汽车百科:前悬挂形式
汽车的腿,车轮则是汽车的脚。对于以奔跑为己任的汽车来讲,悬架的重要性可想而知。不同用途的汽车,对悬架的性能要求也不同,不同构造的悬架,其成本、性能也不尽相同。可以说,悬架直接决定汽车的性能取向。
悬架就是悬架起什么作用?
悬架是指车轮与车身之间连接的部分,因此,如果从形式上看,它有两个主要作用:一是将车轮挂在车身下面;二是将车身支撑在车轮上面,起到“启下承上”的作用。
如果从悬架自身性能上看,它主要起两大作用:一是减振作用,这也是当初之所以在汽车上采用悬架的主要原因;二是支撑作用,它要对庞大的车身起到支撑作用,你总不能将车身直接放在车轮上吧。
悬架都由什么部件组成?
悬架系统包括三种部件,连杆、弹簧和减振器。连接车轮和车架的连杆,它控制了车轮运动的方式和角度,我们常听到的双臂式、单臂式、多连杆式等,就是指连杆的种类。
位于连杆与车架之间的弹簧,用来支持车身的重量,也可在车轮通过凸凹不平的障碍时发挥缓冲作用。弹簧的种类很多,有螺旋式、钢板式、扭力杆式,甚至是一种橡胶或者是一个充满空气的胶囊。
减振器的功能是抑制弹簧的过分振荡,除了能稳定车身,更重要的是确保车轮与地面有良好的接触。减振器有液压式的,也有充气式的,还有电磁式的。一般来讲,充气式和电磁式的减振器还可随行车情况而主动调节减振器的性能,实时改变减振器的阻尼系数。
稳定杆有什么作用?
稳定杆也称平衡杆,它的两端分别固定于左右悬架上,它在汽车转弯时,可减小车身侧倾程度,使车身尽量保持平衡。一般在注重运动性的车型上采用,前后悬架都可使用。当汽车转弯时,外侧悬架会压向稳定杆,这样稳定杆就会发生扭曲。由于稳定杆是个弹性杆,相当于一根扭杆弹簧,它的弹力会阻止车轮抬起,从而使车身尽量保持平衡。
怎样区分独立悬架和非独立悬架?
汽车悬架可按多种形式划分,但主要按独立和非独立方式来划分悬架。
所谓独立悬架,就是两个车轮间没有刚性连接,它们可以分别跳动,互不干涉,就是说它们的运动行为是相互独立的。“非”者不也,非独立悬架则是指两个车轮之间不是独立的,它们之间相互牵制,互相影响,一个车轮跳动,另一个车轮也会跟着跳动。
轿车的前悬架现在都是独立悬架,后悬架才分独立和非独立式,而且发展趋势也是独立式悬架。也就是说轿车悬架的发展方向是四轮独立悬架,而且后悬架将是多连杆式独立悬架。并不是说独立悬架的性能就比非独立悬架的性能好,这要看悬架的具体结构。例如夏利、吉利等还都是采用四轮独立悬架,它的前、后悬架都是撑杆式悬架,用减振器兼作悬架支柱(支撑杆)。
完全的非独立悬架,在一边车轮受到冲击或跳动时,不仅另一边车轮会受影响,更重要的是车身也可能要跟着受到冲击或跳动,因此它对汽车的舒适性极为不利;在过弯时,由于两个车轮连接在一体,使车轮对方向的随动性受到影响,或者说会影响其贴地性,因此它对汽车的操控性极为不利。基于这些原因,完全的非独立悬架在轿车上的应用比较罕见了,现在主要应用在商用车上。
麦弗逊式前悬挂
麦弗逊悬挂起源:麦弗逊(Macphersan)是这套悬挂系统发明者的名字,他是美国伊利诺伊州人,1891年生。大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机,并于1924年加入通用汽车公司的工程中心。30年代,通用的雪佛兰公司想设计一种真正的小型汽车,总设计师就是麦弗逊。他对设计小型轿车非常感兴趣,目标是将这种四座轿车的质量控制在0.9吨以内,轴距控制在2.74米以内,设计的关键是悬挂。麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬挂方式,创造性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起,装在前轴上。实践证明这种悬架形式的构造简单,占用空间小,而且操纵性很好。后来,麦弗逊跳槽到福特,1950年福特在英国的子公司生产的两款车,是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。
麦弗逊式悬挂构造:麦弗逊式悬架由A臂与减振支柱共同组成,车轮的上部通过一根减振支柱与车身相连,下部的连接部件则是一根A字形摇臂。上部的减振支柱集成了弹簧和减振器,这根支柱不仅承担车体、减振的任务,而且还要承受车轮上端的横向力。下部的A 臂则可以承担车轮下端的横向力和纵向力。
奥迪A1前悬采用带副车架的麦弗逊悬挂设计
麦弗逊式悬挂特点
从上面的构造图可以看出,麦弗逊悬挂的构造其实非常简单,而这种简单带来的最大好处就是其质量很轻,并且体积很小,对于很多前置发动机前轮驱动的车辆来说,车头部分的大部分空间都要用来布置横置的发动机以及变速箱,留给悬挂的空间并不大,因此麦弗逊悬挂体积小质量轻的优势就会表现的非常明显。
而结构简单也是麦弗逊悬挂最大的软肋。与双叉臂以及多连杆悬挂相比,由于减震器和螺旋弹簧都是对车辆上下的晃动起到支撑和缓冲,因此对于侧向的力量没有提供足够的支撑力度。这样就使得车辆在转向的时候车身有比较明显的侧倾,并且在刹车的时候有比较明显的点头现象。很多采用麦弗逊悬挂的小型车为了控制成本,也只能将这样的缺陷保留。虽然通过增加防倾杆能减小车辆侧倾,但是却不能根治这种情况。不过象宝马M3,保时捷911这样的高性能车型上,通过调整弹性元件以及增加拉杆等调校,麦弗逊悬挂也一样可以变得非常强悍,但这也背离了麦弗逊悬挂体积小,质量轻,成本低的特点。
麦弗逊式前悬挂在车型上的应用
比亚迪FO
第六代高尔夫
雪弗兰迈瑞宝
保时捷911
大众高尔夫6、比亚迪F0等车型。从这我们也能看出麦弗逊悬挂应用的广泛,微型车、紧凑型车、中级车以及SUV车型上,都能见到麦弗逊悬挂的身影。而德国跑车的代表保时捷911也同样全系采用麦弗逊悬挂,这足以表现出麦弗逊悬挂应用的广泛。
麦弗逊悬挂是非常常见的悬挂类型,在全球汽车市场都有非常广泛的应用。在国内市场,麦弗逊悬挂也是众多车型的首选悬挂,其中最新应用麦弗逊前悬挂的车型有上海通用别克新君威、新君越、北京现代ix35、一汽
比亚迪F0麦弗逊式独立悬挂
保时捷麦弗逊式独立悬挂