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文檔簡介

1、 懸掛 在這個言必談操控、論必說運動的年代里,幾乎所有汽車品牌多在大力的宣傳自己產(chǎn)品優(yōu)秀的操控性能,從歐系的寶馬、奧迪、SAAB到日系的謳歌、英菲尼迪等高端品牌無不在極力宣傳自己良好的操控性和運動性,就連一向以舒適性能為取向的奔馳、凱迪拉克、雷克薩斯等高端品牌也在新近的設(shè)計中加入了更多的運動取向。從以??怂篂榇淼木o湊型轎車到以邁騰為代表的中級車到以寶馬5系Li為代表的高檔車無不標(biāo)榜自己的運動性能。懸掛在汽車底盤安放位置的示意圖 懸掛的概念和分類 首先讓我們來了解一下什么是懸掛:懸掛是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱,懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩,比

2、如支撐力、制動力和驅(qū)動力等,并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動、保證乘員的舒適性、減小貨物和車輛本身的動載荷。典型的汽車懸掛結(jié)構(gòu)由彈性元件、減震器以及導(dǎo)向機構(gòu)等組成,這三部分分別起緩沖,減振和力的傳遞作用。絕大多數(shù)懸掛多具有螺旋彈簧和減振器結(jié)構(gòu),但不同類型的懸掛的導(dǎo)向機構(gòu)差異卻很大,這也是懸掛性能差異的核心構(gòu)件。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為非獨立懸掛和獨立懸掛兩種。 懸掛把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來,關(guān)系到汽車的多種使用性能,是汽車最重要的三大總成之一(其它兩個分別是:發(fā)動機和變速箱)。從結(jié)構(gòu)上看,汽車懸掛僅是由一些桿、筒以及彈簧等簡單構(gòu)件組成,但汽車懸掛卻是一個非常難達到完美要求的

3、汽車總成,這是因為懸架既要滿足汽車操縱穩(wěn)定性的要求,又要保證汽車的舒適性要求,而這兩方面又是相互矛盾的。為了取得良好的舒適性,需要大大緩沖汽車的震動,這樣彈簧就要設(shè)計得軟些,但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點頭”、加速“抬頭”以及嚴(yán)重側(cè)傾偏向,不利于汽車的轉(zhuǎn)向,容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。邁騰原型車大眾帕薩特B6前麥弗遜、后多連桿懸掛 懸掛的構(gòu)件雖然簡單但參數(shù)的確定卻相當(dāng)?shù)膹?fù)雜,廠家不但要考慮汽車的舒適性,操控穩(wěn)定性還要考慮到成本問題?;谶@三個問題不同廠家有不同的傾向性策略。也就產(chǎn)生了國內(nèi)現(xiàn)在比較常見的五種懸掛:麥弗遜式獨立懸掛、雙叉臂式獨立懸掛、單縱臂扭桿梁式半獨立懸掛、連桿支柱式獨立懸掛、

4、多連桿式獨立懸掛。獨立懸掛 獨立懸掛系統(tǒng)是每一側(cè)的車輪都是單獨地通過彈性懸掛系統(tǒng)懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點是: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)動機位置降低,汽車重心也得到降低,從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性;左右車輪單獨跳動,互不相干,能減小車身的傾斜和震動。不過,獨立懸掛系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點,同時因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜,會侵占一些車內(nèi)乘坐空間。 現(xiàn)代轎車大都是采用獨立式懸掛系統(tǒng),按其結(jié)構(gòu)形式的不同,獨立懸掛系統(tǒng)又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸掛系統(tǒng)等。非獨立懸掛非獨立懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)

5、車輪由一根整體式車架相連,車輪連同車橋一起通過彈性懸掛系統(tǒng)懸掛在車架或車身的下面。非獨立懸掛系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點,但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都相對較差,在現(xiàn)代轎車中只有成本控制比較嚴(yán)格的車型才會使用,更多的用于貨車和大客車上。 非獨立懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點:1.左右輪在彈跳時會相互牽連,輪胎角度的變化量小使輪胎的磨耗小。 2.在車身高度降低時還不容易改變車輪的角度,使操控的感覺保持一致。 3.構(gòu)造簡單,制造成本低,容易維修。 4.占用的空間較小,可降低車底板的高度。非獨立懸掛系統(tǒng)的缺點: 1.左右輪在彈跳時,會相互牽連,而降低乘坐的舒適性及操控的安定性

6、。 2.因構(gòu)造簡單使設(shè)計的自由度小,操控的安定性較差。非獨立懸掛 可變懸掛 可變懸掛是指可以手動或車輛自動改變懸掛的高低或軟硬來適應(yīng)不同路面的行駛需求??諝鈶覓旒夹g(shù)特點:底盤可升降,應(yīng)用車型廣泛技術(shù)不足:可靠性不如螺旋彈簧應(yīng)用車型:奔馳S350、奧迪A8L、保時捷卡宴等 其實提到主動懸掛系統(tǒng),我們首先想到的,并且應(yīng)用最廣泛的自然是空氣懸掛,而在系統(tǒng)組成上,它主要是由控制電腦、空氣泵、儲壓罐、氣動前后減震器和空氣分配器等部件。主要用途就是控制車身的水平運動,調(diào)節(jié)車身的水平高度以及調(diào)節(jié)減震器的軟硬程度。 通常來講,裝備空氣式可調(diào)懸掛的車型前輪和后輪的附近都會設(shè)有離地距離傳感器,按離地距離傳感器的輸

7、出信號,行車電腦會判斷出車身高度變化,再控制空氣壓縮機和排氣閥門,使彈簧自動壓縮或伸長,從而降低或升高底盤離地間隙,以增加高速車身穩(wěn)定性或復(fù)雜路況的通過性。 而在日常調(diào)節(jié)中,空氣懸掛會有幾個狀態(tài)。1、保持狀態(tài)。當(dāng)車輛被舉升器舉起,離開地面時,空氣懸掛系統(tǒng)將關(guān)閉相關(guān)的電磁閥,同時電腦記憶車身高度,使車輛落地后保持原來高度:2、正常狀態(tài),即發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)。行車過程中,若車身高度變化超過一定范圍,空氣懸掛系統(tǒng)將每隔一段時間調(diào)整車身高度:3、喚醒狀態(tài)。當(dāng)空氣懸掛系統(tǒng)被遙控鑰匙、車門開關(guān)或行李廂蓋開關(guān)喚醒后,系統(tǒng)將通過車身水平傳感器檢查車身高度。如果車身高度低于正常高度一定程度,儲氣罐將提供壓力使車身升

