1、5种常见的汽车悬挂各有什么特点?
汽车的避震指的是什么,不清楚哪种是最好的,哪种是落后的。大卡车上为什么使用钢板弹簧来作为避震?另外,还有人将避震叫悬挂或悬架的,到底应怎么叫?
避震、悬挂和悬架的意思都一样,都是指车轮与车身之间的连接物,避震是通俗叫法,而悬挂和悬架均是“学名”。
所谓悬挂就是把车身和车轮弹性地连接起来的机构,其功能除了传递作用力以外,就是缓冲在不平路面行驶时车轮传给车身的冲击和振动,保证汽车正常行驶。生活中的悬挂其实也常见,如自行车座子下面的弹簧、三轮板车上的“钢弓子”,都是悬挂。
汽车上的悬挂结构大体可分为两种:一种是左、右车轮用一根刚性轴连起来并与车身相连的叫非独立悬挂。
大卡车使用的钢板弹簧避震就是非独立悬挂。它具有结构简单、强度高、稳定性好、容易制造、维修方便、轮胎磨损小和价格低廉等优点。其缺点是汽车在高速或在不平路面行驶时,颠簸厉害,使人感到不舒服。
另一种是左、右车轮不连在一根轴上,而是单独通过悬挂与车身连接的叫独立悬挂。
为什么轿车的舒适性较大卡车好呢?因为这些车采用了独立悬挂,这种悬挂的结构是用轻便的杠杆、摆臂代替了整体车轴,当一侧车轮驶入凹凸不平路面时,不会牵动另一侧车轮而引起冲击振动,这就提高了乘座舒适性。但采用独立悬挂后也相应使结构复杂,产品价格上升。独立悬挂结构型式也有多种,常见的有:螺旋弹簧双横臂独立悬挂、扭杆式独立悬挂、滑柱摆臂式独立悬挂和麦弗逊式独立悬挂等。
现在几乎所有轿车的前轮都采用独立悬挂,后轮虽然比前轮采用独立悬挂的要少,但中、高级轿车一般都是四轮独立悬挂。雪铁龙有一种液压悬挂,它是用一个液压筒代替一组弹簧和减震器。液压筒根据中央控制器的指令来调整自身的工作情况。而中央控制器是按车身上的传感器所收集的资料信息计算后发出指令的。这些信息资料包括车速、车身侧偏程度、方向盘及油门位置等。液压悬挂现在几乎成了雪铁龙的“独门”技术,自然也成了雪铁龙的最大个性之一,现在几乎所有雪铁龙汽车都使用液压悬挂。
此外还有一种悬挂就是空气悬挂。它是在夹有帘线的橡胶囊内充入压缩空气组成。除具有减振功能和导向机构外还设有车身高度调节装置。空气悬挂虽然储能量大,但因结构复杂、维修麻烦以及轮廓尺寸大不易布置等缺点,目前多用于大客车和无轨电车上。
至于哪种悬挂最好,其实这是一个很复杂的问题,每种悬挂各有利弊。如果想提高舒适性而采用较软的悬挂,那么就会影响汽车行驶时的稳定性,尤其是在转弯时侧倾会加大,加速和刹车时会“前仰后合”;反之,为了避免上述不利因素,增加悬挂的刚性,则必然要降低汽车的舒适性。如何调整它们之间的关系,有时竟是进退两难,只能根据汽车的用途、车型来确定。因此,只能说最适合的悬挂就是最好的悬挂。
2、车辆的悬挂系统由几部分组成,分别有什么作用呢?
简单的来说悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器与车架连接部分组成的整个支持系统。悬挂系统应有的功能是支持车身,改善驾驶与乘坐的感觉,因为使用不同的悬挂系统,悬架属于汽车四大系统之一的底盘系统,连接车轮和车架,主要由弹性元件(弹簧、衬 套)、导向装置(摆臂)及减振器三个基本部分组成。此外,还包括一些特殊功能件,
车辆悬挂系统的种类有:非独立悬架:非独立悬架系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬架系统悬架在车架或车身的下面独立悬架,悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。悬挂系统应有的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。
悬挂对于汽车的操控性能有着决定性的作用,所以为了迎合年轻人对汽车的需求,几乎所有的汽车品牌都在大力宣传自己产品的操控性能,甚至是增加了越来越多的运动元素。这些悬挂在一些转弯 急刹车时候,对车辆的支撑会比较好,但是它的弱点呢就是造价比较高。前一阵大众的某种车型就是因为降低成本把原来的多连杆悬挂。
汽车的“悬挂”名字的来历是翻译自英文“suspension”,其本意是指悬,挂,吊的状态;然而汽车悬挂是什么呢?它是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统,主要起减震的作用。首先我们需要了解悬挂的作用究竟是什么?当我们的汽车在路面上行驶的时候,会因为路况的不同而产生大大小小的颠簸、震动。
3、什么是汽车悬架?悬架有哪些类型和作用?
