汽车悬架的分类及其特性概述

2023-04-23 09:23:52 作者:蔡金盛
根据悬架的控制方式,可分为主动悬架和被动悬架。

主动悬架

;汽车主动悬架系统是一种能够控制附加在普通悬架系统上的阻尼力的装置。它由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能量系统组成。主动悬架可以根据车辆的运动状态和路况及时调整悬架的刚度和阻尼,使悬架系统处于最佳阻尼状态,车辆在各种路况下都会有良好的舒适性。主动悬架的关键部分是其执行器,即可调悬架阻尼系统。

;主动悬架有作动器作为直接力发生器,可以根据输入输出进行最优反馈控制,使悬架具有最佳的阻尼特性,提高车辆的平顺性和操纵稳定性。主动悬架的一个重要特点是执行器产生的力能够很好地跟踪任何力控制信号。因此为控制律的选择提供了广阔的设计空间,即如何确定控制律使系统达到车辆的最佳综合性能。

根据悬架系统的非线性特性,研究合适的悬架系统电子控制技术是改善汽车悬架系统振动性能的方向。悬架位于车身和轮胎之间,对车辆的运动性能和乘坐舒适性影响很大。根据道路行驶工况和悬架性能的最优控制,保证车辆的行驶性能和乘坐舒适性,电控悬架将进一步向高性能方向发展。作为实现悬架最优控制的方法之一,就是利用“预测传感器”进行预测控制的“预测控制悬架”。

被动悬挂

被动悬架是由钢板弹簧或螺旋弹簧和减振器组成的机械悬架系统。系统各部分特性无法调整,只能被动吸收能量,减少冲击,属于被动悬架。

按悬架结构可分为独立悬架、非独立悬架、空气悬架和半独立悬架。

独立悬架

每个车轮分别通过一套悬架安装在车身或车轴上,车轴断开,中段固定在车架或车身上;悬挂两侧车轮碰撞时互不影响,非悬挂质量更好;缓冲减震能力强,乘坐舒适。各项指标都比非独立悬架好,但悬架结构复杂,会使驱动桥和转向系统复杂化。有两种类型的车辆使用这种悬架。

独立车轮悬架

非独立悬架的结构特点是两侧车轮由整体车轴连接,车轮和车轴通过弹性悬架悬挂在车架或车身下。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、维修方便、行驶过程中前轮定位变化小等优点。但由于其舒适性和操纵稳定性较差,在现代汽车上基本不再使用。这种悬架结构简单,传力可靠,但两个车轮都受到冲击和振动的影响。而且由于非悬挂质量大,悬挂的缓冲性能差,车辆行驶时震动和冲击大。这种悬架通常用于卡车和公共汽车。

半独立悬架

一般采用这种悬挂系统的轿车,稳定性和舒适性较差,但由于其结构简单,承载能力大,所以多用于货车、普通客车等特种车辆。

空气悬挂

空气弹簧中的封闭气体被压缩后刚度增加,即空气弹簧的刚度随着持续压缩而逐渐增加,空气弹簧中的气体随着空气弹簧的压缩或拉伸而被压缩或排出,从而产生空气悬架系统的理想动态弹性特性。因为成本很高,所以悬架一般用在豪华车上(越野车和SUV也很多)。目前(2013年3月)美国有30多万或40多万辆汽车。

(1)叶sp

(2)螺旋弹簧:仅起缓冲作用,多用于汽车的独立悬挂装置。因为没有减震和传力功能,所以必须提供专门的减震器和导向装置。

(3)油气弹簧:以气体为弹性介质,以液体为传力介质,不仅具有良好的缓冲能力,而且具有减震功能,还可以调节车架的高度,适用于重型车辆和大客车。

(4)扭杆弹簧;由弹簧杆制成的扭杆的一端固定到车架上,另一端通过摆臂连接到车轮上。扭杆的扭转变形在车轮跳动时起到缓冲作用,适用于独立悬架。

按原导轨分为横臂式、纵臂式、多连杆式和麦弗逊式。

麦弗逊风格(麦弗逊也被翻译为麦弗逊或支柱风格)