8、至正常高度。同時,空氣懸掛可以調(diào)節(jié)減震器軟硬度,包括軟態(tài)、正常及硬態(tài)3個狀態(tài)(也有標(biāo)注成舒適、普通、運動三個模式等),駕駛者可以通過車內(nèi)的控制鈕進行控制。 當(dāng)然,相比傳統(tǒng)懸掛,由于空氣式可調(diào)懸掛結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,其出現(xiàn)故障的幾率和頻率也會高于螺旋彈簧懸掛系統(tǒng),而用空氣作為調(diào)整底盤高度的動力來源,相關(guān)部件的密封性也是一個問題,另外,如果頻繁地調(diào)整底盤高度,還有可能造成氣泵系統(tǒng)局部過熱,會大大縮短氣泵的使用壽命。當(dāng)然,隨著技術(shù)水平的不斷提高,很多問題都得到了良好的解決,同時,應(yīng)用的車型也越來越廣泛。 電磁可調(diào)懸掛技術(shù)特點:技術(shù)先進,系統(tǒng)響應(yīng)迅速。技術(shù)不足:成本較高,多應(yīng)用于豪華車型上,穩(wěn)定性有待檢驗。

9、應(yīng)用車型:奧迪TT、凱迪拉克SLS、凱迪拉克CTS 所謂電磁式可調(diào)懸掛就是利用電磁反應(yīng)來實現(xiàn)汽車底盤高度升降變化的一種懸掛方式,它可以在極短的時間內(nèi)作出反應(yīng)。來抑制振動,保持車身穩(wěn)定。特別是在一些相對極端的環(huán)境下,比如高速行車中突然遇到顛簸,電磁懸掛的優(yōu)勢就會非常明顯,它的反應(yīng)速度可以比傳統(tǒng)懸掛快5倍。 在系統(tǒng)組成方面,電磁懸掛系統(tǒng)是由行車電腦、車輪位移傳感器、電磁液壓桿和直筒減震器組成。在每個車輪和車身連接處都有一個車輪位移傳感器,傳感器與行車電腦相連,行車電腦又與電磁液壓桿和直筒減震器相連。電磁減震器的奧秘在于其中充當(dāng)阻尼介質(zhì)的電磁油液,這種電磁液中是由合成的碳?xì)浠锖图?xì)微的鐵粒組成。而這

10、些金屬粒子在普通狀態(tài)下,會雜亂無章的分布在液體中,而隨著電磁場的產(chǎn)生及磁通量的改變,它們就會排列成一定結(jié)構(gòu),粘滯系數(shù)也隨之改變,進而改變阻尼。而電磁場的強度只需要改變電流即可控制。也就是說這套系統(tǒng)的控制只需要改變電流就能夠達到控制阻尼系數(shù)的目的。 其實這個減震過程,主要就是在車輛行駛到顛簸路面,引起車輪跳動的時候,傳感器會迅速將信號傳至控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)指令,將電信號發(fā)送到各個減震器的電子線圈,使電流的運動產(chǎn)生磁場,在磁場的作用下,電磁液的粘度得到改變,從而達到控制車身、減震的目的。而如此復(fù)雜的過程實際上只是瞬間完成。舉個例子說當(dāng)你讀完以上這幾行文字時,這個過程已經(jīng)可能已經(jīng)完成了300

11、0次。(每秒可達1000次) 液壓可調(diào)懸掛技術(shù)特點:底盤可升降,采用液壓油耐用性更好技術(shù)不足:技術(shù)水平相對老舊,反應(yīng)速度偏慢應(yīng)用車型:雪鐵龍C5(海外) 雪鐵龍C6 液壓式可調(diào)懸掛。顧名思義,就是利用液壓變化來調(diào)節(jié)車身的懸掛系統(tǒng)。它的核心部件是一個內(nèi)置式電子液壓集成模塊,可以根據(jù)車輛行駛速度對減震器的伸縮頻率和程度加以調(diào)整。另外,由于不同車型的重心分配有所同,因而通常要在汽車重心的附近安裝縱向橫向加速度橫擺陀螺傳感器,用來采集車身震動、車輪跳動以及傾斜狀態(tài)等信號,這些信號經(jīng)過行車電腦運算,并把相應(yīng)執(zhí)行信號傳遞給四個執(zhí)行油缸,并以增減液壓油的方式來改變離地間隙等。 與空氣式可調(diào)懸掛系統(tǒng)類似,液壓

12、式可調(diào)懸掛也可以進行底盤升高或自動調(diào)節(jié)。舉個例子說,我們以老款雪鐵龍C5車型上的這套名為的液壓式可調(diào)懸掛來做個比方。它在停車時,其車身高度自動降為最低,車發(fā)動后恢復(fù)車身高度。在車輛行駛狀態(tài)下,城市道路及車速低于110公里/小時時,會采用標(biāo)準(zhǔn)高度;當(dāng)車速超過110公里/小時時,電子液壓集成塊控制車身頭部降低15毫米,車尾部降低11毫米。降低重心可以改善車輛行駛穩(wěn)定性,減小迎風(fēng)最大截面和降低對側(cè)風(fēng)的敏感度,同時降低油耗;當(dāng)車速低于90公里/小時后車身恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)高度;路況不好時,電子液壓集成塊控制車身升高,以最大限度保證減震行程長度與舒適性。電子液力式可調(diào)懸掛技術(shù)特點:控制精準(zhǔn),反應(yīng)速度快技術(shù)不足:

13、穩(wěn)定性有待檢驗應(yīng)用車型:別克新君越、歐寶雅特(海外) 電子液力式可調(diào)懸掛也稱連續(xù)減震控制系統(tǒng)(CDC),它也是主動懸掛的一種。這套系統(tǒng)可以獨立控制每個車輪的懸掛阻尼。其電子感應(yīng)器能根據(jù)讀取路況信息,適時對減震器作出調(diào)整,使之在軟硬間頻繁切換。從而更迅速準(zhǔn)確地控制車身的側(cè)傾、俯仰以及橫擺跳動。提高車輛高速行駛和過彎的穩(wěn)定性。 而與較為傳統(tǒng)的液壓式可調(diào)懸掛不同,電子液力式懸掛對電子設(shè)備的依賴性要更強。核心部件由中央控制單元、CDC減震器、車身加速度傳感器、車輪加速度傳感器以及CDC控制閥構(gòu)成,其中減震器是基于傳統(tǒng)的液壓減震器構(gòu)造,減震器內(nèi)注有油液,有內(nèi)外兩個腔室,油液可通過聯(lián)通兩個腔室間的孔隙流動

