常见的五种车辆悬挂系统解析介绍.ppt
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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。
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。
『悬挂在汽车底盘安放位置的示意图』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。
选用独立悬挂汽车一般来说其操控性和舒适性均要明显好于选用非独立悬挂的汽车。
悬挂把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能,是汽车最重要的三大总成之一(其它两个分别是:发动机和变速箱)。
从结构上看,汽车悬挂仅是由一些杆、筒以及弹簧等简单构件组成,但汽车悬挂却是一个非常难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车操纵稳定性的要求,又要保证汽车的舒适性要求,而这两方面又是相互矛盾的。
为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及严重侧倾偏向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。
全面解析5种常见悬挂—拖曳臂式悬挂汽车探索之前为大家介绍了三种最常见的悬挂类型,它们都有各自的优缺点,今天我们为您详解第四种悬挂类型——拖曳臂式悬挂。
加装了防倾杆拖曳臂式悬挂拖曳臂式悬挂我们姑且称之为半独立悬挂,从悬挂的大分类来看,所有的悬挂可以被分成两大类,即:独立悬挂和非独立悬挂。
但是在但纵臂扭转梁悬挂上,这两个分类变得有些模糊。
从悬挂结构来看属于不折不扣的非独立悬挂,因为左右纵向摇臂被一跟粗大的扭转梁焊接在一起,但是从悬挂性能来看,这种悬挂实现的是具有更高稳定性的全拖式独立悬挂的性能。
中小型车大多采用拖曳臂式悬挂典型的拖曳臂式后悬挂拖曳臂式悬挂本身具有非独立悬挂的存在的缺点但同时也兼有独立悬挂的优点,拖曳臂式悬挂的最大优点是左右两轮的空间较大,而且车身的外倾角没有变化,避震器不发生弯曲应力,所以摩擦小。
这种悬挂的舒适性和操控性均有限,当其刹车时除了车头较重会往下沉外,拖曳臂悬挂的后轮也会往下沉平衡车身,无法提供精准的几何控制。
不同厂家对这种悬挂的称谓不同:如:纵臂扭转梁独立悬挂,纵臂扭转梁非独立悬挂,H型纵向摆臂悬挂等等。
归根结底他们都是同一种悬挂结构——拖曳臂式悬挂,只是调教稍有不同。
大众甲壳虫采用拖曳臂式后悬挂最近异常火热的卡罗拉也是采用拖曳臂式后悬挂在拖曳臂式悬挂的设计过程中,横梁在纵臂上的安装位置不同其表现出来的性能会非常的大,若横梁安装越靠近纵臂与车身的连接点(图中带三个螺栓的地方),车子的舒适性就会越好但转弯时的侧倾也会大些。
若横梁的安装在越靠近纵臂接近车轮中心,舒适性能会大打折扣,表现出来的特性则是以通过性和承载性为主。
也更接近整体桥的设计。
国内采用拖曳臂式后悬挂的主要有:东风标致206、广州本田飞度、一汽丰田卡罗拉、上海大众桑塔纳等。
采用拖曳臂式悬挂的还有大家熟知的桑塔纳飞度、206等小车多采用拖曳臂式后悬挂单纵臂扭杆梁式悬挂(俗称拖曳臂式悬挂):主要优点:结构简单实用、占用空间最小、制造成本低。
详细图解主流汽车悬挂(三)烛式悬架烛式悬架的结构特点是车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动。
烛式悬架的优点是:当悬架变形时,主销的定位角不会发生变化,仅是轮距、轴距稍有变化,因此特别有利于汽车的转向操纵稳定和行驶稳定。
但烛式悬架有一个大缺点:就是汽车行驶时的侧向力会全部由套在主销套筒的主销承受,致使套筒与主销间的摩擦阻力加大,磨损也较严重。
