汽车独立悬挂解析
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汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计悬挂系统在汽车中起到了关键的作用,它直接影响着汽车的操控性、行驶稳定性、乘坐舒适性等方面。
对于高性能车辆而言,悬挂系统的设计尤为重要。
双横臂扭杆弹簧独立悬架是一种高性能的悬挂系统,本文将对其进行详细的设计。
双横臂扭杆弹簧独立悬架是一种常见的汽车悬挂系统,其结构简单紧凑、重量轻、刚性优越、行驶稳定性好等特点使其成为高性能车辆中的首选。
该悬挂系统主要由两根横臂、一根扭杆和弹簧组成。
其中,横臂分别安装在车体和车轮悬架之间,扭杆则固定在两个横臂之间。
而弹簧则连接在横臂和车体之间,起到支撑和缓冲的作用。
在设计双横臂扭杆弹簧独立悬架时,需要考虑的因素包括悬挂系统的刚度、悬挂高度和行驶稳定性等。
首先,我们需要确定悬挂系统的刚度。
刚度对于悬挂系统来说非常重要,它直接影响着汽车的操控性和行驶稳定性。
刚度过高会降低乘坐舒适性,而刚度过低则会影响操控性能。
因此,我们需要根据车辆的使用环境、车型和车重等因素来确定悬挂系统的刚度。
其次,需要确定悬挂高度。
悬挂高度是指汽车底盘与地面的距离,它会影响到汽车的通过性、行驶平稳性和乘坐舒适性等方面。
在确定悬挂高度时,需要综合考虑不同因素的影响,如车身重心、悬挂系统刚度和弹簧等。
最后,需要考虑悬挂系统的行驶稳定性。
悬挂系统的行驶稳定性决定着汽车在高速行驶和急转弯等情况下的控制性能。
为了提高行驶稳定性,可以采用多种方式,如增加悬挂系统的刚度、调整悬挂系统的几何结构和采用电子控制悬挂系统等。
在进行双横臂扭杆弹簧独立悬架设计时,还需要对各组件的材料和结构进行选择。
材料的选择应考虑强度、刚度、重量等因素。
而结构的设计需要考虑各组件之间的连接方式、布局和受力情况等。
总之,汽车的悬挂系统是其性能表现和乘坐舒适性的重要因素之一、双横臂扭杆弹簧独立悬架作为一种高性能的悬挂系统,其设计需要综合考虑悬挂系统的刚度、悬挂高度和行驶稳定性等因素。
通过合理的选择和设计,可以使汽车的悬挂系统达到最佳的运行状态,提供出色的操控性、行驶稳定性和乘坐舒适性。
详解汽车悬挂系统结构稳定优势突出详解多连杆独立悬挂曾几何时,结构复杂、成本高昂的多连杆式独立悬架还只应用于豪华轿车,而随着近些年汽车制造技术的不断提升,零部件单位生产成本逐步降低,这种悬挂已广泛应用于中级车型和一些强调操控性的紧凑车型上,相比传统麦弗逊式和拖拽臂式,其结构上的优势是显而易见的。
追根溯源一下,最早应用多连杆悬挂的应该是这款1979年下线的奔驰S-Class W126车型没有像麦弗逊,整体桥等结构渊源的发展历史。
多连杆结构的盛行只是近这二、三十年的事,追溯一下,最早使用这种悬挂形式的量产车的是奔驰的S-Class W126车系,但在当时,这种悬挂形式还处于萌芽阶段,结构相对简单,因此很多人会认为它是“双叉臂结构”的变种,因为它的外观结构甚至特性与双叉臂系统非常相近,但后来推出的多连杆形式不断地出现四连杆,甚至五连杆,人们才发现这种结构具有很高的可塑性和延展性,而结构也越来越复杂。
■多连杆悬挂的工作结果是由各个连杆共同作用的组合而成顾名思义,多连杆式悬挂就是指由三根或三根以上连杆拉杆构成的悬挂结构,以提供多个方向的控制力,使车轮具有更加可靠的行驶轨迹。
常见的有三连杆、四连杆、五连杆等。
但由于三连杆结构已不能满足人们对于底盘操控性能的更高追求。
因此结构更为精确、定位更加准确的四连杆式和五连杆式悬架才能称得上是真正的多连杆式,这两种悬架结构通常应用于前轮和后轮。
在结构上以常见的五连杆式后悬挂为例,其五根连杆分别为:主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂。
它们分别对各个方向产生作用力。
比如,当车辆进行左转弯时,后车轮的位移方向正好与前转向轮相反,如果位移过大则会使车身失去稳定性,摇摆不定。
此时,前后置定位臂的作用就开始显现,它们主要对后轮的前束角进行约束,使其在可控范围内;相反,由于后轮的前束角被约束在可控范围内,如果后轮外倾角过大则会使车辆的横向稳定性减低,所以在多连杆悬架中增加了对车轮上下进行约束的控制臂,一方面是更好的使车轮定位,另一方面则使悬架的可靠性和韧性进一步提高。
汽车底盘悬架是指连接车身和车轮之间的一系列装置,主要作用是传递作用在车轮和车身之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,以保证汽车能平顺地行驶。
下面是几种常见的汽车底盘悬架类型:
- 麦弗逊式独立悬架:麦弗逊式独立悬架是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一,其主要结构由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成,绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
它的优点是结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低,但缺点是稳定性不佳,抗侧倾和制动点头能力较弱。