14、,在車輪顛簸時,減振器內(nèi)的活塞便會在套筒內(nèi)上下移動,其腔內(nèi)的油液便在活塞的往復(fù)運動的作用下在兩個腔室間往返流動。油液分子間的相互摩擦以及油液與孔壁之間的摩擦對活塞的運動形成阻力,將震動的動能轉(zhuǎn)化為熱量,熱量通過減震器外殼散發(fā)到空氣中,這樣就實現(xiàn)了減震器的“減震”過程。 話又說回來,CDC并不算非常先進的懸掛技術(shù),只能說應(yīng)用在合資品牌中型車上并不多見。其實在2004年,這套系統(tǒng)就已經(jīng)裝備到了歐寶雅特車型上。換言之,CDC至少在5年之前就應(yīng)用到了量產(chǎn)車型上。而到2008年,在通用的全新中型車平臺-Epsilon II平臺上,歐寶的Insignia(新君威的原型車)誕生了,它所應(yīng)用的Flex Rid

15、e自適應(yīng)底盤系統(tǒng),就是基于CDC系統(tǒng)而來的。 整體主動轉(zhuǎn)向 整體主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng),可通過調(diào)整后輪的轉(zhuǎn)向角度來提高汽車的安全性、穩(wěn)定性和舒適性。在高速變線和過彎時,它能確保舒適且優(yōu)異的路面響應(yīng),在低速行駛時,它可減小轉(zhuǎn)向半徑使車輛行動更靈活敏捷。此外,主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還能在車輛制動時帶來更好的可控性和操控感。 助力轉(zhuǎn)向 助力轉(zhuǎn)向,顧名思義,就是通過增加外力來抵抗轉(zhuǎn)向阻力,讓駕駛者只需更少的力就能夠完成轉(zhuǎn)向,也稱動力轉(zhuǎn)向,英文為power steering,最初是為了讓一些自重較重的大型車輛能夠更輕松的操作,但是現(xiàn)在已經(jīng)非常普及,它讓駕駛變得更加簡單和輕松,并且讓車輛反應(yīng)更加敏捷,一定程度上提高了安全性。

16、 我們常見的助力轉(zhuǎn)向有機械液壓助力、電子液壓助力、電動助力三種。參考資料:汽車之家-各有所長 三種常見助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹機械液壓助力 機械液壓助力是我們最常見的一種助力方式,它誕生于1902年,由英國人Frederick W. Lanchester發(fā)明,而最早的商品化應(yīng)用則推遲到了半個世紀(jì)之后,1951年克萊斯勒把成熟的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)應(yīng)用在了Imperial車系上。由于技術(shù)成熟可靠,而且成本低廉,得以被廣泛普及。1951第六代Imperial 1948-1954 機械液壓助力系統(tǒng)的主要組成部分有液壓泵、油管、壓力流體控制閥、V型傳動皮帶、儲油罐等等。這種助力方式是將一部分發(fā)動機動力輸出轉(zhuǎn)化成液

17、壓泵壓力,對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助作用力,從而使輪胎轉(zhuǎn)向。 根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)液流方式的不同可以分為常壓式液壓助力和常流式液壓助力。常壓式液壓助力系統(tǒng)的特點是無論方向盤處于正中位置還是轉(zhuǎn)向位置、方向盤保持靜止還是在轉(zhuǎn)動,系統(tǒng)管路中的油液總是保持高壓狀態(tài);而常流式液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵雖然始終工作,但液壓助力系統(tǒng)不工作時,油泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài),管路的負(fù)荷要比常壓式小,現(xiàn)在大多數(shù)液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)都采用常流式??梢钥吹?,不管哪種方式,轉(zhuǎn)向油泵都是必備部件,它可以將輸入的發(fā)動機機械能轉(zhuǎn)化為油液的壓力。機械液壓助力優(yōu)缺點: 機械液壓助力的方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間全部是機械部件連接,操控精準(zhǔn),路感直接,信息反饋豐富;液壓泵由

18、發(fā)動機驅(qū)動,轉(zhuǎn)向動力充沛,大小車輛都適用;技術(shù)成熟,可靠性高,平均制造成本低。 由于依靠發(fā)動機動力來驅(qū)動油泵,能耗比較高,所以車輛的行駛動力無形中就被消耗了一部分;液壓系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,各種控制油液的閥門數(shù)量繁多,后期的保養(yǎng)維護需要成本;整套油路經(jīng)常保持高壓狀態(tài),使用壽命也會受到影響,這些都是機械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點所在。 電子液壓助力 由于機械液壓助力需要大幅消耗發(fā)動機動力,所以人們在機械液壓助力的基礎(chǔ)上進行改進,開發(fā)出了更節(jié)省能耗的電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 這套系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵不再由發(fā)動機直接驅(qū)動,而是由電動機來驅(qū)動,并且在之前的基礎(chǔ)上加裝了電控系統(tǒng),使得轉(zhuǎn)向輔助力的大小不光與轉(zhuǎn)向角度

19、有關(guān),還與車速相關(guān)。機械結(jié)構(gòu)上增加了液壓反應(yīng)裝置和液流分配閥,新增的電控系統(tǒng)包括車速傳感器、電磁閥、轉(zhuǎn)向ECU等。 電子液壓助力的原理與機械液壓助力基本相同,不同的是油泵由電動機驅(qū)動,同時助力力度可變。車速傳感器監(jiān)控車速,電控單元獲取數(shù)據(jù)后通過控制轉(zhuǎn)向控制閥的開啟程度改變油液壓力,從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力力度的大小調(diào)節(jié)。 電子液壓助力擁有機械液壓助力的大部分優(yōu)點,同時還降低了能耗,反應(yīng)也更加靈敏,轉(zhuǎn)向助力大小也能根據(jù)轉(zhuǎn)角、車速等參數(shù)自行調(diào)節(jié),更加人性化。不過引入了很多電子單元,其制造、維修成本也會相應(yīng)增加,使用穩(wěn)定性也不如機械液壓式的牢靠,隨著技術(shù)的不斷成熟,這些缺點正在被逐漸克服,電子液壓助力已經(jīng)成

