发布于 05-20 16:44:12
汽车悬架概述
悬架连接车身和车轮，具有下列功能
行驶时，与轮胎一起吸收和缓冲因路面不规则性而受到的各种震动，摆动和冲击，以便保护乘客和货物，并改善驾驶稳定性。
传递因路面和车轮之间的摩擦产生的驱动力和制动力至底盘和车身。
将车身支撑在轴上，并在车身和车轮之间保持恰当的几何关系。
悬架由下列主要组件构成
（1）弹簧：中和来自路面的冲击
（2）减振器（缓冲器）：通过限制弹簧的振动来改善乘坐的舒适度。
（3）稳定器（横向稳定杆或侧倾稳定杆）：防止汽车横向摆动
（4）连接机构：使上述部件保持就位和控制车轮的纵向和横向运动。
一
摆动和驾驶舒适度相关概念
01
车辆悬挂重量和非悬挂重量
车身用弹簧支撑。由弹簧支撑的车身重量等称为车辆悬挂重量。另一方面，车轮和轴，以及不是弹簧支撑的汽车其它部件称为非悬挂重量。一般而言，汽车的悬挂重量越大，乘坐舒适度越好，因为悬挂重量越大，车身受颠簸的趋势减少。反之，如果非悬挂重量大，车身容易受颠簸。汽车悬挂部分的摆动和颠簸-特别是车身-对乘坐舒适度有特别大的影响。
02
车辆悬挂重量的摆动
车辆悬挂重量的摆动可分类如下∶
（1）前后颠动：前后颠动是与汽车重心有关的，汽车前和后的上下振动。这尤其在汽车驶经道路上大的车辙和坎坷不平处或行驶在未铺设路面的不平整和充满凹坑的道路上发生。
而且，前后颠动在配有较软的（易压缩）弹簧的车辆上比配有较硬弹簧的车辆更容易发生。
（2）横摇：在转弯或在坎坷不平的道路上行驶时，汽车一侧的弹簧扩张而另一侧的弹簧收缩。这使车身横向（一侧到一侧）摇摆。
（3）上下跳动：上下跳动是车身整体上下运动。当汽车在起伏不平的路面上高速行驶时，很可能出现上下跳动。而且，弹簧是软的时候容易发生。
（4）左右摆振：左右摆振是相对于汽车重心，汽车纵向中心线左右运动。有坡度的道路上，也容易出现左右摆振。
03
车辆非悬挂重量的摆动
车辆非悬挂重量的摆动可分类如下∶
（1）跳动：跳动是车轮的上下跳动，通常在波纹形道路上，中、高速行驶时发生。
（2）绕X轴的回转振动：回转振动是在左右轮以相反方向上下振动，使车轮在路面上跳跃。
用刚性轴悬架的车辆最容易发生。
（3）绕Y轴的回转振动：这种回转振动是一种作用在钢板弹簧上的加速或制动力试图让钢板弹簧绕在轴上的现象。这种回转振动对乘坐舒适度有不利影响。
二
悬架类型和性能
01
概述
悬架根据其结构可分为下列两种类型。
（1）刚性车桥悬架
两个车轮用一个桥壳或桥梁支撑。因此，左右轮一起运动。
刚性车桥悬架的特性如下∶
·零件数量少和结构简单。因此维护容易。
·对重载用途足够耐用·转弯时车身倾斜小。
·车轮上下运动时车轮定位变化小。因此，轮胎的磨损小。
·因为非悬挂重量大，乘坐舒适度差。
·因为左右轮的运动相互影响，所以容易发生振动和摆动。
（2）独立悬架
每个车轮由安装在车身上的独立臂支撑。因此，左、右轮是独立运动的。独立悬架的特性如下∶
·非悬挂重量小，乘坐舒适度好。
·弹簧与车轮的定位无关，所以可用较软的弹簧。
·因为没有连接左右轮的轴，汽车底板和发动机安装位置可降低，使汽车重心下降。
·结构相当复杂。
·轮距和定位随车轮的上下运动而变化。
·多数型号配有稳定器杆以减少转弯时的横摇和改善乘坐的舒适性。
02
几种典型刚性车桥悬架及性能
（1）纵臂型带扭矩梁
这种类型主要用于前置发动机前轮驱动（FF）汽车的后悬架，采用由焊接在可扭转的前桥梁上的悬架臂和稳定器杆构成的结构。（有些型号没有稳定器杆）由于其简单的结构和紧凑的尺寸，可减少非悬挂重量以获得较好的乘坐舒适性。此外，还能保证大的行李仓空间。
当横摇，如在转弯和在高低不平的道路上行驶时发生，稳定器杆随前桥梁扭转。其结果是因稳定器杆的作用减少横摇，因而保持车辆稳定性。当顶升汽车时，不能用千斤顶或类似的工具顶升扭力梁。
（2）平行钢板弹簧型
这种类型悬架用于卡车和大客车的前悬架，以及商务车的后悬架。悬架结构简单但强度比较高。难于使用很软的弹簧，因此乘坐舒适性不是很好。
（3）带横杆的后置/前置定位臂型
这种类型的悬架用于轻便越野车的，或卡车等的前后悬架。特性是乘坐舒适性良好、刚性高。
（4）4连杆型
这种类型用于后悬架。在所有刚性车桥悬架中，这种具有最佳乘坐舒适性。
03
几种典型独立车桥悬架及性能
（1）麦弗逊滑柱型
这是中小型车辆的前悬架最广泛使用的独立悬挂系统。这种类型也用于FF车的后悬架。
特性有如下几点：
·悬架结构相对简单。
·因为零件少，重量轻，所以可减少非悬挂重量。
·因为悬架占用空间小，可增加发动机室的可用空间。
·因为悬架支撑点之间距离大，因安装误差或零件制造误差对前轮定位的干扰小。因此，除了车轮前束外，一般不需要定位调整。
在麦弗逊滑柱式悬架上，减震器起悬架连接件的作用，支撑汽车负载。然而，因为减震器承受来自轮胎的的负载，其弯曲非常小。
这就导致产生横向应力（图中所示的A和B），在活塞杆和杆导管之间以及在活塞和内壳之间产生摩擦，造成不正常的噪音和对乘坐舒适性产生不利影响。
这些问题可以通过将弹簧与滑柱或减震器中心线偏置的方法减到最小，从而在力A和B的相反方向产生反作用力a和b。
（2）双横臂型
这种类型广泛用于小型卡车的前悬架以及客车的前、后悬架。在这种悬架中，车轮通过上下臂安装到车身上。悬架的几何形状可根据上和下臂的长度及其安装角按需要进行设计。
例如，如果上和下臂平行且长度相等，轮距和轮胎的轮胎对地面外倾角将改变，其结果是不可能获得足够的转弯性能。此外轮距的变化将造成过度轮胎磨损。为解决这个问题，设计中通常采用上臂比下臂短，使轮距和轮胎对地面的外倾角的变化减少。
