現(xiàn)代的汽車越來越注重乘坐的舒適性,以致消費者往往將車的舒適性列為購買的一個重要衡量標準。事實上,汽車乘坐的舒適性除了座椅的柔軟程度、支撐力等因素外,關(guān)系最大的就是汽車的
懸掛系統(tǒng)它還是車架與車軸之間連接的傳力機件,對其他性能諸如行駛的安全性、通過性、穩(wěn)定性以及附著性能都有重大影響。
懸掛系統(tǒng)的基本構(gòu)成
簡單說來,汽車懸掛包括彈性元件、減振器和傳力裝置等三部分,分別起緩沖、減振和受力傳遞的作用。
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、無需潤滑的優(yōu)點,但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。減振器又指液力減振器,其功能是為加速衰減車身的振動,它也是懸掛系統(tǒng)中最精密和復雜的機械件。傳力裝置則是指車架的上下擺臂等叉形鋼架、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有確定的相對運動規(guī)律。
在實際中,只要具備上述三種作用也一樣可行。
懸掛系統(tǒng)的兩種分類:
(l)非獨立式懸掛:將非獨立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端,這樣當一邊車輪運轉(zhuǎn)跳動時,就會影響另一側(cè)車輪也作出相應(yīng)的跳動,使整個車身振動或傾斜。采取這種懸掛系統(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。
(2)獨立式懸掛:獨立懸掛的車軸分成兩段,每只車輪用螺旋彈簧獨立地安裝在車架下面,這樣當一邊車輪發(fā)生跳動時,另一邊車輪不受波及,車身的震動大為減少,汽車舒適性也得以很大的提升,尤其在高速路面行駛時,它還可提高汽車的行駛穩(wěn)定性。不過,這種懸掛構(gòu)造較復雜,承載力小,還會連帶使汽車的驅(qū)動系統(tǒng)、
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變得復雜起來。目前大多數(shù)轎車的前后懸掛都采用了獨立懸掛的形式,并已成為一種發(fā)展趨勢。
獨立懸掛的結(jié)構(gòu)分有燭式、
麥弗遜式、連桿式等多種,其中燭式和麥弗遜式形狀相似,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掛形式,形狀似燭形而得名,特點是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動而變化,有利于汽車的操控和穩(wěn)定性。麥弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸掛形式,減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷,轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動,特點是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化,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立懸掛是麥弗遜式懸掛。
彈性元件優(yōu)劣各異
(1)
鋼板彈簧:由多片不等長和不等曲率的鋼板疊合而成。安裝好后兩端自然向上彎曲。鋼板彈簧除具有緩沖作用外,還有一定的減振作用,縱向布置時還具有導向傳力的作用。非獨立懸掛大多采用鋼板彈簧做彈性元件,可省去導向裝置和減振器,結(jié)構(gòu)簡單。
(2)螺旋彈簧:只具備緩沖作用,多用于轎車獨立懸掛裝置。由于沒有減振和傳力的功能,還必須設(shè)有專門的減振器和導向裝置!
(3)油氣彈簧:以氣體作為彈性介質(zhì),液體作為傳力介質(zhì),它不但具有良好的緩沖能力,還具有減振作用,同時還可調(diào)節(jié)車架的
高度,適用于重型車輛和大客車使用。
(4)扭桿彈簧:將用彈簧桿做成的扭桿一端固定于車架,另一端通過擺臂與車輪相連,利用車輪跳動時扭桿的扭轉(zhuǎn)變形起到緩沖作用,適合于獨立懸掛使用。
筒式減振器更受歡迎
減振器上端與車身或者車架相連,下端與車橋相連。當轎車在不平坦路上行駛,車身會發(fā)生振動,減振器能迅速衰減車身振動,利用本身油液流動的阻力來消耗振動的能量。
現(xiàn)代轎車大多都是采用筒式減振器,當車架與車軸相對運動時,減振器內(nèi)的油液與孔壁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,被油液和殼體所吸收。人們?yōu)榱烁玫貙崿F(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,而是隨轎車運行的狀態(tài)而變化,使懸掛性能總是處在最優(yōu)的狀態(tài)附近。因此,有些轎車的減振器是可調(diào)式的可根據(jù)傳感器信號自動選擇。
傳力裝置必須另設(shè)
獨立懸掛上的彈性元件,大多只能傳遞垂直載荷而不能傳遞縱向力和橫向力,必須另設(shè)導向傳力裝置,如上、下擺臂和縱向、橫向穩(wěn)定器等。