20、為很多家用車型的選擇。 電動助力什么是電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS就是英文Electric Power Steering的縮寫,即電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。該系統(tǒng)由電動助力機直接提供轉(zhuǎn)向助力,省去了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動機上的皮帶輪,既節(jié)省能量,又保護了環(huán)境。另外,還具有調(diào)整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點。正是有了這些優(yōu)點,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一種新的轉(zhuǎn)向技術(shù),將挑戰(zhàn)大家都非常熟知的、已具有50多年歷史的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 駕駛員在操縱方向盤進行轉(zhuǎn)向時,轉(zhuǎn)矩傳感器檢測到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)矩的大小,將電壓信號

21、輸送到電子控制單元,電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器檢測到的轉(zhuǎn)距電壓信號、轉(zhuǎn)動方向和車速信號等,向電動機控制器發(fā)出指令,使電動機輸出相應(yīng)大小和方向的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩,從而產(chǎn)生輔助動力。汽車不轉(zhuǎn)向時,電子控制單元不向電動機控制器發(fā)出指令,電動機不工作。技術(shù)優(yōu)勢 1、節(jié)能環(huán)保 由于發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,液壓泵始終處于工作狀態(tài),液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使整個發(fā)動機燃油消耗量增加了35,而EPS以蓄電池為能源,以電機為動力元件,可獨立于發(fā)動機工作,EPS幾乎不直接消耗發(fā)動機燃油。EPS不存在液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的燃油泄漏問題,EPS通過電子控制,對環(huán)境幾乎沒有污染,更降低了油耗。 2、安裝方便 EPS的主要部件可以配集成在一起,易于布

22、置,與液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比減少了許多元件,沒有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、壓力流量控制閥、儲油罐等,元件數(shù)目少,裝配方便,節(jié)約時間。 3、效率高 液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)效率一般在60%70%,而EPS的效率較高,可高達90以上。 4、路感好 傳統(tǒng)純液壓動力轉(zhuǎn)向系大多采用固定放大倍數(shù),工作驅(qū)動力大,但卻不能實現(xiàn)汽車在各種車速下駕駛時的輕便性和路感。而EPS系統(tǒng)的滯后特性可以通過EPS控制器的軟件加以補償,使汽車在各種速度下都能得到滿意的轉(zhuǎn)向助力。 5、回正性好 EPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,不僅操作簡便,還可以通過調(diào)整EPS控制器的軟件,得到最佳的回正性,從而改善汽車操縱的穩(wěn)定性和舒適性。主要結(jié)構(gòu)電動助力轉(zhuǎn)向系

23、統(tǒng)由轉(zhuǎn)向傳感裝置、車速傳感器、助力機械裝置、提供轉(zhuǎn)向助力電機及微電腦控制單元組成。工作原理微電腦控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向傳感裝置和車速傳感器傳出的信號,確定轉(zhuǎn)向助力的大小和方向,并驅(qū)動電機輔助轉(zhuǎn)向操作。 后輪轉(zhuǎn)向 人們常會用精準(zhǔn)、輕便來評價一款車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),而且轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接關(guān)乎車輛的行駛安全與操控性能。在固有的思維里,轉(zhuǎn)向或許只是前輪的事情,今天我們就突破思想的束縛,來談?wù)勀軌蛱嵘D(zhuǎn)向性能和安全的利器后輪轉(zhuǎn)向。 車輛的三種轉(zhuǎn)彎行駛特性 在談及具體問題前,我們先來說說車輛的轉(zhuǎn)彎行駛特性。轉(zhuǎn)向特性一般可以分為不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向和過度轉(zhuǎn)向三種情況。 不足轉(zhuǎn)向表現(xiàn)為車輛在彎中的實際轉(zhuǎn)向角度比前輪的轉(zhuǎn)動角度小,

24、也就是前輪出現(xiàn)了向外側(cè)的滑動,這種轉(zhuǎn)彎也俗稱“推頭”。 轉(zhuǎn)向過度表現(xiàn)為車輛在彎中的實際轉(zhuǎn)向角度比前輪的轉(zhuǎn)動角度大,也就是后輪出現(xiàn)了向外側(cè)的滑動。 中性轉(zhuǎn)向表現(xiàn)為車輛在彎中的實際轉(zhuǎn)向角度恰好是前輪的轉(zhuǎn)動角度,這種轉(zhuǎn)向特性往往可以達到最大的轉(zhuǎn)彎速度,但是這也降低了駕駛員對車輛在一定程度上接近物理極限的主觀感受。 對于前驅(qū)車來說,在出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向時,可以通過降低車速來解決。但是如果出現(xiàn)較嚴(yán)重的轉(zhuǎn)向過度則需要反打方向并配合加油來通過,這也是漂移的技巧,不過這對駕車人的要求很高。所以一般來說,普通民用車在轉(zhuǎn)向特性的調(diào)校上會偏向于輕微的不足轉(zhuǎn)向以保證行駛的穩(wěn)定。 后輪轉(zhuǎn)向?qū)φ囖D(zhuǎn)向特性的影響 了解了車輛的轉(zhuǎn)

25、向特性后,我們再來看看后輪轉(zhuǎn)向?qū)囕v的整體轉(zhuǎn)向特性會產(chǎn)生什么樣的影響。后輪轉(zhuǎn)向存在與前輪同向和反向兩種情況,而且這兩種情況也會表現(xiàn)出兩種完全不同的轉(zhuǎn)向特性。簡單來說就是同向增加不足轉(zhuǎn)向,反向增加過度轉(zhuǎn)向。車輛在低速行駛時,可以通過后輪與前輪的反向轉(zhuǎn)動來適當(dāng)增加轉(zhuǎn)向過度。高速行駛的車輛遇到緊急變線的情況時,在沒有任何電子輔助系統(tǒng)的幫助下,很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過度的傾向,通過后輪產(chǎn)生一個很小但很重要的與前輪相同方向的轉(zhuǎn)向則可以彌補轉(zhuǎn)向過度的趨勢,這樣會讓汽車有更好的平衡性。車輛在制動(左)和右轉(zhuǎn)(右)時 輪胎與路面接觸面的變化 車輛在過彎時,車輪觸地面積以及車輪定位的變化會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向特性的變化。應(yīng)該說,后

