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北京快乐8左蹦右跳汽车悬架分类及常见悬架解析

文章来源:香港lhc 更新时间:2018-02-17

  按照弹性元件对悬架分类其实是最为简单的一种分类方式,分类也不是很细。而现在最为常用的分类方式是按照悬架的结构形式来分类的,按此分类,悬架可以分为两大类:独立悬架、半独立悬架和非独立悬架。其中,独立悬架又因为导向结构的不同,又可以横臂式悬架、纵臂式悬架、多连杆悬架、烛式悬架、麦弗逊悬架和双叉臂悬架等等。

  非独立悬架,顾名思义,就是左右两个车轮相互不独立,其结构特点是两侧车轮由一根整体式车桥相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。

  非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于整体式车桥都在弹性元件之下,簧下质量较大,导致其操纵稳定性都较差。此外,由于左右车轮固定在整体车桥上,一侧车轮跳动时会带动另一侧车轮也相对跳动,舒适性也较差。

  非独立悬架根据弹性元件的不同,也有多种,有螺旋弹簧非独立悬架、钢板弹簧非独立悬架、空气弹簧非独立悬架等等。现在非独立悬架一般用于载货汽车、客车、面包车以及一些强调越野性能的SUV车型等。

  拖曳臂悬架也叫扭转梁悬架,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根粗大的扭转梁焊接在一起,但是从悬挂性能来看,这种又具有独立悬架的独立悬挂的特点。故将其归类于半独立悬架。

  拖曳臂悬架采用粗状的上下摆动式拖臂实现车轮与车身或车架的硬性连接,然后以液压减震器和螺旋弹簧充当软性连接,起到吸震和支撑车身的作用,圆柱形或方形横梁则连接左右车轮。从拖曳臂悬架的构造来看,由于左右纵摆臂被横梁连接,因此悬架结构依旧还保持着整体桥式的特性,这也就使纵向拖臂所连接的车轮在动态运动中外倾角不会发生变化。而连接左右纵臂的横梁在连接处为可转动式,在一定程度上可让左右车轮在小范围的空间内自由跳动而不干扰到另一侧车轮。

  尽管拖曳臂式悬架的结构非常简单,构成部件也非常少,但是它却可以分为半拖曳臂式和全拖曳臂式两种类型。

  所谓半拖曳臂式,就是指拖臂平行或适当倾斜于车身,拖臂的前端连接车身或车架,后端连接车轮或车轴,拖臂可以随减震器和螺旋弹簧实现上下摆动。通常半拖曳臂式悬架结构相对简单,制造成本低,在国内常见的微型车或紧凑型轿车如奥托、夏利、波罗以及飞度上都可以见到。

  而全拖曳臂式,就是指拖臂安装于车轴上方,连接臂由后向前延伸,通常从拖臂连接端到车轮端会有一个类似于V型的结构出现,这样的结构我们称之为全拖曳臂式。这种悬架结构相对来说较半拖曳臂式要复杂,性能好于半拖式,通常在法系车如标致、雪铁龙上较常见。富康的拖曳臂式后悬就是典型的全拖臂式结构,不过随着半拖曳臂式悬架结构的改善,全拖曳臂式已经非常少见了。

  在拖曳臂悬架的设计过程中,对连接左右拖臂的横梁定位位置也很重要,因为横梁安装位置的不同会导致车辆的行驶性能有非常大的变化。如果横梁安装位置过于靠近拖臂和车身的连接点,那么车辆的舒适性就会非常好,但操控性会随之下降,因为这种结构会导致车身侧倾;如果横梁安装位置过于靠近车轮中心轴位置,车辆的行驶舒适性和操控性都不会有多好,但通过性和承载性更好,因为这样一来其性能就接近于整体桥式结构了。

  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。缺点是,拖曳臂式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。

  成本低廉、结构简单的拖曳臂式悬架现在主要被用于中低端等不追求操控性能而只追求空间和乘坐舒适性的车型上。

  独立悬架,顾名思义,是指左右两个车轮可以相互独立的跳动,其每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的,其一般是和断开式车桥配合使用。

  独立悬架因为采用了断开式车桥设计,质量相对较轻,同时每个车轮可以独立的跳动,也提高了车轮的地面附着力。此外,独立悬架还可以可以使发动机安装位置降低,降低了汽车重心高度,提高汽车的行驶稳定性。左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。

  独立悬架的缺点在于其结构复杂、成本高、维修不便。现代轿车大都是采用独立式悬架,按其导向机构的不同,独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式、麦弗逊式以及双叉臂式悬架等。

  横臂式悬架是指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬架,按横臂数量的多少又分为双横臂式和单横臂式悬架。

  单横臂式悬架的后桥半轴套管断开,主减速器的左侧有一个单铰链,半轴可绕其摆动。而在主减速器上面安装着可调节车身水平位置的油气弹性元件,它和螺旋弹簧一起承受并传递垂直力。纵向推力杆主要承受车轮上的纵向力。而中间支承不仅可承受侧向力,而且还可以部分地承受纵向力。当车轮上下跳动时,为避免干涉,其纵向推力杆的前端用球铰链与车身连接。

  单横臂式具有结构简单,侧倾中心高,有较强的抗侧倾能力的优点。但随着现代汽车速度的提高,侧倾中心过高会引起车轮跳动时轮距变化大,轮胎磨损加剧,并使轮胎产生横向滑移,破坏轮胎与地面的附着,而且在急转弯时左右车轮垂直力转移过大,导致后轮外倾增大,减少了后轮侧偏刚度,从而产生高速甩尾的严重工况。单横臂式独立悬架多应用在后悬架上,但由于不能适应高速行驶的要求,目前应用不多,且很少在转向轮中采用。

