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汽车悬架专业术语扫盲1,但作用却非常关键

来源:http://www.espritdreamviLLa.com 作者:伟德开户 时间:2019-11-15 22:20

这是“汽车人参考”的第18篇原创文章

悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称。车架与车桥通过悬架弹性的连接在一起。

汽车悬架是连接轮胎与底盘的各种弹性元件组成的有机系统,由于现在汽车的各种翼子板轮眉的设计,突出了车辆的炫酷外观,及更好的空气动力学功能,把悬架系统整个都罩在车壳之下,除非修车时举升车辆,所以,平时我们轻易看不见悬架,但它的作用却是举足轻重非常关键。

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1概述

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“扫盲技术专帖。”

悬架的主要作用是把路面作用于车轮上的垂直反力(支承力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力所形成的力矩传递到车架(或承载式车身)上,以保证汽车的正常行驶。

汽车悬架的结构及作用

废话不多说,直接给大家带来干货。

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汽车悬架是我们轻易看不到的部件,需要将车辆举升或者钻到车底才能看到,那什么是汽车悬架呢?它是车架或者承载式车身与车桥或者车轮之间弹性连接装置的统称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力及力矩,并且缓冲由不平路面传给车架或者车身的冲击力,起到减振的作用,以确保汽车能平顺的行驶。

汽车悬架

2组成

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汽车悬架,指的是所有连接车轮与车身的装置总称。

悬架主要由弹性元件、导向装置、减振器和横向稳定器等部分组成。

汽车悬架

作用:

弹性元件:弹性元件用来承受并传递垂直载荷、缓和不平路面、紧急制动、加速和转弯引起的冲击或车身位置的变化。常见的弹性元件包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。

悬架的组成结构

  1. 支撑车身;

  2. 传递作用在车轮和车架之间的力和力扭;

  3. 缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的振动;

  4. 保证汽车的平顺性和操纵稳定性;

减震器:减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动。减振器的类型有筒式减振器、阻力可调式减振器和充气式减振器。用于限制弹簧的自由振荡,提高乘坐舒适性。

悬架由弹性单元、减振器及导向机构三部分组成,这三部分分别起到缓冲、减振和传递力的作用。对轿车而言,弹性元件多指螺旋弹簧,它只承受垂直载荷,缓和及抑制车辆在崎岖路面行驶时对车体的冲击,因其本身没有摩擦,所以没有减振作用。减振器用来衰减由弹簧系统引起的振动。导向机构用来传递车轮和车架间的力和力矩,同时保持车轮按照一定的运动轨迹相对于车身运动。

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导向装置:导向装置用来使车轮按一定运动轨迹相对车身运动,同时起传递力作用。通常导向装置由控制摆臂式杆件组成,有单杆式和连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时,它本身兼导向作用,可不另设导向装置。用于使上述部件定位,并控制车轮的横向和纵向运动。

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需要指出的是,汽车的“平顺性”和“操纵稳定性”永远是相互制约的一对矛盾体,悬架系统通常只能偏向一方调校,如何实现这两者的平衡是考验一辆车悬架设计好坏以及调教水平高低的重要指标。

横向稳定器:横向稳定器也归属于导向装置。在有些轿车和客车上,为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜,在悬架系统中加设有横向稳定杆,目的是提高侧倾刚度,使汽车具有不足转向特性,改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。用于防止汽车横向摆动。

汽车悬架

主要元件

3分类

在有些轿车或者客车上,为了防止车身在过弯时发生过大的横向倾斜,在悬架系统中加装了横向防倾杆,目的就是提高横向稳定性,提高过弯性能。有些高性能车辆,一出厂就带有横向防倾杆,但大多数车辆需改装或者后期加装。

汽车悬架尽管有不同的形式,但其主要都由弹性元件、传力装置以及减震器三部分组成。

根据汽车悬架结构的不同,通常将悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类。

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汽车悬架

弹性元件主要指弹簧,它只承受垂直力,具有占用空间小,质量小,无需润滑的优点,但由于本身微小的内部摩擦导致其能产生的阻尼可以忽略不计,所以几乎不具备减振功能。弹簧主要有螺旋弹簧、钢板弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧式等结构,目前大多采用螺旋弹簧。

非独立悬架由于结构简单,工作可靠,被广泛用于一般货车和客车的悬架上,而用在轿车上往往只作为后悬架。钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件,由于它起导向装置的作用,并有一定的减振作用,使得悬架系统大为简化。

