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独立车轮悬挂系统【独立车轮悬挂系统】悬挂是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力装置的总称 。悬挂一般由弹性元件、减振器和导向机构组点击此处添加图片说明成,横向稳定桿也属于悬挂系统的範畴 。
基本介绍中文名:独立车轮悬挂系统
外文名:Independent wheel suspension system
适用对象:汽车
分类:独立、非独立
悬挂简介悬挂根据结构可分为非独立悬挂和独立悬挂两基本类型 。非独立悬挂与整体式车桥配合使用,主要用在商用车(载货汽车)或越野汽车的后悬挂 。这种悬挂的左右车轮不相互独立,当一侧车轮因道路不平,相对车架或车身位置变化的同时,另一侧车轮也有同样的变化 。系统的发明通用汽车工程部门首次开发出独立车轮悬挂系统,能够降低在汽车任何一个车轮遇到碰撞或坑洼时造成的影响,以此使汽车更安全、更舒适 。由于每个车轮均与车轴相连,因而通常被称为“臂式”悬挂,并套用于北美市场上所有1934 款的通用汽车车型上 。悬挂系统作用是将车轮所受的各种力和力矩传递给车架和车身,并能吸收、缓和路面传来的振动和冲击,减少驾驶室内噪声,增加乘员的舒适性,以及保持汽车良好的操作性和平稳行驶性 。另外,悬挂系统能配合汽车的运动产生适当的反应,当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时,能提供足够的安全性,保证操纵不失控 。车轮定位是悬挂系统中重要的一环 。正确的车轮定位,不仅能减少轮胎的磨损,延长零部件使用寿命,还能确保汽车直线行驶的稳定性 。因此,悬挂系统除使车轮与地面完全贴合外,还必须保证车轮的定位,从而使汽车操纵性能得以完全发挥 。系统分类不同的悬挂系统对汽车的操纵性能产生不同的影响 。一般悬挂系统有两种型式:非独立悬挂这种悬挂以刚性梁横贯车体下方,其结构简单、工作可靠,但舒适性差、结构不紧凑,在现代汽车中往往只用于后轮 。独立悬挂这种悬挂中,车轮是以独立的连桿机构来控制,可以单独随路况变化运动而不影响整个车身,增加了行驶的平顺性、安全性 。前轮採用独立式悬挂,可以使发动机的位置降低和前移,整车重心得以下降,提高了汽车的行驶稳定性 。另外,独立式悬挂中广泛採用较软的螺旋弹簧来做缓冲元件,所以乘驾舒适性也比较好 。因此,独立式悬挂被广泛套用在现代汽车上 。独立悬架虽然优点很多,但由于车轮外倾角与轮距变化较大,轮胎磨损较严重,而非独立悬挂在行驶中始终保持贴地状态,轮胎的附着力较强,磨损较均匀,而且成本也远远低于独立悬挂,因此许多车辆上仍还保持这种结构 。优秀悬挂系统可提高操纵性能汽车在行驶中,随着路况和车速的变化,车身会发生不同程度的倾斜,如转弯时侧倾、制动时车尾上扬等 。好的悬挂系统能够使车身发生倾斜的幅度减小,增大轮胎的附着力,从而增强汽车的操纵性能 。但是实践证明,比较硬的悬挂系统对车身倾斜的控制较佳,但也因为如此,在乘坐舒适方面就有所欠缺 。正所谓鱼和熊掌不可兼得,许多看上去非常气派的高级跑车,坐上去反不如一些中高档轿车舒适 。为了使这二者之间能够相容,现代一些高级轿车上採用了主动悬挂设计 。这种悬挂系统能够根据路况及车身的变化,自动调节悬挂的高度、弹性及硬度,使整个车身不论在何种状况下,能始终平稳地高速前进,提高了汽车行驶平顺性;而且,主动悬桂还能提高汽车的抗侧倾、抗纵倾的能力,大大加强了汽车的操纵性能 。悬挂系统还有待于开发轮胎的附着力越强,汽车越容易操纵;对于驾乘者,安全性也越好 。