- 双叉臂式独立悬架:双叉臂式独立悬架拥有上下两个叉臂,横向力由两个叉臂同时吸收,支柱只承载车身重量,因此横向刚度大。
其优点是侧向支撑好、抓地力强、路感清晰,但缺点是制造成本高、悬架定位参数设定复杂。
- 多连杆式独立悬架:多连杆式独立悬架是由连杆,减震器和弹性元件组成的,它的优点是舒适性好、操控性好、结构简单,但缺点是占用空间大、成本高、高速稳定性较差。
- 扭力梁式非独立悬架:扭力梁式非独立悬架是由两个纵摆臂和一个横梁组成的,其优点是结构简单、占用空间小、成本低,但缺点是舒适性较差、操控性较差、抗侧倾能力较弱。
不同类型的汽车底盘悬架具有不同的特点,在选择汽车底盘悬架时,要根据车辆的用途、行驶环境等因素进行综合考虑。
独立悬挂的分类独立悬挂是一种常见的汽车悬挂系统,它与传统的刚性桥式悬挂相比,具有更好的舒适性和驾驶稳定性。
在本文中,我们将对独立悬挂进行分类,并探讨其优缺点以及应用场景。
一、前置独立悬挂前置独立悬挂是指汽车前轮采用独立悬挂系统的形式。
这种悬挂系统常见于小型轿车和跑车中,因为它可以提供更好的转向性能和驾驶舒适性。
前置独立悬挂通常采用麦弗逊式或双叉臂式结构。
1. 麦弗逊式前置独立悬挂麦弗逊式前置独立悬挂是一种简单而有效的设计。
它由一个上下两个支柱组成,其中上支柱固定在车身上,下支柱则通过球铰连接到轮毂上。
麦弗逊式前置独立悬挂可以提供良好的行驶稳定性和转向响应,并且相对较为经济实惠。
2. 双叉臂式前置独立悬挂双叉臂式前置独立悬挂通常用于高性能跑车中。
它由上下两个控制臂和一个转向杆组成,可以提供更好的悬挂调整性能和驾驶稳定性。
与麦弗逊式前置独立悬挂相比,双叉臂式前置独立悬挂更为复杂,但也更加高效。
二、后置独立悬挂后置独立悬挂是指汽车后轮采用独立悬挂系统的形式。
这种悬挂系统通常用于高性能跑车和越野车中,因为它可以提供更好的行驶稳定性和通过性。
后置独立悬挂通常采用多连杆式或者麦弗逊式结构。
1. 多连杆式后置独立悬挂多连杆式后置独立悬挂由多个控制臂组成,可以提供更好的行驶稳定性和转向响应。
这种设计通常用于高端跑车中,并且需要较高的维护成本。
2. 麦弗逊式后置独立悬挂麦弗逊式后置独立悬挂是一种简单而经济实惠的设计。
它由一个支柱和一个控制臂组成,可以提供良好的行驶稳定性和转向响应。
这种设计通常用于小型轿车和SUV中。
三、优缺点独立悬挂相对于传统的刚性桥式悬挂具有以下优点:1. 更好的舒适性:独立悬挂可以更好地吸收路面颠簸,提供更加舒适的驾驶体验。
2. 更好的行驶稳定性:独立悬挂可以提供更好的行驶稳定性和转向响应,使得汽车在高速行驶时更加安全。
3. 更高的通过性:后置独立悬挂可以提供更高的通过性,使得越野车在崎岖路面上行驶更加顺畅。
图解汽车(10)汽车悬挂系统结构解析● 悬挂的作用汽车悬挂是连接车轮与车身的机构,对车身起支撑和减振的作用。
主要是传递作用在车轮和车架之间的力,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬挂系统结构主要包括弹性元件、导向机构以及减震器等部分。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
● 独立悬挂和非独立悬挂的区别汽车悬挂可以按多种形式来划分,总体上主要分为两大类,独立悬挂和非独立悬挂。
那怎么来区分独立悬挂和非独立悬挂呢?独立悬挂可以简单理解为,左右两个车轮间没有硬轴进行刚性连接,一侧车轮的悬挂部件全部都只与车身相连。
而非独立悬挂两个车轮间不是相互独立的,之间有硬轴进行刚性连接。
从结构上看,独立悬挂由于两个车轮间没有干涉,可以有更好的舒适性和操控性。
而非独立悬挂两个车轮间有硬性连接物,会发生相互干涉,但其结构简单,有更好的刚性和通过性。
● 麦弗逊式悬挂麦弗逊悬挂是最为常见的一种悬挂,主要有A型叉臂和减振机构组成。
叉臂与车轮相连,主要承受车轮下端的横向力和纵向力。
减振机构的上部与车身相连,下部与叉臂相连,承担减振和支持车身的任务,同时还要承受车轮上端的横向力。
麦弗逊的设计特点是结构简单,悬挂重量轻和占用空间小,响应速度和回弹速度就会越快,所以悬挂的减震能力也相对较强。
然而麦弗逊结构结构简单、质量轻,那么抗侧倾和制动点头能力弱,稳定性较差。
目前麦弗逊悬挂多用于家用轿车的前悬挂。
● 双叉臂式悬挂双叉臂式悬挂(双A臂、双横臂式悬挂),其结构可以理解为在麦弗逊式悬挂基础上多加一支叉臂。
车轮上部叉臂,与车身相连,车轮的横向力和纵向力都是由叉臂承受,而这时的减振机构只负责支撑车体和减振的任务。
由于车轮的横向力和纵向力都由两组叉臂来承受,双叉臂式悬挂的强度和耐冲击力比麦弗逊式悬挂要强很多,而且在车辆转弯时能很好的抑制侧倾和制动点头等问题。
简练而实用之选麦弗逊独立悬挂解析麦弗逊悬挂(MacPhersan),是现在非常常见的一种独立悬挂形式,大多应用在车辆的前轮。
简单地说,麦弗逊式悬挂的主要结构即是由螺旋弹簧加上减震器以及A字下摆臂组成,减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象,限制弹簧只能作上下方向的振动,并且可以通过对减震器的行程、阻尼以及搭配不同硬度的螺旋弹簧对悬挂性能进行调校。