编辑总结:加装或者改装防倾杆后就和悬架组成一个有机的系统,成为悬架系统的一部分,由于往期我们针对防倾杆的改装或者加装做过详细的阐述,再此不再赘述。有关悬架的改装主要是对弹性单元和减振器进行改装,其目的是提高汽车行驶的平顺性、操控稳定性及舒适性。

减振器的主要作用是衰减振动,它是悬架机构中最精密和复杂的机械件。

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悬架弹簧的种类及作用

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我们都知道汽车悬架的弹性元件都是由弹簧组成,悬架弹性元件都有其相应的作用,而且弹簧也根据结构形式不同分为不同的种类,每种弹簧的作用和特点也是不尽相同,下面我们就来一起详细了解一下。

传力装置是指悬架系统中的上下摆臂,转向节,稳定杆等等元件,主要用来传递纵向力,侧向力及力矩,并保证车轮相对于车身有确定的相对运动规律。

【(纵置)钢板弹簧式非独立悬挂】这类悬架的特点是副簧逐溅随载荷增加而参加工作,由于悬架刚度逐渐变化,从而提高了汽车行驶平顺性。

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弹簧与减振器

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汽车悬架

当车轮在路面上跳动时,弹簧被压缩,地面的冲击能被弹簧吸收,转化为振动能储存在弹簧中,用来缓和地面的冲击对车身的影响;但由于弹簧本身没有消耗能量,如果不把它消耗掉,动能势能相互转化的结果会让车身过个凸台或凹坑则摇晃不停,没有达到减振的效果。

【螺旋弹簧非独立悬挂】螺旋弹簧非独立悬架常用轿车的后悬架,由于使用螺旋弹簧作为弹性元件,仅仅能受垂直载荷,因此,其悬架系统需要安装导向装置和减振器。减振器筒内安装了上下缓冲块,当车轮上下跳动时,可减小车身所受冲击并使车身振动迅速衰减。

从车辆性能上来讲,悬架的弹性元件包括两个主要作用:

而这个时候减振器的作用就是把这个能量消耗掉,通过减振器内部油液流经活塞阀门或低阀时产生的节流效应来产生阻尼力,将能量转化为热能,散发到大气中去。

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一、是作为悬架系统或者底盘与地面的缓冲,也就是提高车辆舒适性

图片 15减振器太软,车身就会上下跳跃,减振器太硬就会带来太大的阻力,妨碍弹簧正常工作。在悬挂系统设计中,减振器要与弹簧相搭配,而弹簧的刚度又与车重息息相关。

【空气弹簧非独立悬挂】为了提高行驶的平顺性,适应载荷和路面的变化,要求悬架刚度随之变化。当空车时车身被抬高,满载时车身则被压得很低。对于轿车要求在好路上降低车身高度,提高行驶速度;在坏路上提高车身,可以增大通过能力。因此对于不同类型的汽车提出不同的要求,而空气弹簧非独立悬架可以满足其要求。

二、是使车辆行驶在崎岖不平的路面时保持轮胎的贴地性,使轮胎与地面完全持续接触,即提高车轮的循迹性。从而改善轮胎与路面的接触,是改善操控性的首先要考虑的。

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弹性元件主要是弹簧,根据其结构形式的不同可以分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧以及气体弹簧,其中以钢板弹簧和螺旋弹簧最为常用。

悬架分类

【油气弹簧非独立悬挂】以气体作为弹性介质,液体作为传力介质,它不但具有良好的缓冲能力,还具有减振作用,同时还可调节车架的高度,适用于重型车辆和大客车使用。

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上面说了弹簧与减振器,下面说说分类:

独立悬架采用断开式车桥,两侧车轮分别通过独立悬架与车架或车身相连,每侧车轮可单独运动,互不干扰。轿车和载质量在1000kg以下的货车的转向轮广泛采用独立悬架,这样可以满足行使平顺性,操纵稳定性等方面的要求。但是,独立悬架结构复杂,制造成本高,维修不方便。

钢板弹簧

按照性能可以分为从动悬架、半主动悬架以及主动悬架,简单点来说即是否能够根据路况的需要,自主调节悬架元件中的弹簧刚度和减振器的阻尼系数。

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钢板弹簧是由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。钢板弹簧本身有减振作用,且可以承受垂直力以外的力和力矩。

按其机械结构形式,悬架又分为非独立悬架,半独立悬架,独立悬架三种,这是我们比较熟悉的分类,前面的文章我们也已经详细讨论过了。

【单横臂式独立悬架】在该结构中,后桥半轴套管是断开的,主减速器的右面有一个铰链,半轴可绕其摆动。在主减速器上面安置着可调节车身水平作用的油气弹性元件,它和螺旋弹簧一起承受并传递垂直力。作用在车轮上的纵向力主要由纵向推力杆承受。中间支承 % 不仅可以承受侧向力,而且还可以部分地承受纵向力。当车轮上下跳动时,为避免运动干涉,其纵向推力杆的前端用球铰链与车身连接。由于结构简单、紧凑、布置方便等原因,在车速不太高的重型越野汽车上也有采用的。例如,太脱拉138型和148型越野汽车的前悬架,就是采用这种单横臂式独立悬架,其弹性元件是扭杆弹簧。