烛式悬架现已应用不多。
电子空气悬挂代表车型:路虎发现3、大众途锐等空气悬挂电子空气悬挂特点是采用了空气弹簧来作为软性连接,每个空气弹簧支撑都配有一个电磁阀,并且车身还有三至四个高度传感器。
空气式可调悬挂就是指利用空气压缩机形成压缩空气,并通过压缩空气来调节汽车底盘的离地间隙一种悬挂方式。
一般装备空气式可调悬挂的车型在前轮和后轮的附近都设有离地距离传感器,按离地距离传感器的输出信号,行车电脑判断出车身高度的变化,再控制空气压缩机和排气阀门,使弹簧自动压缩或伸长,从而起到减震的效果。
空气式可调悬挂中的空气弹簧的软硬能根据需要自动调节。
当在高速行驶时,空气悬挂可以自动变硬来提高车身的稳定性,而长时间在低速不平的路面行驶时,行车电脑则会使悬挂变软来提高车辆的舒适性。
代表车型:奥迪A8、奔驰S350 、保时捷卡宴。
分析:车身支承在较软的空气弹簧上,可提高行车舒适性;且可保证弹簧支撑的整个回弹和压缩行程不变。
评价:占用空间小,舒适性极高。
不过,因为需要配备复杂的空气供给总成,制造成本相当高。
『空气式悬挂结构示意图』电磁悬挂代表车型:凯迪拉克SRX、奥迪R8等『图为凯迪拉克SLS赛威的电磁悬挂系统结构图』装在凯迪拉克SRX上的电磁悬挂能根据路况测算出车辆最舒适的弹性要求,它利用电极来改变减震筒内磁性粒子液体的排列形状,控制感测电脑可在一秒内连续反应1000次,动作反应要比传统通过液压或者气压阀门的设计更为快速。
电磁式可调悬挂就是指利用电磁反应来实现汽车底盘的高度升降变化的的一种悬挂方式。
双叉臂式悬架『典型的双叉臂式独立悬挂结构图』双叉臂式悬挂又称双A臂式独立悬挂,双叉臂悬挂拥有上下两个叉臂,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。
双叉臂式悬挂的上下两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数,前轮转弯时,上下两个叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力,加上两叉臂的横向刚度较大,所以转弯的侧倾较小。
双叉臂式悬架由上下两根不等长V 字形或A字形控制臂以及支柱式液压减震器构成,通常上控制臂短于下控制臂。
上控制臂的一端连接着支柱减震器,另一端连接着车身;下控制臂的一端连接着车轮,而另一端则连接着车身。
上下控制臂还由一根连接杆相连,这根连杆同时也还与车轮相连接。
在整个悬架构造中,通过对多个支点的连接提高了上下控制臂以及整个悬架的整体性。
缺点制造成本高、悬架定位参数设定复杂。
优点横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰。
『阿尔法·罗密欧159的前悬采用了双叉臂式悬挂』『大众途锐的双叉臂悬挂结构图』双叉臂式悬挂通常采用上下不等长叉臂(上短下长),让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损,并且能自适应路面,轮胎接地面积大,贴地性好。
『双叉臂式悬挂运动性出色,为法拉利、玛莎拉蒂等超级跑车所运用』相比麦弗逊式悬挂双叉臂多了一个上摇臂,不仅需要占用较大的空间,而且其定位参数较难确定,因此小型轿车的前桥出于空间和成本考虑一般不会采用此种悬挂。
但其具有侧倾小,可调参数多、轮胎接地面积大、抓地性能优异,因此绝大部分纯正血统的跑车的前悬挂均选用双叉臂式悬挂,可以说双叉臂式悬挂是为运动而生的悬挂,法拉利、玛莎拉蒂等超级跑车以及F1方程式赛车均采用了双叉臂式前悬挂。
国内采用双叉臂式前悬挂的轿车主要有一汽丰田皇冠和一汽丰田锐志,以及奥迪的豪华SUV Q7、大众途锐等。
另外需要说明的是,双横臂式悬挂和双叉臂式悬挂有着许多的共性,只是结构比双叉臂式简单些可以称之为简化版的双叉臂式悬挂。