  双横臂式独立悬架按上下横臂是否等长,又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬架。等长双横臂式悬架在车轮上下跳动时,能保持主销倾角不变,但轮距变化大(与单横臂式相类似),造成轮胎磨损严重,现已很少用。

  双横臂式悬挂的横向刚度较大,一般采用上下不等长的摇臂设置。只要适当选择、优化上下横臂的长度,并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内,保证汽车具有良好的行驶稳定性。目前不等长双横臂式悬架已广泛应用在轿车的前后悬架上,部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬架结构。而有的双横臂的上下臂不能起到纵向导向作用,还需要另加拉杆导向。这种结构较双叉臂更简单的双横臂悬挂性能介于麦弗逊悬挂和双叉臂悬挂之间,拥有不错的运动性能,一般使用在A级或者B级家用车上,国内采用双横臂式前悬挂的主要有:广州本田雅阁、一汽轿车马自达6,东风本田思域等。

  双叉臂悬架严格来说应该归类于横臂式悬架,只是其两个横臂是不是双横臂式悬架的单臂式结构,而是呈V字或者A字形结构。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。

  双叉臂悬架的上下控制臂能起到抵消横向作用力的功效,这使得支柱减震器不再承受横向作用力,而只应对车轮的上下抖动,因此在弯道上具有较好的方向稳定性。

  由于使用上下控制臂结构,过于稳定的特性却使车轮的响应速度较其他形式悬架要缓慢,上下控制臂的结构也导致这种悬架的横向安装空间增大。因此双叉臂悬架常出现在车身宽大的豪华轿车、全尺寸SUV、皮卡甚至超级跑车上,如我们熟悉的凯迪拉克赛威SLS、雪铁龙C6、奥迪Q7、大众途锐,甚至国产中兴威虎皮卡无一例外都在前悬采用了双叉臂结构。而像兰博基尼盖拉多、玛莎拉蒂3000GT等注重操控性能的跑车在前后悬都采用双叉臂悬架,这足以说明双叉臂的应用范围广泛,重要的是它能为车身提供很好的侧向支撑。

  纵臂式悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架。和横臂式悬架一样,根据纵臂的数量,纵臂式悬架可分为单纵臂式和双纵臂式两种。

  单纵臂式悬架,顾名思义,其悬架只有一根纵臂。当车轮跳动时,纵臂以套管的轴线为中心摆动,使扭杆弹簧产生扭转变形,以缓和不平路面产生的冲击。此种悬架因为车轮上下运动时,主销后倾角会产生很大变化,故一般不会被用作前悬架。

  双纵臂式悬架是有两个纵臂,而且其两个纵臂长度一般做成相等,形成平行四连杆机构。这样可使车轮上下运动时,主销后倾角不变,因而这种型式的悬架可以用作转向悬架。

  多连杆式悬架是由多根杆件组合起来控制车轮的位置变化的悬架。多连杆式能使车轮绕着与汽车纵轴线成二定角度的轴线内摆动,是横臂式和纵臂式的折衷方案,适当地选择摆臂轴线与汽车纵轴线所成的夹角,可不同程度地获得横臂式与纵臂式悬架的优点,能满足不同的使用性能要求。舒适性能是较好,操控性能也和双叉臂式悬挂难分伯仲。

  多连杆式悬架的主要优点是: 车轮跳动时轮距和前束的变化很小,不管汽车是在驱动、制动状态都可以按司机的意图进行平稳地转向。

  多连杆式悬挂的缺点是结构相对复杂,材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其它类型的的悬挂,而且其占用空间大,中小型车出于成本和空间考虑极少使用这种悬挂。但高档轿车或者偏向运动型的车型由于注重舒适性能和操控稳定性,所以大多使用多连杆悬。

  烛式悬架因为采用车轮沿主销轴方向移动的悬架形式,形状似烛形而得名。烛式悬架的主销通过上、下支承板固定在车架上,转向节小巧。弹簧装在主销上,车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动,车轮上传的力由主销承受并传递至车架,不用装导向机构。

  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,北京快乐8致使套筒与主销间的摩擦阻力加大,磨损也较严重。

  麦弗逊悬架和烛式悬架形状相似,两者都是将螺旋弹簧与减振器组合在一起,但因结构不同又有重大区别。烛式悬架主销位置和前轮定位角不随车轮的上下跳动而变化,而麦弗逊悬架则相反,其主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化。

  麦弗逊悬挂通常由两个基本部分组成:支柱式减震器和A字型托臂。之所以叫减震器支柱是因为它除了减震还有支撑整个车身的作用,他的结构很紧凑,把减震器和减震弹簧集成在一起,组成一个可以上下运动的滑柱;下托臂通常是A字型的设计,用于给车轮提供部分横向支撑力,以及承受全部的前后方向应力。整个车体的重量和汽车在运动时车轮承受的所有冲击就靠这两个部件承担。

  麦弗逊悬架的特点就是结构简单、悬挂重量轻和占用空间小、悬挂的减震能力也较好。此外,麦弗逊悬架的非簧载质量较轻,舒适性好。和其他悬架相比,麦弗逊悬架的横向空间特别小,这对于现在大多采用发动机横置的车型来说,极具优势。

  麦弗逊悬架是以其工程师的名字命名的,世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车是1950年福特在英国的子公司生产的两款车。麦弗逊悬架由于构造简单,性能优越的缘故,被广泛应用在现代汽车的前悬架上。

  麦弗逊悬架的缺点是悬架横向刚度较小,这也影响了其在跑车、越野车等对悬架横向刚度要求较高的车型上的应用。

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