悬架定义: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作用:
传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
组成:
(1)减振器功能:减振器是产生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的行驶平顺性,增强车轮和地面的附着力.另外,减振器能够降低车身部分的动载荷,延长汽车的使用寿命.目前在汽车上广泛使用的减振器主要是筒式液力减振器,其结构可分为双筒式,单筒充气式和双筒充气式三种。
工作原理:在车轮上下跳过程中,减振器活塞在工作腔内往复运动,使减振器液体通过活塞上的节流孔,由于液体有一定的粘性和液体通过节流孔时与孔壁间产生摩擦,使动能转化成热能散发到空气中,从而达到衰减振动功能。
(2)弹性元件功能:
支撑垂直载荷,缓和和抑止不平路面引起的振动和冲击.弹性元件主要有钢板弹簧,螺旋弹簧,扭杆弹簧,气弹簧和橡胶弹簧等。
原理:
用具有弹性较高材料制成的零件,在车轮受到大的冲击时,动能转化为弹性势能储存起来,在车轮下跳或回复原行驶状态时释放出来。
(3)导向机构作用:传递力和力矩,同时兼起导向作用。在汽车的行驶过程当中,能够控制车轮的运动轨迹。
轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。
比如,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”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。非独立悬架结构特点:
两侧车轮由一根整体式车架相连,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。
优缺点:
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,但由于其舒适性及操纵稳定性都较差,在现代轿车中基本上已不再使用,多用在货车和大客车上。
独立悬架独立悬架是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。
其优点是:
质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而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。
缺点:
独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。
现代轿车大都是采用独立式悬架,按其结构形式的不同,独立悬架又可分为双叉臂式、拖曳臂式、多连杆式、连杆支柱式以及麦弗逊式悬架等。
麦弗逊式悬挂当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。
麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、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。
主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成,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,并可以用减震器的行程长短及松紧,来设定悬挂的软硬及性能。
麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。
并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角,让其能在过弯时自适应路面,让轮胎的接地面积最大化,虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构,主要优点:结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低。
主要缺点:
横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大。
适用车型:中小型轿车、中低端SUV前悬架。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。
同双叉臂式悬挂一样双横臂式悬挂的横向刚度也较大,一般也采用上下不等长摇臂设置。
双横臂式悬挂设计偏向运动性,其性能优于麦弗逊式式悬挂、但比起真正的双叉臂式悬挂以及多连杆前悬挂要稍差一些。
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以及北京奔驰-戴克的克莱斯勒300C。而采用双横臂式后悬挂的有东风本田思域。
主要优点:横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰,侧倾小,可调参数多、轮胎接地面积大主要缺点:制造成本高、悬架定位参数设定复杂;适用车型:运动型轿车、超级跑车以及高档SUV前后悬架。多连杆独立悬挂可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。其中前悬挂一般为3连杆或4连杆式独立悬挂;后悬挂则一般为4连杆或5连杆式后悬挂系统,其中5连杆式后悬挂应用较为广泛。
多连杆悬挂能实现主销后倾角的最佳位置,大幅度减少来自路面的前后方向力,从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性,同时也保证了直线行驶的稳定性,因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小,不易造成非直线行驶。
在车辆转弯或制动时,多连杆悬挂结构可使后轮形成正前束,提高了车辆的控制性能,减少转向不足的情况。
多连杆悬挂在收缩时能自动调整外倾角,前束角以及使后轮获得一定的转向角度。
通过对连接运动点的约束角度设计使得悬挂在压缩时能主动调整车轮定位(这个设计自由度非常大),能完全针对车型做匹配和调校以最大限度的发挥轮胎抓地力从而提高整车的操控极限。
主要优点:舒适性能最好、操控性能出色主要缺点:制造成本最高、其占用空间大适用车型:高档轿车的绝佳搭档。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。
