概述
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。零件功能[1]:
(1)減震器
功能: 減震器是產(chǎn)生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰減汽車的振動(dòng),改善汽車的行駛平順性,增強(qiáng)車輪和地面的附著力.另外,減震器能夠降低車身部分的動(dòng)載荷,延長(zhǎng)汽車的使用壽命.目前在汽車上廣泛使用的減震器主要是筒式液力減震器,其結(jié)構(gòu)可分為雙筒式,單筒充氣式和雙筒充氣式三種。
工作原理:在車輪上下跳過(guò)程中,減振器活塞在工作腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng),使減振器液體通過(guò)活塞上的節(jié)流孔,由于液體有一定的粘性和液體通過(guò)節(jié)流孔時(shí)與孔壁間產(chǎn)生摩擦,使動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)到空氣中,從而達(dá)到衰減振動(dòng)功能。
(2)彈性元件
功能:支撐垂直載荷,緩和和抑止不平路面引起的振動(dòng)和沖擊.彈性元件主要有鋼板彈簧,螺旋彈簧,扭桿彈簧,空氣彈簧和橡膠彈簧等。
原理:用具有彈性較高材料制成的零件,在車輪受到大的沖擊時(shí),動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái),在車輪下跳或回復(fù)原行駛狀態(tài)時(shí)釋放出來(lái)。
(3)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是傳遞力和力矩,同時(shí)兼起導(dǎo)向作用。在汽車的行駛過(guò)程當(dāng)中,能夠控制車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡。
作用
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(lái),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(wàn)不要以為它很簡(jiǎn)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。
非獨(dú)立懸架
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(guò)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(jiǎn)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。
鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架鋼板彈簧被用作非獨(dú)立懸架的彈性元件,由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用,使得懸架系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。
縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架采用鋼板彈簧作為彈性元件且與汽車縱向軸線平行地布置在汽車上的懸架。
工作原理:汽車在不平路面上行駛遇到?jīng)_擊載荷作用時(shí),車輪帶動(dòng)車橋上跳,鋼板彈簧與減振器下端也同時(shí)上移。鋼板彈簧上移過(guò)程中長(zhǎng)度增長(zhǎng),可通過(guò)后部吊耳的伸展予以協(xié)調(diào),不會(huì)發(fā)生干涉。減振器因上端固定而下端上移相當(dāng)于處在壓縮狀態(tài)工作,阻尼增大,衰減了振動(dòng)。當(dāng)車軸上跳量超過(guò)緩沖塊與限位塊之間的距離時(shí),緩沖塊與限位塊接觸并被壓縮。?
分類:縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架又可以分為不對(duì)稱縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架、平

獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架
衡懸架和對(duì)稱縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架,不特別指明時(shí)即為后者,且簡(jiǎn)稱為縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。1、不對(duì)稱縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架
不對(duì)稱縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架是指縱置鋼板彈簧固定到車軸(橋)上時(shí),U形螺栓中心到兩端吊耳中心之間的距離不等的懸架。
2、衡懸架
平衡懸架能夠保證所連接車橋(軸)上的車輪所承受的垂直載荷始終相等的懸架。使用平衡懸架的作用是能保證車輪與地面接觸良好、負(fù)荷相同,并能保證駕駛員對(duì)汽車行駛方向的控制能力和汽車有足夠的驅(qū)動(dòng)力。
根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,平衡懸架又可分為推力桿式和擺臂式2種。
①推力桿式平衡懸架。其構(gòu)成有縱置鋼板彈簧,它的兩端搭在后橋半軸套管上部的滑板式支架內(nèi)。中部通過(guò)U形螺栓固定在平衡軸承殼上,并可繞平衡軸轉(zhuǎn)動(dòng),平衡軸通過(guò)支架固定在車架上。推力桿的一端固定在車架上,另一端與車橋連接。推力桿用來(lái)傳遞驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力及相應(yīng)的反作用力。