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  1. 刚性悬架

  2. 半独立悬架:扭转梁,耦合型,标准型

  3. 独立悬架:麦弗逊式,双叉臂式,多连杆式

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螺旋弹簧(图片来自news.bitauto.com)

猜猜下面一张图用的是啥悬架?!

【双横臂式独立悬架】上摆臂和下摆臂的一端分别通过摆臂轴和与车架连接,另一端分别通过上、下球头销与转向节相连接。上摆臂与上球头销铆接成一体,内部装有螺旋弹簧,能自动消除球头销与销座见磨损后的间隙。下摆臂与下球头销是可以拆御的,通过减少垫片来消除球头销处的磨损间隙。螺旋弹簧的两端分别通过橡胶衬垫与车架和下摆臂上支承盘相连。垂直力是通过转向节、小球头销、小摆臂和螺旋弹簧传递给车架。而纵向力、侧向力及其力矩是有转向节、上、下摆臂(导向机构)、上、下球头销、传递给车架。由于此种悬架使用上下球头销来代替主销,故属于无主销式悬架。

螺旋弹簧是用弹簧钢棒料卷制而成,容易制作、价格低,常用于各种独立悬架。其特点是没有减振和导向功能,只能承受垂直载荷,因此悬架中必须另装减振器和导向机构,前者起到减振作用,后者用以传递垂直力以外的各种力和力矩,并且起到导向功能。

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下期预告

【麦弗逊独立悬架】麦弗逊式独立悬架目前广泛应用于发动机前置前轮驱动轿车的前悬架中。这种悬架由减振器、螺旋弹簧、横摆臂和横向稳定杆等组成。螺旋弹簧与减振器装于一体,架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱,有的还兼起转向主销作用。悬架有一下横摆臂,其上端以橡胶做支承,允许滑柱上端有少许角位移。采用这种悬架的汽车前端空间大,有利于发动机布置,并可降低整车的重心。

典型的扭杆弹簧

簧下质量,副车架,塔顶,球铰,前束角,主销内倾角,主销后倾角,车轮外倾角......

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扭杆弹簧本身是一根由弹簧钢制成的杆,其一端固定在车架上,另一端固定在悬架的摆臂上。摆臂与车轮相连,当车轮跳动时,摆臂便绕着扭杆轴线摆动,使扭杆产生扭转弹性变形,借以确保车轮与车架的弹性联系。横向防倾杆就是这样的扭杆弹簧,作用在车桥与悬架之间。起到防止车辆横向倾斜的作用。

版权声明:本文为“汽车人参考”原创,欢迎转载,但请注明出处。

4小结

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从外表上看,悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成,但千万不要以为它很简单,相反悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。所以,单纯去比对车辆冰冷的配置参数没有太多意义,毕竟各大厂商在同级别车辆悬架配置方面不会有太大差异,更具有参考意义的反而是厂家对于零部件的调教水平。

其他弹簧模型(图片来自news.bitauto.com)

往期精彩回顾

(本文部分源自网络)

气体弹簧是在一个密闭的容器中充入压缩气体,利用气体的可压缩性来实现弹簧的作用。气体弹簧的作用是,作用在弹簧上的载荷增加时,容器中气压升高,弹簧刚度增大;当载荷减小时,容器中气压下降,刚度变小。气体弹簧具有理想的变刚度特性。我们所说的空气悬架就是用的气体弹簧,通过变刚度调节车辆的舒适性或者操控性。

前后通吃的主,“麦弗逊悬架”终篇

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前后通吃的主,“麦弗逊悬架”终篇

粗细、疏密无变化的线性弹簧(图片来自news.bitauto.com)

从王者归来到问鼎天下,“麦弗逊悬架”的屌丝逆袭之路

编辑总结:悬架的弹性元件弹簧除了以上分类外,还可以分为渐进式弹簧和线性弹簧两种,渐进式弹簧从外观可以开出粗细、疏密会有变化,因此它的弹性系数也是可变的,随着车辆的载荷和速度,有大小的变化的。而线性弹簧的,弹性系数基本是恒定不变的,由于无需考虑舒适性和载重,这种弹簧多用于赛车和高性能改装车上。

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