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。
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。
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。
主要缺点:承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限适用车型:中小型汽车、低端SUV后悬挂连杆支柱悬挂严格意义上来说没有这种称谓,但是随着国内广州丰田凯美瑞的热销(凯美瑞采用了这种悬挂),连杆支柱这个名字被越来越多的人熟悉,我们也就姑且把这种悬挂称为连杆支柱悬挂。
上一期说过拖曳臂式悬挂系统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。
但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,所以某些车厂就会结合一些连杆来解决,就形成了复杂的多连杆悬挂——连杆支柱式悬挂连杆支柱与麦弗逊悬挂一样,用来支撑车体也是减振器支柱,他把减振器,减振弹簧组装在一个总成中。
连杆支柱悬挂也有一跟粗大的减振器支柱,与麦弗逊悬挂的主要区别在于,悬挂下部与车身连接的A字型控制臂改成了三根连杆定位。
转弯时产生的横向力来,主要由减振器支柱和横拉杆来承担。
它具有与麦弗逊悬挂相近的操控性能,又有比麦弗逊悬挂更高的连接刚度和相对较好的抗侧倾性能。
但是同样也存在麦弗逊悬挂的缺点,就是稳定性不好,转向侧倾还是较大,需要加装平衡杆来减小转向侧倾。
相对纵臂扭转梁来说,它达到了全独立悬挂的结构要求,并且运动部件质量轻,悬挂响应性好,舒适性和操控性要优于纵臂扭转梁的,但比真正的多连杆悬架要差一些。
不过其占有空间小于真正的多连杆式悬挂,成本也低于多连杆悬挂故被不少厂家采用。
主要优点:结构简单、占用空间较小、制造成本较低。
主要缺点:横向刚度依然有限、稳定性不佳、容易加剧前驱车的转向不足特性适用车型:中档车的后悬挂。
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4、车辆悬挂知多少 解析汽车最常见的悬挂系统
● 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。
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● 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。
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● 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。
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● 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。
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。由于双叉臂式悬挂比麦佛逊式悬挂双叉臂多了一个上摇臂,需要占用较大的空间,而且定位参数较难确定,因此小型轿车的前桥出于空间和成本考虑较少采用此种悬挂。
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● 扭转梁式悬挂
扭转梁式悬挂的结构中,两个车轮之间没有硬轴直接相连,而是通过一根扭转梁进行连接,扭转梁可以在一定范围内扭转。但如果一个车轮遇到非平整路面时,之间的扭转梁仍然会对另一侧车轮产生一定的干涉的,严格上说,扭转梁式悬挂属于半独立式悬挂。
扭力梁式悬挂相对于独立式悬挂来说舒适性要差一些,不过结构简单可靠,也不占空间,而且维修费用也比独立悬挂低,所以扭力梁悬挂多用在小型车和紧凑型车的后桥上。
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● 稳定杆的作用
稳定杆也叫平衡杆,主要是防止车身侧倾,保持车身平衡。稳定杆的两端分别固定在左右悬架上,当汽车转弯时,外侧悬挂会压向稳定杆,稳定杆发生弯曲,由于变形产生的弹力可防止车轮抬起,从而使车身尽量保持平衡。
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● 多连杆悬挂
多连杆悬挂,就是通过各种连杆配置把车轮与车身相连的一套悬挂机构,其连杆数比普通的悬挂要多一些,一般把连杆数为三或以上的悬挂称为多连杆悬挂。目前主流的连杆数为4或5根连杆。前悬挂一般为3连杆或4连杆式独立悬挂;后悬挂则一般为4连杆或5连杆式后悬挂。
多连杆悬挂通过对连接运动点的约束角度设计使得悬挂在压缩时能主动调整车轮定位,使得车轮与地面尽可能保持垂直、贴地性,具有非常出色的操控性。多连杆悬挂能最大限度的发挥轮胎抓地力从而提高整车的操控极限,是所有悬挂设计中最好的,不过结构复杂,制造成本也高。一般中小型轿车车出于成本和空间考虑很少使用这种悬挂。
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● 空气悬挂
空气悬挂是指采用空气减振器的悬挂,主要是通过空气泵来调整空气减振器的空气量和压力,可改变空气减振器的硬度和弹性系数。通过调节泵入的空气量,可以调节空气减振器的行程和长度,可以实现底盘的升高或降低。
空气悬挂相对于传统的钢制悬挂系统来说,具有很多优势。如车辆高速行驶时,悬挂可以变硬,以提高车身稳定性;而低速或颠簸路面行驶时,悬挂可以变软来提高舒适性。
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● 弹簧和减震器
在悬挂的减振机构中,除了减振器还会有根弹簧。有了减振器为什么还要弹簧呢?其实需要它们的合作,才能完成减振的任务。
当车辆行驶在不平路面时,弹簧受到地面冲击后发生形变,而弹簧需要恢复原型会出现来回震动的现象,这样显然会影响汽车的操控性和舒适性。而减振器起到对弹簧起到阻尼的作用,抑制弹簧来回摆动。这样在汽车通过不平路段时,才不至于不停的颤动。
5、汽车有几种悬挂?哪种悬挂最好?