推力桿平衡懸架的工作原理是行駛在不平路面上的多軸汽車,若每個(gè)車輪都采用典型的鋼板結(jié)構(gòu)作為懸架,則不能保證全部車輪與地面充分接觸,即有的車輪承受的垂直負(fù)荷減?。ㄉ踔翞榱悖?,如若發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪上,駕駛員將難以控制行駛方向。若發(fā)生在驅(qū)動(dòng)輪上又會(huì)喪失部分(直至全部)驅(qū)動(dòng)力。將三軸汽車的中橋和后橋裝在平衡桿的兩端,平衡桿中部與車架做鉸鏈?zhǔn)竭B接。于是兩橋上的車輪不可以獨(dú)立地作上、下移動(dòng),其中任一車輪遇坑下沉,則另一個(gè)車輪在平衡桿的影響下向上移動(dòng)。由于平衡桿兩臂等長(zhǎng),兩個(gè)車輪的垂直載荷始終相等。
推力桿平衡懸架用于6×6三軸越野車及6×4三軸貨車的車中后橋。
②擺臂式平衡懸架。中橋懸架采用縱置鋼板彈簧結(jié)構(gòu)。后部吊耳與擺臂的前端相連,而擺臂軸支架固定在車架上。擺臂的后端與汽車后橋(軸)相連。
擺臂式平衡懸架的工作原理是汽車在不平路面上行駛,若中橋遇坑下落會(huì)通過(guò)后部吊耳向下拉擺臂繞擺臂軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)位于擺臂后端上的后軸車輪將向上移動(dòng)。此處的擺臂相當(dāng)一個(gè)杠桿,中、后橋上垂直載荷的分配比例,取決于擺臂的杠桿比及鋼板彈簧前、后長(zhǎng)度。
螺旋彈簧式非獨(dú)立懸架因?yàn)槁菪龔椈勺鳛閺椥栽荒艹惺艽怪陛d荷,所以懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減震器。
由螺旋彈簧、減振器、縱向推力桿、橫向推力桿、加強(qiáng)桿等件組成。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:左、右車輪用一根整軸連接為一體。減振器下端固定在后軸支座上,上端與車身鉸接。螺旋彈簧套裝在減振器外部的彈簧上、下座之間。縱向推力桿的后端焊在車軸上前端鉸接到車架上。橫向推力桿一端鉸接在車身上,另一端鉸接到車軸上。工作時(shí)彈簧承受垂直載荷作用,縱向力和橫向力分別由縱向和橫向推力桿承受。車輪跳動(dòng)時(shí)整個(gè)車軸繞縱向推力桿和橫向推力桿在車身上的鉸接點(diǎn)擺動(dòng)。鉸接點(diǎn)的橡膠襯套可以消除車軸擺動(dòng)時(shí)生產(chǎn)的運(yùn)動(dòng)干涉。螺旋彈簧非獨(dú)立懸架適用于乘用車的后懸架。
空氣彈簧式非獨(dú)立懸架
汽車在行駛時(shí)由于載荷和路面的變化,要求懸架鋼度隨著變化。轎車要求在好路上降低車身高度,提高車速行駛;在壞路上提高車身高度,增大通過(guò)能力,因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)??諝鈴椈墒椒仟?dú)立懸架可以滿足這樣的要求。
由壓氣機(jī)、儲(chǔ)氣筒、高度控制閥、空氣彈簧、控制桿等組成,此外還有減振器、導(dǎo)向臂、橫向穩(wěn)定桿等??諝鈴椈晒潭ㄔ谲嚰埽ㄉ恚┖蛙嚇蛑g、高度控制閥固定在車身上,其中活塞桿的末端與控制桿的橫臂鉸接,橫臂的另一端又與控制桿鉸接,橫臂的中部支撐在空氣彈簧上部,控制桿的下端固定在車橋上。組成空氣彈簧的各部件之間經(jīng)管路連接在一起。壓氣機(jī)產(chǎn)生的高壓氣體經(jīng)油水分離器和壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)入儲(chǔ)氣筒,從儲(chǔ)氣筒出來(lái)后又經(jīng)過(guò)空氣濾清器進(jìn)入高度控制閥,從高度控制閥流出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)空氣濾清器后流進(jìn)儲(chǔ)氣罐,儲(chǔ)氣罐與各車輪上的空氣彈簧相通,因此各空氣彈簧內(nèi)氣體壓力隨著充氣量的增加壓力升高,同時(shí)將車身抬起直至高度控制閥內(nèi)的活塞將向儲(chǔ)氣罐內(nèi)充氣的充氣口堵死為止。作為彈性元件空氣彈簧能夠?qū)?lái)自路面作用在車輪上的沖擊載荷,在經(jīng)車橋向車身傳遞時(shí)予以緩和。此外空氣懸架還可以實(shí)現(xiàn)車身高度自動(dòng)調(diào)節(jié)。活塞在高度控制閥內(nèi)位于充氣口與放氣口之間的位置,來(lái)自儲(chǔ)氣筒的氣體向儲(chǔ)氣罐和空氣彈簧充氣,并使車身高度抬高。當(dāng)活塞在高度控制閥內(nèi)處在充氣口上部位置,空氣彈簧內(nèi)的氣體經(jīng)充氣口回流到放氣口進(jìn)入大氣,空氣彈簧內(nèi)氣壓下降,于是車身高度也下降。而控制桿及其上的橫臂決定了活塞在高度控制閥內(nèi)的位置。
空氣懸架有能使汽車行駛具有良好的平順性、需要時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)單軸或多軸的提升,以及改變車身高度和對(duì)路面破壞小等一系列優(yōu)點(diǎn),但也有結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)密封要求嚴(yán)格等缺點(diǎn)。在商用客車、貨車、掛車及部分乘用車上得到應(yīng)用。
油氣彈簧非獨(dú)立懸架
油氣彈簧非獨(dú)立懸架是指彈性元件采用油氣彈簧時(shí)的非獨(dú)立懸架。
由油氣彈簧、橫向推力桿、緩沖塊、縱向推力桿等部件組成。油氣彈簧上端固定在車架上,下端固定在前軸上。左、右兩側(cè)各用一根下縱向推力桿裝在前軸和縱梁之間。一根上縱向推力桿安裝在前軸和縱梁的內(nèi)側(cè)支架上。上、下縱向推力桿構(gòu)成平行四邊形,用來(lái)保證車輪上、下跳動(dòng)時(shí),主銷后傾角不變。橫向推力桿安裝在左側(cè)縱梁與前軸右側(cè)的支架上。于兩縱梁下方裝有緩沖塊。因油氣彈簧安裝在車架與車軸之間,所以作為彈性元件,它能將來(lái)自路面作用在車輪上沖擊力在向車架傳遞時(shí)予以緩和,同時(shí)又能衰減隨之而來(lái)的振動(dòng)。上、下縱向推力桿用來(lái)傳遞縱向力,承受制動(dòng)力引起的反作用力矩。橫向推力桿傳遞側(cè)向力。
油氣彈簧用于載質(zhì)量大的商用貨車上時(shí),體積和質(zhì)量比鋼板彈簧小并具有變剛度特性,但對(duì)密封要求高,維修困難。油氣懸架適用于裝載質(zhì)量大的商用貨車上。
