汽車懸架的分類及其特性概述
主動懸架
;汽車主動懸架系統是一種能夠控制附加在普通懸架系統上的阻尼力的裝置。它由執行機構、測量系統、反饋控制系統和能量系統組成。主動懸架可以根據車輛的運動狀態和路況及時調整懸架的剛度和阻尼,使懸架系統處于最佳阻尼狀態,車輛在各種路況下都會有良好的舒適性。主動懸架的關鍵部分是其執行器,即可調懸架阻尼系統。
;主動懸架有作動器作為直接力發生器,可以根據輸入輸出進行最優反饋控制,使懸架具有最佳的阻尼特性,提高車輛的平順性和操縱穩定性。主動懸架的一個重要特點是執行器產生的力能夠很好地跟蹤任何力控制信號。因此為控制律的選擇提供了廣闊的設計空間,即如何確定控制律使系統達到車輛的最佳綜合性能。
根據懸架系統的非線性特性,研究合適的懸架系統電子控制技術是改善汽車懸架系統振動性能的方向。懸架位于車身和輪胎之間,對車輛的運動性能和乘坐舒適性影響很大。根據道路行駛工況和懸架性能的最優控制,保證車輛的行駛性能和乘坐舒適性,電控懸架將進一步向高性能方向發展。作為實現懸架最優控制的方法之一,就是利用“預測傳感器”進行預測控制的“預測控制懸架”。
被動懸掛
被動懸架是由鋼板彈簧或螺旋彈簧和減振器組成的機械懸架系統。系統各部分特性無法調整,只能被動吸收能量,減少沖擊,屬于被動懸架。
按懸架結構可分為獨立懸架、非獨立懸架、空氣懸架和半獨立懸架。
獨立懸架
每個車輪分別通過一套懸架安裝在車身或車軸上,車軸斷開,中段固定在車架或車身上;懸掛兩側車輪碰撞時互不影響,非懸掛質量更好;緩沖減震能力強,乘坐舒適。各項指標都比非獨立懸架好,但懸架結構復雜,會使驅動橋和轉向系統復雜化。有兩種類型的車輛使用這種懸架。
獨立車輪懸架
非獨立懸架的結構特點是兩側車輪由整體車軸連接,車輪和車軸通過彈性懸架懸掛在車架或車身下。非獨立懸架具有結構簡單、成本低、強度高、維修方便、行駛過程中前輪定位變化小等優點。但由于其舒適性和操縱穩定性較差,在現代汽車上基本不再使用。這種懸架結構簡單,傳力可靠,但兩個車輪都受到沖擊和振動的影響。而且由于非懸掛質量大,懸掛的緩沖性能差,車輛行駛時震動和沖擊大。這種懸架通常用于卡車和公共汽車。
半獨立懸架
一般采用這種懸掛系統的轎車,穩定性和舒適性較差,但由于其結構簡單,承載能力大,所以多用于貨車、普通客車等特種車輛。
空氣彈簧中的封閉氣體被壓縮后剛度增加,即空氣彈簧的剛度隨著持續壓縮而逐漸增加,空氣彈簧中的氣體隨著空氣彈簧的壓縮或拉伸而被壓縮或排出,從而產生空氣懸架系統的理想動態彈性特性。因為成本很高,所以懸架一般用在豪華車上(越野車和SUV也很多)。目前(2013年3月)美國有30多萬或40多萬輛汽車。
(1)葉sp
(2)螺旋彈簧:僅起緩沖作用,多用于汽車的獨立懸掛裝置。因為沒有減震和傳力功能,所以必須提供專門的減震器和導向裝置。
(3)油氣彈簧:以氣體為彈性介質,以液體為傳力介質,不僅具有良好的緩沖能力,而且具有減震功能,還可以調節車架的高度,適用于重型車輛和大客車。
(4)扭桿彈簧;由彈簧桿制成的扭桿的一端固定到車架上,另一端通過擺臂連接到車輪上。扭桿的扭轉變形在車輪跳動時起到緩沖作用,適用于獨立懸架。
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按原導軌分為橫臂式、縱臂式、多連桿式和麥弗遜式。
麥弗遜風格(麥弗遜也被翻譯為麥弗遜或支柱風格)
