùn)動規(guī)律。

  汽車懸架的形式分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩種:

  非獨(dú)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(shí),影響另一側(cè)車輪也作相應(yīng)的跳動,使整個(gè)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采用這種型式。

  獨(dú)立懸架的車軸分成兩段,每只車輪用螺旋彈簧獨(dú)立地安裝在車架(或車身)下面,當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動時(shí),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采用了獨(dú)立懸架,并已成為一種發(fā)展趨勢。

  獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)可分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種,其中燭式和麥克弗遜式形狀相似,兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起,但因結(jié)構(gòu)不同又有重大區(qū)別。燭式采用車輪沿主銷軸方向移動的懸架形式,形狀似燭形而得名。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動而變化,有利于汽車的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(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,這點(diǎn)與燭式懸架正好相反。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。

  關(guān)于麥弗遜懸架,車壇歷史上還有這么一段記載。麥弗遜(Mcpherson)是美國伊利諾斯州人,1891年生。大學(xué)畢業(yè)后他曾在歐洲搞了多年的航空發(fā)動機(jī),并于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(shè)計(jì)一種真正的小型汽車,總設(shè)計(jì)師就是麥弗遜。他對設(shè)計(jì)小型轎車非常感興趣,目標(biāo)是將這種四座轎車的質(zhì)量控制在0.9噸以內(nèi),軸距控制在2.74米以內(nèi),設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是懸架。麥弗遜一改當(dāng)時(shí)盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸架方式,創(chuàng)造性地將減振器和螺旋彈簧組合在一起,裝在前軸上。實(shí)踐證明這種懸架形式的構(gòu)造簡單,占用空間小,而且操縱性很好。后來,麥弗遜跳槽到福特,1950年福特在英國的子公司生產(chǎn)的兩款車,是世界上首次使用麥弗遜懸架的商品車。麥弗遜懸架由于構(gòu)造簡單,性能優(yōu)越的緣故,被行家譽(yù)為經(jīng)典的設(shè)計(jì)。

  現(xiàn)代轎車的懸架都有減振器。當(dāng)轎車在不平坦的道路上行駛,車身會發(fā)生振動,減振器能迅速衰減車身的振動,利用本身的油液流動的阻力來消耗振動的能量。當(dāng)車架與車軸相對運(yùn)動時(shí),減振器內(nèi)的油液會通過一些窄小的孔、縫等通道反復(fù)地從一個(gè)腔室流向另一個(gè)腔室,這時(shí)孔壁與油液間的摩擦和油液內(nèi)的分子間的摩擦形成了對車身振動的阻力,這種阻力工程上稱為阻尼力。阻尼力會將車身的振動能轉(zhuǎn)化為熱能,并被油液和殼體所吸收。人們?yōu)榱烁玫貙?shí)現(xiàn)轎車的行駛平穩(wěn)性和安全性,將阻尼系數(shù)不固定在某一數(shù)值上,而是能隨轎車運(yùn)行的狀態(tài)而變化,使懸架性能總是處在最優(yōu)的狀態(tài)附近。因此,有些轎車的減振器是可調(diào)式的,將阻尼分成兩級或三級,根據(jù)傳感器信號自動選擇所需要的阻尼級。

  為了提高轎車的舒適性,現(xiàn)代轎車懸架的垂直剛度值設(shè)計(jì)得較低,用通俗話來講就是很“軟”,這樣雖然乘坐舒適了,但轎車在轉(zhuǎn)彎時(shí),由于離心力的作用會產(chǎn)生較大的車身傾斜角,直接影響到操縱的穩(wěn)定性。為了改善這一狀態(tài),許多轎車的前后懸架增添橫向穩(wěn)定桿,當(dāng)車身傾斜時(shí),兩側(cè)懸架變形不等,橫向穩(wěn)定桿就會起到類似杠桿作用,使左右兩邊的彈簧變形接近一致,以減少車身的傾斜和振動,提高轎車行駛的穩(wěn)定性。

  從外表上看似簡單的懸架,包含著多種力的合作,決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性,是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。

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