關乎行駛質感和安全 淺析懸架系統

2024-02-21 18:30:30    編輯: robot
導讀   選車時該看重車輛的哪些性能?不同需求的消費者,有不同的標准。有些人要求車內必須配備大尺寸顯示屏、大沙發和冰箱;有些消費者則看重行駛質感,更注重操控性和舒適性。雖然消費者的需求有所不同,但作爲在路...

  選車時該看重車輛的哪些性能?不同需求的消費者,有不同的標准。有些人要求車內必須配備大尺寸顯示屏、大沙發和冰箱;有些消費者則看重行駛質感,更注重操控性和舒適性。雖然消費者的需求有所不同,但作爲在路上行駛的交通工具,懸架系統是所有車輛的核心零部件,它不僅關乎操控性和舒適性,還直接影響到行車安全。一套優秀的懸架系統,可以縮短剎車距離、提升車輛避險能力,降低事故發生的概率。車輛的懸架系統分爲哪幾類?各自優缺點是什么?使用過程中有什么注意事項?本期《質用車》將爲大家詳細解讀。

一、什么是懸架系統

  懸架系統是連接車輛車身與輪胎的重要組成部分,主要功能是在行駛過程中提供支撐、緩衝和穩定。懸架系統可以吸收和分散因爲路面顛簸產生的衝擊力,提高乘坐舒適性和行駛穩定性。同時,懸架系統還有助於保持輪胎與地面的良好接觸,確保車輛在行駛、轉彎和制動過程中的操控性。

  汽車懸架系統的主要組件包括彈簧、減震器、懸掛臂等。其中,彈簧是懸架系統的核心部件之一,負責吸收和儲存來自路面的衝擊能量。減震器與彈簧一起工作,通過抵消彈簧釋放的能量,減小車輛的振動,提升行駛穩定性。懸掛臂是連接車身、彈簧、減震器和輪胎的關鍵部件,其可以根據車輛行駛狀態和路面條件改變其幾何形狀,確保輪胎與地面保持良好的接觸。而穩定杆是連接左右懸掛臂的杆狀部件,用於減少車輛在行駛過程中的側傾,提高穩定性和操控性。

二、汽車懸架分類及各自優缺點

  汽車懸架可以從多種維度進行分類,比較常見的是按照結構來劃分,分爲獨立懸架、非獨立懸架。

1.獨立懸架

  採用獨立懸架的車輛,兩側車輪各自獨立地與車架或車身彈性連接,兩側車輪可以相對自由的運動,相互影響的情況較少。獨立懸架結構相對復雜,成本相對較高。

常見獨立懸架包括以下三種:

●麥弗遜式懸架

  麥弗遜式獨立懸架是比較常見的前懸架形式,具有結構緊湊、集成度高的優點。它佔用空間較小,這也是其被廣泛應用在前懸架的原因之一。在車身寬度相同的情況下,採用麥弗遜式獨立前懸架的車型,發動機艙空間可以更大,便於布置機械部分,車頭吸能區域設計更自由,乘員艙空間表現更好。

  麥弗遜式獨立懸架的缺點同樣明顯,受制於結構制約,它的橫向剛性較差,對車輛俯仰和扭矩轉向抑制不足,在行駛過程中,容易出現車輛點頭的現象。

●雙叉臂式懸架

  雙叉臂式獨立懸架擁有上下兩個叉臂,橫向力由兩個叉臂同時吸收,支柱只承載車身重量,因此橫向剛度大。上下兩個叉臂可以精確定位前輪的各種參數,前輪轉彎時,上下兩個叉臂能同時吸收輪胎所受的橫向力,加上兩個叉臂的橫向剛度較大,其轉彎的側傾較小。雙叉臂式懸掛通常採用上下不等長叉臂(上短下長),讓車輪在上下運動時能自動改變外傾角並且減小輪距變化減少輪胎磨損,它還能自適應路面,輪胎接地面積大,貼地性好。