26、輪轉(zhuǎn)向技術(shù)可以彌補由于使用橡膠充氣輪胎所導(dǎo)致的車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的先天缺陷。這種后輪轉(zhuǎn)向更像是ESP系統(tǒng)的工作原理,即車輛高速運動時,通過制動某個或某幾個車輪,以保持車輛行駛姿態(tài)的穩(wěn)定。 車輛重心的轉(zhuǎn)移會最終影響到車輛的轉(zhuǎn)向特性 后輪轉(zhuǎn)向目前主要通過兩種方式來實現(xiàn),一種是通過機械結(jié)構(gòu)來達到,另一種則是通過電機或液力來實現(xiàn)。通過機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向往往是被動的,一般是依靠車輛在轉(zhuǎn)彎時地面的側(cè)向摩擦力來使后輪產(chǎn)生小幅度的轉(zhuǎn)向,這里我們來看看標(biāo)志雪鐵龍的后輪隨動轉(zhuǎn)向技術(shù)。 后輪隨動轉(zhuǎn)向 這套結(jié)構(gòu)其實很簡單,它并非在后輪布置了一套完整的轉(zhuǎn)向機構(gòu),而僅僅是在后輪與懸掛,懸掛與車身之間布置了一些橡膠軟墊,通過

27、橡膠使懸掛和車身實現(xiàn)柔性連接,由于橡膠存在一定彈性,所以在汽車轉(zhuǎn)彎時,后懸掛連接點的橡膠軟墊在橫向力的作用下能發(fā)生一定程度的彈性形變,從而帶動車輪做一定角度的變化。這個轉(zhuǎn)向角度取決于橡膠軟墊的軟硬度。橡膠墊越軟,后輪可變轉(zhuǎn)向角度越大,但懸掛剛度降低穩(wěn)定性差,橡膠軟墊越硬,后輪轉(zhuǎn)向角度越小,但懸掛剛度大,穩(wěn)定性高。因此在設(shè)計時需要權(quán)衡其優(yōu)缺點,根據(jù)汽車的實際用途的側(cè)重點做調(diào)校,一般來說,后輪的轉(zhuǎn)向角度都在3度以下。通過橡膠使懸掛和車身實現(xiàn)柔性連接 從而在轉(zhuǎn)彎時實現(xiàn)后輪隨動轉(zhuǎn)向 雖然這是一個被動的轉(zhuǎn)向機構(gòu),但是其結(jié)構(gòu)相對簡單,技術(shù)含量低、成本低。所以它可以應(yīng)用在一些經(jīng)濟性轎車上,比如富康車型等。

28、后輪主動式轉(zhuǎn)向 最后我們再來看看采用電機來主動驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動的BMW 7系車型。對于大型豪華車來說,不斷加長的軸距為車內(nèi)帶來了良好舒適的乘坐空間,但是這也對車輛的操控性帶來了一定的負(fù)面影響。無論是低速時的轉(zhuǎn)彎半徑,還是高速行駛時的穩(wěn)定性都會打折扣。通過加入后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則可以彌補軸距增加后對車輛行駛特性造成的影響,同時讓一款豪華車同樣具有很好的駕駛樂趣。這套主動式后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理也并不復(fù)雜,就是一套絲杠螺母機構(gòu),電機驅(qū)動螺母帶動絲杠產(chǎn)生軸向移動。這種軸向移動會帶動后輪產(chǎn)生小幅度的轉(zhuǎn)向,當(dāng)車速在60km/h以上時,后輪與前輪同向偏轉(zhuǎn),提升高速過彎的穩(wěn)定性。在60km/h以下時則反向偏轉(zhuǎn),增加車輛的

29、靈活性。全文總結(jié): 對于民用車來說,輕微的不足轉(zhuǎn)向特性可以保證車輛行駛的穩(wěn)定性,但是車輛高速轉(zhuǎn)彎時往往會產(chǎn)生過度轉(zhuǎn)向,那么通過后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng),可以彌補這種過度轉(zhuǎn)向帶來的行車危險,同時對于中大型車以及豪華車來說,后輪轉(zhuǎn)向可以使車輛在低速時更加靈活,高速過彎時也更加穩(wěn)定,讓駕駛同樣充滿樂趣。 扭力轉(zhuǎn)向什么是扭力轉(zhuǎn)向? 前驅(qū)車之所以會成為當(dāng)今量產(chǎn)車的主流,就是因為它最大限度的縮小了機械占用空間,而使乘客擁有最為寬敞的乘坐空間,省去的傳動軸也能為制造商們節(jié)約不少成本。而且,對于普通駕駛而言,前驅(qū)車較后驅(qū)車擁有更好的操控性,濕滑路面不易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。前驅(qū)車的布局最大限度的壓縮了機械擺放的空間,將更多的空間

30、留給乘客 但凡事總是有利必有弊,當(dāng)橫置發(fā)動機的馬力變得越來越大時,問題便逐漸顯現(xiàn)了。因為FF車的傳動軸需要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向及動力傳遞,而又因為變速箱位置的關(guān)系,左右傳動軸常有一根長一根短的設(shè)計,當(dāng)忽然有較大的扭矩從變速箱輸出軸輸出到左右兩根傳動軸時,就會因為力矩不同而造成車輛行進方向的跑偏,這就是所謂的扭力轉(zhuǎn)向。換句話說,造成轉(zhuǎn)向的主控因素是扭力、而不是駕駛?cè)?,因為扭力輸出過大,因此造成車輛“非駕駛?cè)俗灾餍浴钡霓D(zhuǎn)向。為什么會產(chǎn)生扭力轉(zhuǎn)向? 為什么左右不等長的驅(qū)動軸會造成傳遞扭矩不同的結(jié)果呢?究其原因,懸架和萬向節(jié)是罪魁禍?zhǔn)?。首先,F(xiàn)F車的驅(qū)動軸的幾何位置與輪軸是不重合的,驅(qū)動軸要拐兩個小小的彎才能連接

31、車輪,拐彎的地方,就由萬向節(jié)負(fù)責(zé)連接。萬向節(jié)雖然可改變動傳遞方向,但萬向節(jié)也不是萬能的,在改變驅(qū)動軸方向的同時被改變方向后的那根傳動軸也會產(chǎn)生一定的甩動,所以要安裝一個抗甩動的支點起穩(wěn)固作用,如果沒有支點固定,后端傳動軸就會像一個攪拌器一樣甩動。當(dāng)萬向節(jié)前后的驅(qū)動軸不成一直線的時候,萬向節(jié)必須靠支點的反作用力把甩動的力轉(zhuǎn)換成扭轉(zhuǎn)的力,但只要萬向節(jié)的磨擦消耗控制得宜,萬向節(jié)的扭力傳動效率相當(dāng)高,尤其在改變傳動角度不大的情況,磨擦損耗可能造成的左右扭力差異非常的小。由于連接車輪的半軸需要一定的自由度,所以半軸的幾何位置不能與輪軸完全重合 當(dāng)左右傳動軸不等長,左右兩端萬向節(jié)傳動角度不同時,影響最大的

