懸掛系統:為您的屁股提供最貼心的保護

試想一下,一百多年前,奔馳發明了汽車以後,如果那時你坐在那輛奔馳一號上,最大的感受會是什麼?我猜,除了不太明顯的速度優勢和備受矚目外,最大的感受應該是:屁股疼,顛的。因為那時的汽車根本沒有減震系統。隨著科技的發展,在現代車輛行走機構中,懸掛系統無疑是非常重要的一部分,它直接決定了汽車的行駛品質。今天,白車身就聊一聊汽車的懸掛系統。

一、懸掛系統的組成

一般情況下,懸掛系統由四部分組成,分別是

1.彈簧,主要用於緩衝,注意,由於彈簧上下左右跳動的特性,所以懸掛系統的彈簧一般不承擔減震作用。

彈簧主要有以下幾種

板簧

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板簧可以承擔緩衝和減震雙重作用,可以直接作為懸掛系統使用,但是舒適性實在是差,目前只有卡車、公交車在用

螺旋彈簧

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這個比較常見,大多數車都在用

扭杆彈簧

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這種彈簧非常厲害,通過車輪彈跳可以直接把力量傳遞給扭杆,通過扭杆的形變吸收能量,它的能量吸收率很高,結構緊湊易於維護,可是由於扭杆彈簧成本很高,加工困難,所以目前除了一些特種車輛基本只用在坦克、輪式裝甲車上。

空氣彈簧

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這種彈簧很高端,它最大的優點是可以智能調節簧內氣壓,從而克服以上幾種彈簧的剛度和長度單一性。

2.阻尼器,主要用於減震。

常用的民用阻尼器有三種,分別是

單筒式,目前應用較少

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雙筒式,目前車輛基本用這個,相比單筒式它連續工作的阻尼比較線性。

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電磁式,油液裡有鐵粉,通電後由磁場產生阻尼,反應速度賊快。

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3.導向機構,主要用於動力傳遞和轉向,這個基本都一樣。

4.各類連桿,主要用於控制車身側傾。

這裡著重介紹三種,分別是

橫向穩定杆

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圖中黑色的

這種杆應用最為廣泛,原理也簡單粗暴,只要懸架和車身發生相對運動,橫向穩定杆就會產生扭轉,阻止他倆的相對運動,達到車身穩定。

瓦特杆

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圖中藍色的

英國工程師詹姆斯-瓦特發明的一種穩定杆,它的兩根推杆通過槓桿機構連接,相互作用,彼此限制活動範圍,於是便能減小兩側懸架的壓縮和伸張幅度,保證車身和車軸之間的垂直運動關係,主要用於吸收橫向的力。

潘哈德杆

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圖中斜著的

法國人發明的一種連桿,和瓦特杆的作用相當,但結構更為簡單,一邊連著車身一邊連著底盤。

此外還有其他的各種形狀不一的固定止推杆應用在懸掛上,作用都一樣,就不介紹了。

這其中,彈簧和阻尼器是懸掛系統的靈魂,他倆有的時候是合在一起的,有的時候是分開的,關係相當微妙。

二、懸掛系統的種類

大部分人應該知道,汽車的懸掛系統分為獨立懸掛和非獨立懸掛,這兩種懸掛系統的概念就不講了,基本原理如下圖

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可以看到,非獨立懸掛在過溝溝坎坎時兩側車輪是互相干擾的,而獨立懸掛兩側車輪則互不干擾,但,由於連桿行程有變化,所以半軸的萬向節一般不能使用十字軸萬向節。(如果不是很明白請看我之前的文章: )

在非獨立懸掛陣營中,目前家用車使用較多的有兩類:

一是整體橋式非獨立懸掛

整體橋式非獨立懸掛系統主要有以下兩種:

板簧式,一般卡車會使用這種懸掛

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多連桿式,硬派越野車必備懸掛系統。

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二是扭力梁式非獨立懸掛

扭力梁式非獨立懸掛系統主要有以下兩種:

