主要车辆悬架类型及原理简介

综述
悬架系统在现代汽车产业上具有举足轻重的地位,是影响车辆乘坐的舒适性、通过性和操稳性等性能的主要原因。同时,汽车悬架系统是保证汽车能够稳定正常行驶过程中不可缺的结构,同时也作为车架(身)和车轴间作连接的传力组件。常见的汽车悬架系统由弹性元件、导向机构和减震器等主要部件构成,起着缓冲地面对车身的冲击、力的传递和缓冲振动的作用。近些年来发展的汽车悬架多数有弹性元件和减震器,但不同的悬架系统的导向机构也有所不同,因而导致了不同类型悬架的性能也不尽相同。
一、汽车悬架简介
按当今汽车常用的悬架来说有独立悬架与非独立悬架之分,其中非独立的悬架具有结构简单、工作可靠、造价低廉、行驶过程中遇到颠簸时四轮定位参数变化微小等优势,但由于其一侧车轮受到激励时会影响另一车轮,所以非独立悬架系统的平顺性与操稳性较差。独立悬架系统通过每侧车轮的一套悬挂安装于车桥(断开式)或车身上,而且中间一段车桥与车架(或车身)固连,独立式的悬架系统具有簧下质量小的特点,此种悬挂方式的车辆两边车轮受到冲击时互不受影响,提高车轮对地面附着力,也减少了车身受到的冲击,而且其几何运动学特性理想以及平顺性、操稳性都与非独立悬架相比较好等优点,但独立悬架系统却存在着结构较为复杂和维修不便等的弊端,现如今绝大多数乘用汽车普遍采用独立式的悬架系统。
二、独立悬架的主要形式
1.麦弗逊式独立悬架和烛式独立悬架
麦弗逊式独立悬挂作为当今轿车工业中使用较为普遍的前悬挂,其结构是由弹簧、筒式减震器、A型下摆臂和横向稳定器等部件构成。主要结构简单,通过自动调节汽车车轮而使车轮向外倾斜,轮胎与地面的接触就能够达到最大的接触面积。其悬架的结构相当于螺旋弹簧套在减震器上,因此可以有效避免螺旋弹簧因受到冲击时发生偏置的现象,使螺旋弹簧做往复上下方向的振动。此外麦弗逊式独立悬架铰接点数较少,而且节约了空间便于车辆发动机和
其余零部件的布置。因此麦弗逊式悬架
用于紧凑型汽车的前置前转向桥中具有
较大优势。在烛式独立悬架中,主销刚
性固定于车架上,同时车轮的转向节沿
着主销上下移动,使用烛式悬架的车轮
受到冲击发生颠簸和位移时定位参数也
不会发生明显变化,较益于汽车转向时
的操稳性。但由于在车轮上下移动中主
销与套筒会受侧向力的作用而相互摩
擦,故烛式悬架的磨损较为严重。所以
烛式独立悬架系统在一般乘用车上很少
采用。
2.单斜臂式和多连杆式独立悬架
单斜臂式独立悬架是位于单横臂
与单纵臂式独立悬架的一种悬架,其单
斜臂和汽车纵轴线具有一定夹角,具有
单横纵臂式悬架的优势,并配合螺旋弹
簧应用用于后悬挂系统中。多连杆式悬
架一般是3到5根连杆联合来控制车轮位
置一种悬架系统,同样是由连杆、减震
器和减震弹簧组成,不同的是连杆的数
量较一般悬架系统要多些,虽然结构复
杂,但可保证车轮和地面间的角度尽可
能保持垂直,有效降低轮胎的摩损,车
辆的操纵性和稳定性较其它悬架系统高
而材料研发与制造成本也要高于其他形
式的悬架。
3.纵臂式独立悬架
纵臂式独立悬架分为单纵与双纵臂
式悬架系统。单纵臂式的悬架两侧车轮
各由一根纵臂、弹性元件、减振器等构
件组成,其纵臂和车架相铰接,并且车
轮只能在汽车纵向平面内跳动的悬架系
统,其特点是结构组成较为简易,并且
在车轮受到冲击后除主销后倾角有较大
变化以外,其他车轮定位参数无明显变
氮封装置
化。因此多数用于乘用车后轮悬架构造
中。在双纵臂式独立悬架系统中,双纵
臂的长短一致,近而构成平行四连杆机
构。使用该悬架的车轮在上下运动时,
主销的角度通常也会保持不变,双纵臂
式独立悬架系统多数装配于汽车前转向
轮中。
4.横臂式独立悬架
横臂式独立悬架系统同样分为两
类。在第一类的单横臂式独立悬架中,
每侧车轮由一个横臂内端连接于车架
(车身)或桥壳上铰接,外端与车轮连
接,该类型悬架系统的车轮只能在车辆
横向平面内跳动,因此该种悬架用于转
保温弯管
向轮时会使车轮外倾角和主销内倾角变
化较大,故使用较少。双横臂悬架相比
于前者多了一个横臂但可通过将上下两保安机器人
横臂设计为不等,达到使车轮主销后倾
及轮距变化不大的目的从而提高汽车平
稳性,因此广泛应用于轿车前轮。
三、结论
近些年来由于主动悬架控制技术
的不断发展,通过传感器收集各种反馈
信息以实时调节悬架刚度以及阻尼值,
来保证汽车行驶过程中的舒适性与操稳
性,更是车辆动力学发展中的里程碑之
一。综上所述,汽车底盘悬架系统类型
较多、结构设计复杂、专业性强,并且
在随着悬架所能提供性能提升,其复杂
程度和造价也相应上升。因此在设计和
安全带插扣
选用汽车悬架时我们就需要合理综合考
虑生产成本、悬架的可靠性和舒适性,
从而提升车辆操纵平稳性、行驶安全
性。
参考文献:
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主要车辆悬架类型及原理简介
华钧伟 山东理工大学
【摘 要】汽车悬架是保障我们乘坐汽车舒适性的关键结构之一,其悬架中的各种缓冲部件直接影响着汽车行驶过程中的舒适性、操稳性等。本文主要对常用汽车悬架(主要为独立悬架)的基本类型和原理特点进行简要介绍。
【关键词】汽车; 悬架;原理
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