以的悬挂系统来说,要提高轮胎附着力,只能从悬挂结构本身及轮胎夹着手 。只不过这样一来,乘坐舒适性将大打折扣 。採用主动悬挂也是一个解决办法,但主动悬挂结构複杂,成本高,技术上还不是很完善,普及率也不是很高 。因此,既要使汽车的操纵性能更加提高,又要使乘坐更为舒适,这还有待于更新的悬挂系统开发 。系统分类独立悬挂与断开式车桥配合使用,主要用在轿车上 。这种悬挂的左右车轮相互独立,当一侧车轮因道路不平,相对车架或车身位置变化的同时,另一侧车轮不受影响 。独立悬挂按照结构形式又可分成横臂式、纵臂式和炷式(麦弗逊式),等等很多 。因为前、后悬挂的职能和受力状况还是有很大的差别的,所以有必要按照前后轴各自分开来解释 。前悬挂系统轿车的前悬挂主要有双横臂式和麦佛逊式(又称滑柱摆臂式)两大类 。双横臂式悬挂双横臂式悬挂是最早用于轿车的结构形式,一般採用两个不等长的叉形摆臂上下布置,转向节分别用两个球头销与两个摆臂相连 。螺旋弹簧套在筒式减振器外,多安排在下摆臂与车身之间 。由于它结构複杂,质量大成本高,故套用较少 。双横臂式悬挂由上短下长两根横臂连线车轮与车身,两根横臂都非真正的桿状,而是大体上类似英文字母Y或C,这样的设计既是为了增加强度,提高定位精度,也为减振器和弹簧的安装留出了空间和安装位置 。同时,下横臂的长度较长,且与车轮中心大致处于同一水平线上,这样做的目的是为了在车轮跳动导致下横臂摆动时,不致产生太大的摆动角,也就保证了车轮的倾角不会产生太大变化 。这种结构比较複杂,但经久耐用,同时减振器的负荷小,寿命长 。麦佛逊式悬挂麦佛逊式(即滑柱摆臂式)悬挂结构相对比较简单,只有下横臂和减振器-弹簧组两个机构连线车轮与车身,它的优点是结构简单,重量轻,占用空间小,上下行程长等 。缺点是由于减振器和弹簧组充当了主销的角色,使它同时也承受了地面作用于车轮上的横向力,因此在上下运动时阻力较大,磨损也就增加了 。且当急转弯时,由于车身侧倾,左右两车轮也随之向外侧倾斜,出现不足转向,弹簧越软这种倾向越大 。后悬挂系统轿车后悬挂系统主要有多连桿式和摆臂式两种等 。多连桿悬挂系统过去的多连桿悬挂由于是在后车轴左右一体化(与中间的差速器刚性连线)的情况下使用的,会有平顺性差等缺点 。多连桿悬挂克服了过去多连桿悬挂的很多的不足,得到越来越多的套用(尤其是在中高级轿车上) 。不管是成熟的“5连桿”也好,还是最新的“4连桿”也罢,都是为了更好地使车轮能适应各种不同的路况,让车轮的定位不会因路况和受力变化产生太大扰动,因为只有这样才能保证驾驶员的操控意志在车轮上得以充分的体现 。另外5连桿悬挂构造简单、重量轻,可以减少悬挂系统占用的空间 。个别的豪华轿车会套用全新的4连桿悬挂系统,会有更精确的转向控制 。摆臂式后悬挂是仅车轴中间的差速器固定,左右半轴在差速器与车轮之间设万向节,并以其为中心摆动,车轮与车架之间用Y型下摆臂连线 。“Y”的单独一端与车轮刚性连线,另外两个端点与车架连线并形成转动轴 。根据这个转动轴是否与车轴平行,摆臂式悬挂又分为全拖动式摆臂和半拖动式摆臂,平行的是全拖动式,不平行的叫半拖动式 。常见类型常见的独立悬挂系统有多连桿式悬挂系统、麦佛逊式悬挂系统、拖曳臂式悬挂系统等 。多连桿式多连桿式悬挂系统是由3—5根桿件组合起来控制车轮的位置变化的悬挂系统 。多连桿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 。多连桿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 。