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(guò)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(guò),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)。現(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
單橫臂式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)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(guò)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(zhǎng),又分為等長(zhǎng)雙橫臂式和不等長(zhǎng)雙橫臂式兩種懸架。等長(zhǎng)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(zhǎng)雙橫臂式懸架,只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長(zhǎng)度,并通過(guò)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(zhǎng)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)。
多連桿式懸架多連桿式懸架是由3—5根桿件組合起來(lái)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(zhǎng)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(lái)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
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(guó)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。
拖曳臂式拖曳臂式懸掛我們姑且稱之為半獨(dú)立懸掛,從懸掛的大分類來(lái)看,所有的懸掛可以被分成兩大類,即:獨(dú)立懸掛和非獨(dú)立懸掛。但是在單縱臂扭轉(zhuǎn)梁懸掛上,這兩個(gè)分類變得有些模糊。從懸掛結(jié)構(gòu)來(lái)看屬于不折不扣的非獨(dú)立懸掛,因?yàn)樽笥铱v向搖臂被一根粗大的扭轉(zhuǎn)梁焊接在一起,但是從懸掛性能來(lái)看,這種懸掛實(shí)現(xiàn)的是具有更高穩(wěn)定性的全拖式獨(dú)立懸掛的性能。拖曳臂式懸掛本身具有非獨(dú)立懸掛的存在的缺點(diǎn)但同時(shí)也兼有獨(dú)立懸掛的優(yōu)點(diǎn),拖曳臂式懸掛的最大優(yōu)點(diǎn)是左右兩輪的空間較大,而且車身的外傾角沒有變化,避震器不發(fā)生彎曲應(yīng)力,所以摩擦小。這種懸掛的舒適性和操控性均有限,當(dāng)其剎車時(shí)除了車頭較重會(huì)往下沉外,拖曳臂懸掛的后輪也會(huì)往下沉平衡車身,無(wú)法提供精準(zhǔn)的幾何控制。
主動(dòng)懸架
主動(dòng)懸架是近十幾年發(fā)展起來(lái)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(guó)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(guò)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(guó)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(cè)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。
懸架系統(tǒng)
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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)度較長(zhǎng),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(zhǎng)。
滑柱擺臂式懸架結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)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(jiǎn)單,重量輕,占用空間小,上下行程長(zhǎng)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(wú),也與車身重量有關(guān)。主要有連桿式和擺臂式兩種。
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(guò)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(shuō)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(guò)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(zhǎng),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(wàn)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。
空氣懸掛系統(tǒng)
空氣懸掛的基本技術(shù)方案主要包括內(nèi)部裝有壓縮空氣的空氣彈簧和阻尼可變的減震器兩部分。與傳統(tǒng)鋼制汽車懸掛系統(tǒng)相比較,空氣懸掛具有很多優(yōu)勢(shì),最重要的一點(diǎn)就是彈簧的彈性系數(shù)也就是彈簧的軟硬能根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)。例如,高速行駛時(shí)懸掛可以變硬,以提高車身穩(wěn)定性,長(zhǎng)時(shí)間低速行駛時(shí),控制單元會(huì)認(rèn)為正在經(jīng)過(guò)顛簸路面,以懸掛變軟來(lái)提高減震舒適性[2]。