汽车的独立和非独立“悬架”
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首先让我们来了解一下什么是悬架:
悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩,比如支撑力、制动力和驱动力等,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬架结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成,这三部分分别起缓冲,减振和力的传递作用。绝大多数悬架多具有螺旋弹簧和减振器结构,但不同类型的悬架的导向机构差异却很大,这也是悬架性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬架和独立悬架两种。
非独立悬架
非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端,当一边车轮跳动时,影响另一侧车轮也作相应的跳动,使整个车身振动或倾斜,汽车的平稳性和舒适性较差,但由于构造较简单,承载力大,目前仍有部分轿车的后悬架采用这种型式。
在汽车上,非独立悬架应用的最广泛的就是扭力梁式悬架,也就是我们通常所说的板车悬架,所以我们就讲它,车轮装在一个扭力梁的两端,因此当一边车轮上下跳动时,另一侧车轮也相应地跳动,以减小车身的倾斜或摇晃。并且自身具有一定的扭转刚度,所以可以起到与横向稳定杆相同的作用,增加车辆的侧倾刚度,提高车辆的侧倾稳定性。
优点:
①结构简单,后排乘坐空间和后备厢空间较大。
②结构简单、成本低,维修方便。
③因为左右轮在弹跳时会相互牵连,因此轮胎角度的变化量小使轮胎的磨耗更低。
④强度高,可以提供更高后轮承受横向力和载重。
缺点:
①左右轮在弹跳时,会相互牵连,而降低乘坐的舒适性及操控的安定性。
②因构造简单使设计的自由度小,操控的安定性较差。
独立悬架
每个车轮单独通过一套悬架安装于车身或者车桥上,车桥采用断开式,中间一段固定于车架或者车身上;此种悬架两边车轮受冲击时互不影响。独立悬架主要有三种:麦弗逊式、双叉臂式、多连杆式。
麦弗逊式悬架是独立悬架的一种,用于汽车前悬。其结构简单、成本低廉,同时还具有不错的舒适性,所以现在绝大多数的轿车前悬架采用的都是它。但由于结构简单,所以当遇到坑洼路面时,车轮很容易自动转向。
双叉臂式悬架,由于运动性表现出色,所以双叉臂式独立悬架多运用于高档跑车上,就连F1赛车上也会用到。不过,相比麦弗逊式悬架,双叉臂式多了一个上摇臂,不仅需要占用较大的空间,而且其定位参数较难确定,所以该悬架制造成本很高,令一般乘用车对其“退避三舍”。
多连杆悬架,前悬架一般为3连杆或4连杆式独立悬架,后悬架则一般为4连杆或5连杆式,其中5连杆式后悬架应用较为广泛。多连杆式悬架结构相对复杂,材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其他类型的悬架,而且其占用空间大,中小型车出于成本和空间考虑,极少使用这种悬架。但其舒适性能相当好,操控性能表现也很突出,所以大多高档轿车使用多连杆式悬架。
优点:
①舒适性与操控性更高(天生优势)
②可调教性高
③轮胎与地面的附着力更高
④发动机重心更低,更好的行驶稳定性。
缺点:
成本高,占用空间大,结构复杂,维修不便,强度相对来说较差。
操控性方面
首先肯定是独立悬架操控性更好,其中前悬架对汽车的操控性影响较大,后悬架的影响稍小。但是,如今的汽车一般前悬架都为独立悬架,只有后悬架有独立和非独立之分。两者差别只有在比较极限的驾驶情况下才会体现;而涉及到紧急避险等情况时,如果ESP和轮胎匹配以及调校水平好的话,非独立悬架的不足会在很大程度上被缩小。所以日常使用来说,独立后悬和非独立后悬对操纵性的影响,也就不相上下了。