  雙叉臂式獨立懸架的缺點是結構略顯復雜,佔用空間較大,杆件數量增加使得其成本增高。

●多連杆式懸架

  多連杆式獨立懸架是目前常見的一種懸架,三連杆及三連杆以上的懸架都稱爲多連杆式獨立懸架。什么是連杆呢?只要是能起到導向作用、限制車輪自由度的杆件,都計入多連杆的數量中,包括縱臂、斜臂、轉向拉杆等。它的優點是設計自由度大,路面衝擊對車身影響小,利於提高舒適度。缺點是對布置空間需求大、成本高、設計復雜、調校難、零部件數量多等。在多連杆懸架中,比較常見的是五連杆獨立懸架,它不僅可以應用在後懸架上,還被應用在前懸架上。

  在某些品牌車型上,會配備E型多連杆獨立懸架。它是多連杆懸架的變種,在結構上進行了優化,雖然使用了更少的連杆,但也保留了多連杆懸架的基本性能。E型多連杆懸架在結構上更簡潔,有助於降低制造成本和維修費用。E型多連杆懸架在性能上接近傳統多連杆懸架,但在某些極端駕駛條件下,可能會稍顯不足。對於日常使用和大部分駕駛場景,E型多連杆懸架能夠提供必要的穩定性和舒適性。

2.非獨立懸架

  非獨立懸架結構是兩側車輪分別安裝在一根整體式的車橋兩端,車橋通過彈性組件與車架相連。當一側車輪因路況起伏跳動時,會影響到另一側車輪的定位參數。

常見非獨立懸架包括以下兩種:

●扭力梁式懸架

  扭力梁式懸架由橫向扭轉梁、彈簧和減震器組成。扭杆懸架結構相對簡單,空間佔用小,成本適中,雖然是非獨立懸架,但在動態性能方面的表現接近於獨立懸架,適用於緊湊型轎車和SUV的後懸架。

  縱臂扭轉梁式懸架被稱爲半獨立懸架,它由兩個縱向擺臂和一個可在一定程度上扭轉形變的扭轉橫梁組成,彈簧和減震器一般布置在縱臂後端靠近車輪軸承座的位置。與兩個車輪之間沒有相對運動的非獨立懸架不同,由於扭轉梁自身具有一定的扭轉變形量,它允許兩側車輪在小範圍內分別上下跳動而互不幹擾。

  從性能表現來看,橫梁靠近車身連接點,懸架的特性就以舒適爲主,且非常接近於單縱臂扭杆彈簧式懸架的特性。橫梁布置在縱臂中間,表現出來的是抑制側傾和一定的操控性能。橫梁接近車輪中心或與車輪軸线重合,表現出來的是以通過性和承載性爲主的特性,更接近整體橋式懸架。需要說明的是,懸架最終的特性還要綜合避震系統的調校等方面因素。

●整體橋式懸架

  整體橋式懸架是由整體的車橋結構連接兩個車輪,車橋不能斷开,同一車橋上的兩個車輪沒有相對運動。驅動橋主要由差速器殼體、橋管、半軸、軸承等部分組成,非驅動橋的整體結構更簡單。

  整體橋半軸的結構類型可以分爲半浮式和全浮式半軸兩種。半浮式半軸直接與輪轂連接,除承受驅動力之外,半軸端部還承受來自輪轂的縱向扭力,其負荷有限,但結構簡單,重量輕,多用於早期的轎車和輕型貨車。全浮式半軸通過法蘭、軸承與輪轂連接,半軸只傳遞驅動力,不承受扭力,由車橋的橋管承受縱向扭力,大多數採用整體橋懸掛的乘用車都使用全浮式半軸結構。

  使用整體車橋非獨立懸架的車型,由於車橋是剛性的,當一側車輪跳動時,對另一側車輪的影響相比扭轉梁式更大,對舒適性的影響更大,但在越野路況條件下,整體橋通過匹配更長行程的避震系統可以讓四輪獲得更好的抓地力,很多硬派越野車都採用後整體橋或者前/後整體橋結構。

  由於是整體設計,整體橋式的結構具有非常高的強度和剛度,能夠承受較大的衝擊力和扭矩。同時,還能夠有效地節省空間,使得整車可以更好地適應復雜的路況。相比其他懸掛結構,整體橋式更簡單,制造工藝更成熟。而在維修保養方面,整體橋式更方便、更經濟。



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