汽车悬架作为连接车轮和车身的机构,起着支撑和阻尼车身的作用,缓冲各种不平路面对车架或车身的冲击,让驾乘人员有更好的乘坐体验。麦弗逊悬架由螺旋弹簧、减震器和三角形下摆臂组成,大部分车型都会配备稳定杆。主要结构简单,就是将螺旋弹簧套在减震器上。减震器可以避免螺旋弹簧受力时前后左右移位的现象,限制弹簧只能上下方向振动。减震器的行程长度和紧密度可以用来设定悬架的硬度和性能。汽车有几种悬挂?哪种悬挂最好?
拖臂悬架是专门为后轮设计的悬架结构。它的结构非常简单:利用上下摆动的粗拖臂实现车轮与车身或车架的刚性连接,然后利用液压减震器和螺旋弹簧作为软连接来减震支撑车身,而利用圆柱形或方形梁来连接左右车轮。一种悬架,使用板簧作为弹性元件,平行于汽车纵轴安装在汽车上。它还充当导向机构,大大简化了悬挂系统。车辆在转弯或制动时,5连杆后悬架结构可以使后轮形成前束,提高车辆的控制性能,减少转向不足。同时,紧凑的结构增加了后排座椅和行李厢的空间。
双叉臂悬架,又称双连杆悬架,是另一种常见的独立悬架。它通过上下横臂与车身铰接,一般下横臂比上横臂长。双臂悬架的应用也很广泛,包括很多跑车和高档车。双叉臂悬架有上叉臂和下叉臂。侧向力同时被两个叉骨吸收。支柱只承受车身重量,横向刚度高。双叉悬架的上下A型叉臂可以精确定位前轮的各种参数。前轮转弯时,上下叉臂可以同时吸收轮胎的侧向力,两个叉臂的侧向刚度大,所以转弯侧倾小。
拖臂悬架最大的优点是左右轮间距大,车身外倾角不变,减震器不产生弯曲应力,所以摩擦力小。拖臂悬架的舒适性和操纵性是有限的。刹车时,纵臂悬架的后轮会下沉以平衡车身,除了沉重的前轮,无法提供精确的几何控制。与其他独立悬架相比,空气悬架通过气泵调节空气减振器的风量和压力,改变空气减振器的硬度和弹性系数,类似于泵。多用于“底盘升降系统”,可以升降底盘,使车辆既有汽车的舒适性,又兼顾越野车的通过性。代表车型有保时捷卡宴、达奇、途锐、路虎揽胜、普拉多4 0NX NAVI、奔驰GL450、雷克萨斯ls等。
6、汽车的各种悬挂有什么不同各有什么优缺点?