32、是抗甩動支點的受力大小,這個力直接正比于傳動角度的SIN函數(shù),這個函數(shù)在角度接近180度附近時對角度變化很敏感。同時,由于這個支點是固定在懸架之上,懸架是有一定的自由度,當(dāng)汽車進行加速的時候,由于重心后移,車頭相對會有少量的抬高,這時,前吸震筒被拉長,傳動軸短的一邊角度變化較大,在扭力作用下前輪延伸幅度就比較大,而很多FF的汽車的前懸架都是采用麥弗遜形式,吸震筒本身就是前輪的支撐軸,如果前輪延伸就會產(chǎn)生外傾角的變化,外傾角稍有變化就可以改變輪地接觸點,這樣扭力轉(zhuǎn)向的作用就有可能被放大。 如果把傳動軸改成兩端等長,傳動角度兩邊相同,那么這個作用就可以被有效抑制。又如果車輪前伸時不會改變外傾角,那

33、么扭力轉(zhuǎn)向的作用也不至于被過度放大,問題也不會那么嚴(yán)重。簡單來說,就是由于在引擎動力輸出猛烈增加時,萬向節(jié)由于角度不同引起不同的傳遞效率,而正因為引擎動力輸出猛烈增加,車速提高,前懸架被拉長,引起外傾角的細(xì)小變化,更放大了這個問題,最終就導(dǎo)致了扭力轉(zhuǎn)向的發(fā)生。 現(xiàn)在,問題已經(jīng)迎刃而解,邁騰半軸的設(shè)計目的就是為了防止發(fā)生扭力轉(zhuǎn)向時,過大的力矩將半軸折斷。而歌詩圖的工程師選擇將較長的半軸設(shè)計成兩段,即增加一段中間傳動軸,這樣便可以讓兩邊半軸的長度相等,削弱扭力轉(zhuǎn)向,這也是現(xiàn)今大多數(shù)FF車型采用的設(shè)計方式。VOLVO S40前輪半軸采用分段式設(shè)計,使左右半軸等長扭力轉(zhuǎn)向如何避免 要解決FF車的扭力轉(zhuǎn)

34、向問題,最好就是能將傳動軸做成等長,斯巴魯?shù)淖笥覍ΨQ傳動系統(tǒng)就是如此,無論前后,左右的驅(qū)動軸等長,或者使用精確的雙叉臂和多連桿前懸架,也可以抑制外傾角的變化,最大限度的減輕扭力轉(zhuǎn)向的問題,還可以使用現(xiàn)代的電子控制技術(shù)將左右輪的扭力調(diào)節(jié)得相對一樣,也可以大大減低扭力轉(zhuǎn)向的發(fā)生。斯巴魯?shù)腁WD左右對稱全時四驅(qū)系統(tǒng),使左右的驅(qū)動軸等長 其實,在機械結(jié)構(gòu)布局上,前驅(qū)車同樣可以做到左右半軸等長,只是工廠在設(shè)計之初都是經(jīng)過權(quán)衡考慮的,平時的民用車(跑車為了完美的操控會斤斤計較,做到極致,故不在此范圍內(nèi))僅僅為了半軸左右等長而修改差速器齒輪箱的布置,后果會影響到發(fā)動機位置、形式和發(fā)動機艙空間利用的經(jīng)濟性等等

35、,很明顯是得不償失的??偨Y(jié): 以上看來,前驅(qū)車由于自身布局特點,扭力轉(zhuǎn)向問題會對操控性產(chǎn)生一定影響,尤其是在大馬力增壓車型中,要想在急加速時避免扭力轉(zhuǎn)向,保持良好的操控性,不光要有一副出色的懸掛系統(tǒng),還要擁有一對足夠堅固、設(shè)計合理的左右驅(qū)動軸互相配合,控制車輪達到最佳的行駛效果。這就解釋了為什么之前有改裝車主在換裝更強勁的發(fā)動機后而發(fā)生半軸斷裂的情況,可見驅(qū)動軸在前驅(qū)車中同樣扮演著非常重要的角色。 多連桿多連桿獨立懸掛:典型的多連桿獨立懸掛結(jié)構(gòu)圖多連桿獨立懸掛,可分為多連桿前懸掛和多連桿后懸掛系統(tǒng)。其中前懸掛一般為3連桿或4連桿式獨立懸掛;后懸掛則一般為4連桿或5連桿式后懸掛系統(tǒng),其中5連桿式

36、后懸掛應(yīng)用較為廣泛。奔馳S級的多連桿前懸掛國產(chǎn)的奔馳E級前后懸都采用了多連桿懸掛 多連桿懸掛結(jié)構(gòu)想對復(fù)雜,材料成本、研發(fā)實驗成本以及制造成本遠高于其它類型的的懸掛、而且其占用空間大,中小型車出于成本和空間考慮極少使用這種懸掛。 寶馬與奧迪后懸掛也采用多連桿技術(shù)但多連桿式懸掛舒適性能是所有懸掛中最好的,操控性能也和雙叉臂式懸掛難分伯仲,高檔轎車由于空間充裕、且注重舒適性能何操控穩(wěn)定性,所以大多使用多連桿懸,可以說多連桿懸掛是高檔轎車的絕佳搭檔。國內(nèi)前后懸掛均采用多連桿的車型有:北京奔馳E級轎車、華晨寶馬的3系及5系轎車、一汽大眾奧迪A4及A6L;采用多連桿前懸掛的車型有上海大眾的帕薩特領(lǐng)域;采用

37、多連桿后懸掛的有長安福特福克斯、一汽大眾速騰、廣州本田雅閣、上海通用君越、一汽豐田皇冠及銳志、一汽馬自達6、東南汽車三菱戈藍等。 ??怂埂ⅠR自達6、雅閣與皇冠后懸掛均采用多連桿 麥弗遜麥弗遜式獨立懸掛 麥弗遜式懸掛是當(dāng)今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一。麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成,絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿。主要結(jié)構(gòu)簡單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成,減震器可以避免螺旋彈簧受力時向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象,限制彈簧只能作上下方向的振動,并可以用減震器的行程長短及松緊,來設(shè)定懸掛的軟硬及性能。典型的麥弗遜式前懸掛示意圖 麥弗遜式懸掛結(jié)構(gòu)簡單所以它輕量、響應(yīng)速度快。并且