;麥弗遜懸架系統又稱支柱懸架系統,是應用最廣泛的一種,常用于前懸架。這是懸架的一種形式,它使用減震器作為車輪定位的支柱。立柱上部通過橡膠絕緣子固定在車身上,立柱下部通過連桿連接定位。減震器是圓柱形的,安裝在支柱內。支柱可以在導管內上下滑動,最大的優點是結構簡單,占用空間小,前輪后面的傾斜角度不會因為車輪的跳動而改變。另外,對于麥弗遜懸架以外的懸架,需要將汽車懸架的平面圖定位在外傾角方向的上臂,這就需要犧牲空間。因為麥弗遜懸架的減震器有這個功能,可以增加車廂的空間,而橫置發動機的FF車沒有布局空間,所以這個優勢就顯得尤為重要。缺點:在凹凸不平的路面行駛時,車輪容易自動轉向,駕駛員必須用力保持方向盤。當受到劇烈沖擊時,支柱容易彎曲,從而影響轉向性能。
拖臂(也稱為拖臂)
;Trailingarmtype是專為后輪設計的懸掛系統。它將車體主軸與車軸及車軸前的臂結合在一起,其中車體主軸的旋轉軸線垂直于車體中心線,即直向后方,稱為縱臂式或全縱臂式。使用這一系統的車輛包括標致、雪鐵龍和歐寶。而半拖臂擺臂向車身中心線傾斜,即向后傾斜。縱臂懸架結構是車身的主軸直接連接在車身上,然后主軸連接在懸架系統上,再把這個部件安裝在車身上。彈簧和減震器通常分開安裝或作為一個整體安裝,垂直安裝在車軸附近。在懸掛系統本身的運動中,吊桿繞垂直于車身中心線的軸線,即平行于車軸的軸線運動。車軸不傾斜于車體,車軸在任何上下運動位置都與車體平行,車體外傾角為零。它最大的優點是左右輪間距大,車身外傾角不變,減震器無彎曲應力,摩擦力小。汽車剎車時,縱臂懸掛的后輪會下沉以平衡車身,但其缺點是不能提供精確的汽車懸架彈簧的幾何控制。
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拖臂型(DoubleWishbone也被翻譯為雙叉骨型或雙叉骨型)
;多連桿懸掛首先可以通過各種連桿配置(一般是三連桿、四連桿、五連桿)來實現。
現在雙橫臂懸架的所有性能都展示出來了,然后在雙橫臂的基礎上,通過連桿的連接軸的約束,可以相應改變輪胎上下運動時的前束角,也就是說曲線適應性更好。如果用在前車的前懸架上,可以在一定程度上緩解轉向不足,給人轉向精準的感覺。如果用在后懸架上,可以在轉向和傾斜的作用下改變后輪的前束角,也就是說后輪可以在一定程度上隨前輪轉向,從而,
;所以總的來說,性價比最高的前獨立懸架是麥弗遜式,高性能調校匹配的懸架是多連桿式和雙橫臂式。多連桿是性能最高的最復雜的結構。但由于后兩者在結構上較重,為了達到更好的響應速度,通常都采用鋁合金材質,所以成本可想而知。一般來說,汽車的前后懸掛系統包括彈簧和減震器。按結構分有以下幾種結構形式:麥弗遜式、雙A臂(雙橫桿)、縱臂、扭力梁、多連桿。麥弗遜懸架主要用于前輪。是一種結構簡單、布局緊湊、節省空間、前輪定位變化小、行駛穩定性好的獨立懸架。所以大部分汽車前懸架都采用這種結構,區別主要在材料的選擇,減震器和彈簧的調整。但是麥弗遜懸架在使用上也有缺點,就是在不平的路面上行駛時,車輪容易自動轉向,所以
司機必須努力控制方向盤的方向。當受到劇烈沖擊時,減震器容易彎曲,從而影響轉向性能。所以很多不吝惜空間和成本的豪華車都不采用這種形式。
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