;麦弗逊悬架系统又称支柱悬架系统,是应用最广泛的一种,常用于前悬架。这是悬架的一种形式,它使用减震器作为车轮定位的支柱。立柱上部通过橡胶绝缘子固定在车身上,立柱下部通过连杆连接定位。减震器是圆柱形的,安装在支柱内。支柱可以在导管内上下滑动,最大的优点是结构简单,占用空间小,前轮后面的倾斜角度不会因为车轮的跳动而改变。另外,对于麦弗逊悬架以外的悬架,需要将汽车悬架的平面图定位在外倾角方向的上臂,这就需要牺牲空间。因为麦弗逊悬架的减震器有这个功能,可以增加车厢的空间,而横置发动机的FF车没有布局空间,所以这个优势就显得尤为重要。缺点:在凹凸不平的路面行驶时,车轮容易自动转向,驾驶员必须用力保持方向盘。当受到剧烈冲击时,支柱容易弯曲,从而影响转向性能。

拖臂(也称为拖臂)

;Trailingarmtype是专为后轮设计的悬挂系统。它将车体主轴与车轴及车轴前的臂结合在一起,其中车体主轴的旋转轴线垂直于车体中心线,即直向后方,称为纵臂式或全纵臂式。使用这一系统的车辆包括标致、雪铁龙和欧宝。而半拖臂摆臂向车身中心线倾斜,即向后倾斜。纵臂悬架结构是车身的主轴直接连接在车身上,然后主轴连接在悬架系统上,再把这个部件安装在车身上。弹簧和减震器通常分开安装或作为一个整体安装,垂直安装在车轴附近。在悬挂系统本身的运动中,吊杆绕垂直于车身中心线的轴线,即平行于车轴的轴线运动。车轴不倾斜于车体,车轴在任何上下运动位置都与车体平行,车体外倾角为零。它最大的优点是左右轮间距大,车身外倾角不变,减震器无弯曲应力,摩擦力小。汽车刹车时,纵臂悬挂的后轮会下沉以平衡车身,但其缺点是不能提供精确的汽车悬架弹簧的几何控制。

拖臂型(DoubleWishbone也被翻译为双叉骨型或双叉骨型)

;多连杆悬挂首先可以通过各种连杆配置(一般是三连杆、四连杆、五连杆)来实现。

现在双横臂悬架的所有性能都展示出来了,然后在双横臂的基础上,通过连杆的连接轴的约束,可以相应改变轮胎上下运动时的前束角,也就是说曲线适应性更好。如果用在前车的前悬架上,可以在一定程度上缓解转向不足,给人转向精准的感觉。如果用在后悬架上,可以在转向和倾斜的作用下改变后轮的前束角,也就是说后轮可以在一定程度上随前轮转向,从而,

;所以总的来说,性价比最高的前独立悬架是麦弗逊式,高性能调校匹配的悬架是多连杆式和双横臂式。多连杆是性能最高的最复杂的结构。但由于后两者在结构上较重,为了达到更好的响应速度,通常都采用铝合金材质,所以成本可想而知。一般来说,汽车的前后悬挂系统包括弹簧和减震器。按结构分有以下几种结构形式:麦弗逊式、双A臂(双横杆)、纵臂、扭力梁、多连杆。麦弗逊悬架主要用于前轮。是一种结构简单、布局紧凑、节省空间、前轮定位变化小、行驶稳定性好的独立悬架。所以大部分汽车前悬架都采用这种结构,区别主要在材料的选择,减震器和弹簧的调整。但是麦弗逊悬架在使用上也有缺点,就是在不平的路面上行驶时,车轮容易自动转向,所以

司机必须努力控制方向盘的方向。当受到剧烈冲击时,减震器容易弯曲,从而影响转向性能。所以很多不吝惜空间和成本的豪华车都不采用这种形式。

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