38、在一個下?lián)u臂和支柱的幾何結(jié)構(gòu)下能自動調(diào)整車輪外傾角,讓其能在過彎時自適應(yīng)路面,讓輪胎的接地面積最大化,雖然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量很高的懸架結(jié)構(gòu),但麥弗遜式懸掛在行車舒適性上的表現(xiàn)還是令人滿意,不過由于其構(gòu)造為直筒式,對左右方向的沖擊缺乏阻擋力,抗剎車點頭作用較差,懸掛剛度較弱,穩(wěn)定性差,轉(zhuǎn)彎側(cè)傾明顯。典型的麥弗遜式懸掛 由于其占用空間小適合小型車以及大部分中型車使用國內(nèi)常見的廣州本田飛度、東風(fēng)標(biāo)致307、一汽豐田卡羅拉、上海通用君越、一汽大眾邁騰等前懸掛均采用了麥弗遜式獨立懸掛。 麥弗遜式獨立懸掛用在前懸掛比較常見 需要特別說明的是作為超級跑車的保時捷911也采用了麥弗遜式前懸掛,這足以證

39、明這款懸掛具有廣泛的適應(yīng)性。德系跑車代言人保時捷911也采用麥弗遜式前懸掛 主要優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、響應(yīng)較快、制造成本低。 主要缺點:橫向剛度小、穩(wěn)定性不佳、轉(zhuǎn)彎側(cè)傾較大。 適用車型:中小型轎車、中低端SUV前懸架。 雙叉臂典型的雙叉臂式獨立懸掛結(jié)構(gòu)圖 雙叉臂式懸掛又稱雙A臂式獨立懸掛,雙叉臂懸掛擁有上下兩個叉臂,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。雙叉臂式懸掛的上下兩個A字形叉臂可以精確的定位前輪的各種參數(shù),前輪轉(zhuǎn)彎時,上下兩個叉臂能同時吸收輪胎所受的橫向力,加上兩叉臂的橫向剛度較大,所以轉(zhuǎn)彎的側(cè)傾較小。阿爾法·羅密歐159的前懸采用了雙叉臂式懸掛

40、大眾途銳的雙叉臂懸掛結(jié)構(gòu)圖 雙叉臂式懸掛通常采用上下不等長叉臂(上短下長),讓車輪在上下運動時能自動改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損,并且能自適應(yīng)路面,輪胎接地面積大,貼地性好。雙叉臂式懸掛運動性出色,為法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車所運用 相比麥弗遜式懸掛雙叉臂多了一個上搖臂,不僅需要占用較大的空間,而且其定位參數(shù)較難確定,因此小型轎車的前橋出于空間和成本考慮一般不會采用此種懸掛。但其具有側(cè)傾小,可調(diào)參數(shù)多、輪胎接地面積大、抓地性能優(yōu)異,因此絕大部分純正血統(tǒng)的跑車的前懸掛均選用雙叉臂式懸掛,可以說雙叉臂式懸掛是為運動而生的懸掛,法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車以及F1方程式賽車均采用了雙叉臂式前

41、懸掛。 國內(nèi)采用雙叉臂式前懸掛的轎車主要有一汽豐田皇冠和一汽豐田銳志,以及奧迪的豪華SUV。優(yōu)點:橫向剛度大、抗側(cè)傾性能優(yōu)異、抓地性能好、路感清晰;缺點:制造成本高、懸架定位參數(shù)設(shè)定復(fù)雜。適用車型:運動型轎車、超級跑車以及高檔SUV前后懸架。 雙橫臂雙橫臂式懸掛和雙叉臂式懸掛有著許多的共性,只是結(jié)構(gòu)比雙叉臂式簡單些,也可以稱之為簡化版的雙叉臂式懸掛。同雙叉臂式懸掛一樣雙橫臂式懸掛的橫向剛度也比較大,一般也采用上下不等長的搖臂設(shè)置。而有的雙橫臂的上下臂不能起到縱向?qū)蜃饔茫€需要另加拉桿導(dǎo)向。這種結(jié)構(gòu)較雙叉臂更簡單的雙橫臂懸掛性能介于麥弗遜懸掛和雙叉臂懸掛之間,擁有不錯的運動性能,一般使用在A級

42、或者B級家用車上,國內(nèi)采用雙橫臂式前懸掛的主要有:廣州本田雅閣、一汽轎車馬自達6,東風(fēng)本田思域等。這一代的本田思域?qū)鹘y(tǒng)的雙叉臂結(jié)構(gòu)改為雙橫臂結(jié)構(gòu),調(diào)校上更偏向于舒適 拖曳臂 拖曳臂式懸掛我們姑且稱之為半獨立懸掛,從懸掛的大分類來看,所有的懸掛可以被分成兩大類,即:獨立懸掛和非獨立懸掛。但是在但縱臂扭轉(zhuǎn)梁懸掛上,這兩個分類變得有些模糊。從懸掛結(jié)構(gòu)來看屬于不折不扣的非獨立懸掛,因為左右縱向搖臂被一跟粗大的扭轉(zhuǎn)梁焊接在一起,但是從懸掛性能來看,這種懸掛實現(xiàn)的是具有更高穩(wěn)定性的全拖式獨立懸掛的性能。典型的拖曳臂式后懸掛加裝了防傾桿拖曳臂式懸掛大眾甲殼蟲采用拖曳臂式后懸掛 拖曳臂式懸掛本身具有非獨立懸

43、掛的存在的缺點但同時也兼有獨立懸掛的優(yōu)點,拖曳臂式懸掛的最大優(yōu)點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。拖曳臂式懸掛的舒適性和操控性均有限,當(dāng)其剎車時除了車頭較重會往下沉外,拖曳臂懸掛的后輪也會往下沉平衡車身,無法提供精準(zhǔn)的幾何控制。 不同廠家對這種懸掛的稱謂不同:如:縱臂扭轉(zhuǎn)梁獨立懸掛,縱臂扭轉(zhuǎn)梁非獨立懸掛,H型縱向擺臂懸掛等等。歸根結(jié)底他們都是同一種懸掛結(jié)構(gòu)拖曳臂式懸掛,只是調(diào)教稍有不同。中小型車大多采用拖曳臂式懸掛 在拖曳臂式懸掛的設(shè)計過程中,橫梁在縱臂上的安裝位置不同其表現(xiàn)出來的性能會非常的大,若橫梁安裝越靠近縱臂與車身的連接點,車子的舒適性就