悬挂系统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,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并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由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。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。悬挂系统是汽车中的一个重要总成,它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。从外表上看,轿车悬挂系统仅是由一些杆、筒以及弹簧组成,但千万不要以为它很简单,相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。比如,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”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。
(一)非独立悬挂系统
非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于其舒适性及操纵稳定性都较差,在现代轿车中基本上已不再使用,多用在货车和大客车上。
(二)独立悬挂系统
独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。其优点是:质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而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。不过,独立悬挂系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬挂系统,按其结构形式的不同,独立悬挂系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬挂系统等。
(三)横臂式悬挂系统
横臂式悬挂系统是指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统,按横臂数量的多少又分为双横臂式和单横臂式悬挂系统。
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,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。单横臂式独立悬挂系统多应用在后悬挂系统上,但由于不能适应高速行驶的要求,目前应用不多。
双横臂式独立悬挂系统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挂系统。等长双横臂式悬挂系统在车轮上下跳动时,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。对于不等长双横臂式悬挂系统,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挂系统已广泛应用在轿车的前后悬挂系统上,部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬挂系统结构。
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。
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.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。
同双叉臂式悬挂一样双横臂式悬挂的横向刚度也较大,一般也采用上下不等长摇臂设置,加了稳定杆后的双横臂特点与双叉臂几乎完全一样。
优点:横向刚度大、抗侧倾性能优异、能自适应路面状况,抓地性能好、路感清晰,韧性大,具备一定 的舒适性。
缺点:制造成本高、悬架定位参数设定复杂,占用空间大。适用车型:运动型轿车、超级跑车以及高档SUV前后悬架。
(四)多连杆式悬挂系统
多连杆式悬挂系统是由(3—5)根杆件组合起来控制车轮的位置变化的悬挂系统。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挂系统的优点,能满足不同的使用性能要求。多连杆式悬挂系统的主要优点是: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,其不足之处是汽车高速时有轴摆动现象。
(五)纵臂式悬挂系统
纵臂式独立悬挂系统是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬挂系统结构,又分为单纵臂式和双纵臂式两种形式。单纵臂式悬挂系统当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生较大的变化,因此单纵臂式悬挂系统不用在转向轮上。双纵臂式悬挂系统的两个摆臂一般做成等长的,形成一个平行四杆结构,这样,当车轮上下跳动时主销的后倾角保持不变。双纵臂式悬挂系统多应用在转向轮上。
(六)烛式悬挂系统
烛式悬挂系统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。烛式悬挂系统的优点是:当悬挂系统变形时,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。但烛式悬挂系统有一个大缺点: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。烛式悬挂系统现已应用不多。
(七)麦弗逊式悬挂系统
麦弗逊式悬挂系统的车轮也是沿着主销滑动的悬挂系统,但与烛式悬挂系统不完全相同,它的主销是可以摆动的,麦弗逊式悬挂系统是摆臂式与烛式悬挂系统的结合。与双横臂式悬挂系统相比,麦弗逊式悬挂系统的优点是:结构紧凑,车轮跳动时前轮定位参数变化小,有良好的操纵稳定性,加上由于取消了上横臂,给发动机及转向系统的布置带来方便;与烛式悬挂系统相比,它的滑柱受到的侧向力又有了较大的改善。麦弗逊式悬挂系统多应用在中小型轿车的前悬挂系统上,保时捷911、国产奥迪、桑塔纳、夏利、富康等轿车的前悬挂系统均为麦弗逊式独立悬挂系统。虽然麦弗逊式悬挂系统并不是技术含量最高的悬挂系统结构,但它仍是一种经久耐用的独立悬挂系统,具有很强的道路适应能力。
(八)主动悬挂系统
主动悬挂系统是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬挂系统。它汇集了力学和电子学的技术知识,是一种比较复杂的高技术装置。例如装置了主动悬挂系统的法国雪铁龙桑蒂雅,该车悬挂系统系统的中枢是一个微电脑,悬挂系统上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较,选择相应的悬挂系统状态。同时,微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件,通过控制减振器内油压的变化产生抽动,从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬挂系统运动。因此,桑蒂雅轿车备有多种驾驶模式选择,驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮,轿车就会自动设置在最佳的悬挂系统状态,以求最好的舒适性能。主动悬挂系统具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时,主动悬挂系统会产生一个与惯力相对抗的力,减少车身位置的变化。例如德国奔驰2000款Cl型跑车,当车辆拐弯时悬挂系统传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度。电脑根据传感器的信息,与预先设定的临界值进行比较计算,立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬挂系统上,使车身的倾斜减到最小。