麦弗逊悬挂最大的特点就是体积比较小,有利于对比较紧凑的发动机舱布局。
不过也正是由于结构简单,对侧向不能提供足够的支撑力度,因此转向侧倾以及刹车点头现象比较明显。
下面就为大家详细的介绍一下麦弗逊悬挂的构造以及性能表现。
●麦弗逊悬挂的历史:麦弗逊式悬挂是应前置发动机前轮驱动(ff)车型的出现而诞生的。
ff车型不仅要求发动机要横向放置,而且还要增加变速箱、差速器、驱动机构、转向机,以往的前悬挂空间不得不加以压缩并大幅删掉,因此工程师才设计出节省空间、成本低的麦弗逊式悬挂,以符合汽车需求。
麦弗逊(Macphersan)是这套悬挂系统发明者的名字,他是美国伊利诺伊州人,1891年生。
大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机,并于1924年加入通用汽车公司的工程中心。
30年代,通用的雪佛兰公司想设计一种真正的小型汽车,总设计师就是麦弗逊。
他对设计小型轿车非常感兴趣,目标是将这种四座轿车的质量控制在0.9吨以内,轴距控制在2.74米以内,设计的关键是悬挂。
麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬挂方式,创造性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起,装在前轴上。
实践证明这种悬架形式的构造简单,占用空间小,而且操纵性很好。
后来,麦弗逊跳槽到福特,1950年福特在英国的子公司生产的两款车,是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。
●麦弗逊悬挂的构造:麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、A字形下摆臂组成,绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
麦弗逊式独立悬架的物理结构为支柱式减震器兼作主销,承受来自于车身抖动和地面冲击的上下预应力,转向节(也可说车轮,因为转向节作用于车轮)则沿着主销转动;此外,其主销可摆动,特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化,且前轮定位变化小,拥有良好的行驶稳定性。
全面解析5种常见悬挂随着汽车产销量的高速发展,国内汽车的保有量也达到了空前的规模,消费者在购车的时候也不再简单把汽车看成是面子工程,而是越来越关心其汽车的各项性能,尤其是汽车的操控性能受到了极大关注。
在这个言必谈操控、论必说运动的年代里,几乎所有汽车品牌多在大力的宣传自己产品优秀的操控性能,从欧系的宝马、奥迪、萨伯到日系的讴歌、英菲尼迪等高端品牌无不在极力宣传自己良好的操控性和运动性,就连一向以舒适性能为取向的奔驰、凯迪拉克、雷克萨斯等高端品牌也在新近的设计中加入了更多的运动取向。
从以福克斯为代表的紧凑型轿车到以迈腾为代表的中级车到以宝马5系Li为代表的高档车无不标榜自己的运动性能。
那么他们是否如宣传所说这么优秀,此次汽车探索就为大家解读影响汽车运动性能的汽车底盘的核心——悬挂系统,并分析不同悬挂对汽车操控性及舒适性的影响。
悬挂在汽车底盘安放位置的示意图悬挂的概念和分类首先让我们来了解一下什么是悬挂:悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩,比如支撑力、制动力和驱动力等,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。
典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成,这三部分分别起缓冲,减振和力的传递作用。
绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构,但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大,这也是悬挂性能差异的核心构件。
根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。
奥迪运动轿车S4前后均采用了独立悬挂非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上,一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮,这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性,同时由于左右两侧车轮的互相影响,也容易影响车身的稳定性,在转向的时候较易发生侧翻。
独立悬挂底盘扎实感非常明显。
由于采用独立悬挂汽车的两侧车轮彼此独立地与车身相连,因此从使用过程来看,当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力,这种冲击力不会波及另一侧车轮,使得厂家可在车型的设计之初通过适当的调校使汽车在乘坐舒适性、稳定性、操纵稳定性三方面取得合理的配置。