44、會越好但轉(zhuǎn)彎時的側(cè)傾也會大些。若橫梁的安裝在越靠近縱臂接近車輪中心,舒適性能會大打折扣,表現(xiàn)出來的特性則是以通過性和承載性為主。也更接近整體橋的設(shè)計。采用拖曳臂式懸掛的還有大家熟知的桑塔納 國內(nèi)采用拖曳臂式后懸掛的主要有:東風(fēng)標(biāo)致207、廣州本田飛度、一汽豐田卡羅拉、上海大眾桑塔納等。 飛度、207等小車多采用拖曳臂式后懸掛 優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單實用、占用空間最小、制造成本低 。缺點:承載性能差、抗側(cè)傾能力較弱、減震性能差、舒適性有限適用車型:中小型汽車、低端SUV后懸掛 橫向穩(wěn)定桿 橫向穩(wěn)定桿(sway bar, anti-roll bar, stabilizer bar),又稱防傾桿,是汽車懸架

45、中的一種輔助彈性元件。它的作用是防止車身在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生過大的橫向側(cè)傾。目的是防止汽車橫向傾翻和改善平順性。 橫向穩(wěn)定桿是用彈簧鋼制成的扭桿彈簧,形狀呈“U”形,橫置在汽車的前端和后端。桿身的中部,用套筒與車架鉸接,桿的兩端分別固定在左右懸架上。當(dāng)車身只作垂直運動時,兩側(cè)懸架變形相同,橫向穩(wěn)定桿不起作用。當(dāng)車身側(cè)傾時,兩側(cè)懸架跳動不一致,橫向穩(wěn)定桿發(fā)生扭轉(zhuǎn),桿身的彈力成為繼續(xù)側(cè)傾的阻力,起到橫向穩(wěn)定的作用。 一般的量產(chǎn)車都會裝上防傾桿但大多只限于前輪,目的是用來達成操控與舒適的妥協(xié)。防傾桿通常是固定在左右懸掛的下臂,車子在過彎時離心力會作用在車的滾動中心造成車身的側(cè)傾,導(dǎo)致彎內(nèi)輪和彎外輪的懸掛拉伸

46、和壓縮,造成防傾桿的桿伸扭轉(zhuǎn),利用桿身被扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反彈力來抑制車身側(cè)傾。 防傾桿只有在作用時才會使懸掛變硬,不像硬的彈簧會全面的使懸掛變硬。如果要完全靠彈簧來減少車身的側(cè)傾那可能需要非常硬的彈簧,更要用阻尼系數(shù)很高的避震器來抑制彈簧的彈跳,這樣一來我們就必須去承受硬的彈簧和避震器所造成舒適型不良的后遺癥。但是如果配合適當(dāng)?shù)姆纼A桿不但可以減少側(cè)傾,更不必犧牲應(yīng)有的舒適性和循跡性。因此,防傾桿和彈簧的搭配是達成舒適性和操控性妥協(xié)的最可行方法。 整體橋整體橋基本結(jié)構(gòu) 整體橋就是有整體的車橋結(jié)構(gòu)連接兩個車輪,車橋不能斷開,同一車橋上的兩個車輪沒有相對運動,這樣的一套懸掛結(jié)構(gòu)。整體橋懸掛的歷史幾乎伴隨汽

47、車的誕生就開始了,發(fā)展到如今,它的結(jié)構(gòu)并沒有太大的變化。對于驅(qū)動橋來說,主要還是由差速器殼體、橋管、半軸、軸承等部分組成,而對于非驅(qū)動橋的整體橋來說,其結(jié)構(gòu)更為簡單,且現(xiàn)在多為貨車采用。采用半浮式半軸的整體橋結(jié)構(gòu)示意圖 從整體橋半軸的結(jié)構(gòu)類型上,又可以分為半浮式和全浮式半軸兩種類型。半浮式半軸直接與輪轂連接,除承受驅(qū)動力之外,半軸端部還承受來自輪轂的縱向扭力,其負(fù)荷有限,但結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,因而多用于早期的轎車和輕型貨車,現(xiàn)在也不多見,只有牧馬人等以攀爬見長的車型還在使用。而全浮式半軸通過法蘭、軸承與輪轂連接,半軸只傳遞驅(qū)動力,而不承受扭力,由車橋橋管承受縱向扭力,其應(yīng)用范圍更為廣泛,現(xiàn)在的大

48、多數(shù)采用整體橋懸掛的乘用車都使用全浮式半軸結(jié)構(gòu)。 北京2020系列的全浮式半軸結(jié)構(gòu)示意圖全浮式半軸,可以清晰的看見半軸端兩側(cè)的法蘭盤固定結(jié)構(gòu)和鋼板彈簧 除開半軸的差異,整體橋懸掛主要的差別還體現(xiàn)在與懸掛搭配的彈性元件上面,較為常見的有鋼板彈簧、螺旋彈簧兩種類型,此外還有空氣彈簧、扭桿彈簧等較為少見的彈性元件類型。鋼板彈簧的承載力強,結(jié)構(gòu)簡單,維護起來也很容易,缺點是輪胎運動軌跡受限,公路性能和舒適性一般。而螺旋彈簧能提供更大的輪胎自由行程,同時需要多條連桿進行輔助連接,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,此外維修起來也相對繁瑣一些。悍馬H3的后懸采用鋼板彈簧螺旋彈簧的行程更大,利于極限的越野情況,但需要多條連桿連接

49、車橋和車體 另外,整體橋懸掛并不意味著半軸直接和車輪中心相連,因為出于提升車輛離地間隙的目的,很多越野車采用了門式車橋的結(jié)構(gòu),半軸軸端會高于車輪中心,半軸通過安裝在車橋兩端的齒輪組驅(qū)動車輪,這種車橋結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,多用于強調(diào)極限越野環(huán)境下使用的車型。奔馳烏尼莫克所用的門式車橋及其結(jié)構(gòu)示意圖整體橋懸掛的優(yōu)勢與不足之處承載力強 由于有橋管負(fù)擔(dān)部分或者全部垂直方向的載荷,因此整體橋懸掛的承載能力確實非常出眾,就拿消費者比較熟悉的長城哈弗來說,它的最大承載質(zhì)量達到了629公斤,大大超出一般轎車400公斤上下的承載質(zhì)量。而大多采用鋼板彈簧加整體橋懸掛的皮卡的裝載能力更是驚人,在國內(nèi)的汽車產(chǎn)品目錄已經(jīng)劃到了輕型卡車的行列。 長城哈弗及其使用的整體橋后懸,彈性元件為螺旋彈簧適合越野及

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