普通扭力梁,就是一個大梁和車身連接

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扭力梁配瓦特杆,在普通扭力梁後面加裝一個瓦特杆解決橫向力,這樣就能有效減小兩側減震器的壓縮和伸張幅度,保證懸掛系統在轉向時向車輛受迫一側的車輪輸出支撐力,並向另一側車輪輸出相同的反向拉力,從而保持兩側車輪擁有平穩的抓地力,有效減少側傾。

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在獨立懸掛陣營中,目前家用車使用較多的有三類:

一是麥弗遜式獨立懸掛

麥弗遜懸掛最大的優點是結構簡單、成本低廉還能兼顧一部分舒適性,但由於它的上支撐結構是減震器,下支撐結構只有一個控制臂,所以它的剛度和支撐性相對較差,運動性也很差。目前的麥弗遜式懸掛有以下幾種

傳統麥弗遜懸掛

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改進型麥弗遜懸掛,針對傳統麥弗遜懸掛的缺點,很多廠商都進行了大刀闊斧的改進,比如保時捷和寶馬都把下襬臂進行分體設計,導向機構分別連接兩根下襬臂,以提高運動性,並通過改進材料提高剛度和支撐性。

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二是雙叉臂式獨立懸掛

雙叉臂懸掛通過上下兩個叉臂吸收橫向力,支柱只承載車身重量,因此橫向剛度較大,此外,這種結構潛力很大,可以佈置各種推拉桿以提高行駛穩定性。但是它的結構較為複雜,佔用空間較大,成本較高。

目前雙叉臂懸掛有以下幾種

傳統雙叉臂懸掛,上下兩個A形臂,這裡再順便提一嘴雙橫臂獨立懸掛,它其實就是簡化版的雙叉臂,通過上下不等長的兩根橫臂傳遞縱向力,總體性能要差於雙叉臂。

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三球鉸雙叉臂,上臂或下臂為A形臂,另一臂為分體設計

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四球鉸雙叉臂,上下臂均為分體設計

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三是多連桿式獨立懸掛

多連桿目前應用比較廣泛,由於有多根連桿從各個方向控制車身,所以舒適性能是所有懸掛中最好的,且運動性能也可以和雙叉臂相媲美,但是它結構更復雜,佔用空間更大,成本更高。

這種懸掛詳細講兩個。

刀鋒臂四連桿,其實這種獨立懸掛系統在定位上是有爭議的,有人認為這是雙叉臂的一種變異,有人認為是多連桿的一種,這個無所謂,我就把它放在多連桿裡了。

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五連桿,其實就是四球鉸雙叉臂加一根前束控制桿,是目前性能最好的懸掛系統,一般旗艦車型後懸掛應用較多。

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此外還有兩種多連桿,一個是在雙叉臂懸掛上加入一根前束杆在前懸控制轉向,在後懸控制後輪隨動,這種只用於運動轎車;另一個是把下襬臂設計成H形的多連桿,效果介於刀鋒臂四連桿和五連桿之間,但成本又大幅增加,所以目前應用也極少。

三、什麼是好的懸掛系統

這個問題其實不太好說,每個人購車需求不同導致對懸掛系統的要求也不盡相同。比如:我就喜歡越野、喜歡穿越,那整體橋式懸掛系統就不可或缺;我就喜歡法國車,那扭力梁式懸掛系統則是你可能需要面臨的選擇(並不是說所有的法國車都是扭力梁)。這麼一看,其實扭力梁也不是那麼不行,至少標誌雪鐵龍上用扭力梁倒也沒被人噴過,人家底盤調教的好啊。我就喜歡劈彎,那就麥弗遜、雙叉臂前懸。

到了最高級的多連桿,現在已經下探到日常家用轎車了,其實日常家用車就算使用也基本在後懸用,相信各位都知道經典的:“前麥弗遜,後多連桿“吧,記得在選車時要多問一句:你這多連桿後懸到底是幾連桿?前麥弗遜下襬臂是不是分體的?

至於前後多連桿的車相對來說就要高級很多了,現在基本都是前四連桿後五連桿。

所以:你是越野族?漂移族?直線族?拉力族?商務族?還是家用族?你會喜歡什麼懸掛系統?或者說,你的屁股告訴你應該用那種懸掛?


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