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深度科普:悬架的硬核知识,你了解多少?

悬架是一个大家都不陌生的词

这个热门话题你真懂吗?

悬架到底是什么样的?

在行驶中起到什么作用?

有哪些不同类型的悬架呢?

今天就给大家深入科普一下

关于悬架的那些硬核知识!

悬架是啥?

悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的所有传力连接装置的总称。通俗来说,悬架就是将车轮和车身连接在一起的装置。

它的作用可以总结为以下几种:

01 传力作用

悬架可以把路面作用于车轮的各类反力造成的力矩传递到车架上,以保证汽车正常行驶。

02 保证车辆的操纵稳定性

由于悬架弹性链接车轮与车架,因此在行驶过程中,车辆受到的冲击力由悬架中的缓冲元件和减振元件来进行缓解,使汽车保持行驶的平稳与舒适,改善操纵稳定性。

03 导向作用

悬架在车轮与车架分别进行跳动时,在中间起到导向作用。比如当车轮跳动时,悬架会使车轮在一定轨迹内跳动而不影响车轮的定位参数,如果车架跳动时,尤其在转向时,悬架会保持车轮在一定轨迹内行驶而不偏离方向。

04 防止车身产生过大侧倾

悬架中的辅助弹性元件横向稳定器可以防止车身在转向等情况下发生过大的侧向倾斜。

那么悬架由哪些部件完成这些功能呢?

  • 起缓冲作用的弹性元件,如各类弹簧
  • 起作用的减振元件,如减振器
  • 起传力和导向作用的传力机构/导向机构
  • 防止车身产生过大侧倾的横向稳定器

悬架的三种类型

01 非独立悬架

两侧的车轮安装于整体式车桥上,当一侧车轮受到外力冲击时会直接影响到另一侧车轮,车轮上下跳动时定位参数变化小。它的非簧载质量比较大,在高速行驶时受到的冲击载荷比较大,平顺性较差,目前广泛应用于货车和大客车上。

02 独立悬架

两侧的车轮分别独立地与车架(或车身)弹性地连接,当一侧车轮受到冲击,其运动不会直接影响另一侧车轮。

独立悬架所采用的车桥是断开式的,这样使得发动机可放低安装,有利于降低汽车重心,并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有大的跳动空间,有利于转向,便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善。它的非簧载质量小,提高了汽车车轮的附着性。

注:“非簧载质量”即“簧下质量”, 悬架上部分承载着整个车身和一部分的底盘部件,往下则是将另一部分底盘部件(包括车轮、轮毂、部分车桥及悬挂部件等)压向地面,上面这部分质量就是簧上质量或者簧载质量,而下面这部分就是簧下质量或者非簧载质量。

03 半独立悬架

也称为扭转梁/扭力梁悬架,它出现于20世纪70年代,其左右后轮之间用一根可扭转的弹性梁连接,而使左右后轮介于独立悬架的不直接相连与非独立悬架的刚性连接之间,因此这种悬架可以看做半独立悬架,弹性横梁还兼顾横向稳定杆的作用。这种悬架仅可用于发动机前置前轮驱动轿车的后悬架。

常见的几种悬架

01麦弗逊式独立悬架

目前在前驱轿车中采用很多,它的结构简单、轻量、响应速度快,舒适性适中。一般由螺旋弹簧、减振器、下摆臂组成,绝大部分车型还会加上横向稳定杆,可以自动调整车轮外倾角,因此在过弯时可以自适应路面,让轮胎的接地面积最大化。

02多连杆式独立悬架

有三连杆式独立悬架、E型四连杆式独立悬架、五连杆式独立悬架等分类。

三连杆式独立悬架由麦弗逊独立式悬架演变而来,结构简单且轻量化,占用地板空间小,有利于电池包和后电机(电四驱或电后驱)的布置。

E型四连杆悬架比三连杆悬架多了一个横向控制臂,布置在了轴承座的上方,形成了1个相对稳定的三角形,对付侧倾力更加游刃有余。而且纵臂不再是一条杆,而是变成一个刀锋的形状,对于抑制制动时的俯仰力矩有一定作用。

五连杆是目前最先进的悬架结构,一些轿车上为减轻车重和简化结构会采用五杆式悬架。其利用多连杆控制车轮的空间运动轨迹,以便更好地控制车轮定位参数的变化规律,得到更为满意的汽车顺从转向性,最大限度满足汽车操纵性和平顺性要求,缺点是零件数量多,结构复杂,要求精度高。

03横臂式独立悬架

这种悬架是车轮在汽车横向平面内摆动的悬架,分为单横臂式独立悬架、双横臂式独立悬架。

04纵臂式独立悬架

是车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架,分为单纵臂式独立悬架、双纵臂式独立悬架。

05H臂式独立悬架

其特点是有1个极为粗壮的H型下臂,即H-arm,H-arm一端与车架有2个铰接点,另一端与转向节有2个铰接点,4个点通常设计成梯形结构,故也称“梯形连杆悬架”,从而能同时承受纵向力和横向力,目的是更好的降噪减振。

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