汽车前后轮有多少种悬挂方式?他们有什么特点?
一般来说,汽车的悬架系统分为两种:非独立悬架和独立悬架。非独立悬架的车轮安装在整体车轴的两端。当一个轮子跳动时,另一个轮子也相应跳动,使整个身体振动或倾斜;独立悬挂车轴分为两段,每个车轮通过螺旋弹簧独立安装在车架下。当一个车轮跳动时,另一个车轮不受影响,两侧车轮可以独立运动,提高了汽车的稳定性和舒适性。
因为现代人对舒适性和操纵稳定性的要求越来越高,非独立悬架系统已经逐渐被淘汰。独立悬架系统由于其良好的车轮接触性,极大地提高了乘坐舒适性和操纵稳定性,左右车轮自由运动,轮胎与地面之间的自由度大,车辆操纵性能好,被汽车制造商广泛采用。常见的独立悬挂系统有多连杆式悬挂系统、麦弗逊式悬挂系统、烛式悬挂系统、拖臂式悬挂系统等。
首先,我们来看看最常见的麦弗逊和蜡烛悬挂系统。两者外形相似,都是螺旋弹簧和减震器的组合,但由于结构不同而有显著区别。烛形因车轮沿主销轴方向运动的悬架而得名。其特点是主销位置和前轮定位角度不随车轮上下跳动而变化,有利于汽车的机动性和稳定性。麦弗逊式是由铰接支柱和下横臂组成的悬架。减震器也可以作为转向主销,转向节可以绕着它转动。其特点是主销的位置和前轮的定位角度随着车轮的上下跳动而变化,与蜡烛悬挂正好相反。这种悬架结构简单,布局紧凑,前轮定位变化小,行驶稳定性好。所以麦弗逊悬架是目前汽车上应用最广泛的独立悬架。
关于麦弗逊悬挂,车坛历史上还是有这样的记录。麦克弗森是来自伊利诺伊州的美国人,出生于1891。大学毕业后在欧洲从事航空发动机工作多年,1924加入通用汽车公司工程中心。20世纪30年代,通用汽车的雪佛兰部门想设计一款真正的小型车,首席设计师是麦弗逊。他对设计小型汽车非常感兴趣。目标是将这款四座车的质量控制在0.9吨以内,轴距控制在2.74米以内。设计的关键是悬挂。麦弗逊改变了当时盛行的钢板弹簧和扭杆弹簧的前悬挂方式,创造性地将减震器和螺旋弹簧结合起来,安装在前轴上。实践证明,这种悬挂结构简单,占用空间小,机动性好。后来麦弗逊跳到了福特,1950年福特在英国的子公司生产的两辆车是世界上最早使用麦弗逊悬架的商用车。麦弗逊悬架因其结构简单、性能优越而被专家誉为经典设计。
让我们来看看纵臂悬挂系统。纵臂悬架系统是专门为后轮设计的悬架系统。标致、雪铁龙、欧宝等欧洲车更喜欢使用这种悬挂系统。拖臂悬架结构复杂太专业,这里就不介绍了。你只需要知道纵臂悬架系统最大的优点就是左右轮间距大,车身外倾角不变,减震器没有弯曲应力,所以摩擦力小,平顺性好。刹车时,拖臂悬挂的后轮会下沉以平衡车身。它的缺点是不能提供精确的几何控制,所以有些车厂会组合一些连杆来解决,形成复杂的多连杆悬架。
最后,我们来看看多连杆悬挂系统,分为5连杆后悬挂和4连杆前悬挂系统。顾名思义,5连杆后悬架系统由5个连杆组成,分别是控制臂、后定位臂、上臂、下臂和前定位臂,其中控制臂可以调节后轮前束。连杆悬架的优点是结构简单,重量轻,悬架系统占用空间小。5.连杆后悬架可以实现主销后倾角的最佳位置,大大减小来自路面的前后力,从而提高了平顺性和加速、制动时的舒适性,同时保证了直线行驶的稳定性,因为螺旋弹簧拉伸或压缩引起的车轮侧向偏差很小,不易造成非直线行驶。当车辆转弯或制动时,5连杆后悬架结构可以使后轮形成积极的前束,提高了车辆的控制性能,减少了转向不足。同时紧凑的结构增加了后排座椅和行李厢的空间。这种悬架因其明显的优点和易于调节而广受欢迎。全新的4连杆前悬架系统多用于豪华车,通过运动学原理巧妙地将牵引力、制动力和转向力分离,同时赋予车辆精准的转向控制。4连杆悬挂系统在奥迪A4、A6、中华车上都能看到。
所以车主在购买轻型车时,最好的悬挂应该是前轮麦弗逊或烛式悬挂系统,后轮拖臂悬挂系统。最好不要用非独立悬架。购买高端车时选择4连杆悬挂系统就不用说了。没有悬架的悬架系统有三种基本形式,即非独立悬架、独立悬架和介于两者之间的半独立悬架。
因为非独立悬架是用一根杆件直接刚性连接在两侧车轮上,一个车轮的冲击和振动必然会影响到另一个车轮,所以自然不会得到更好的操纵稳定性和舒适性。同时,由于左右车轮的相互影响,容易影响车身的稳定性,转弯时容易翻车。目前这种结构被瑞风采用并流行。
独立悬挂底盘的扎实性非常明显。由于独立悬架的汽车两侧车轮独立连接在车身上,从使用过程来看,当一个车轮受到冲击振动时,冲击力可以被弹性元件本身吸收,而这个冲击力不会影响到另一个车轮,这样厂家在汽车设计之初就可以通过适当的调整,使汽车在乘坐舒适性、稳定性、操纵稳定性三个方面得到合理的配置。华晨格雷斯采用了这种结构,这种底盘基本上用在汽车设计上,让乘客感受到汽车的舒适性,保证驾乘者在长时间的驾驶中有舒适的享受,不会遭受轻客底盘带来的一瘸一拐。
半独立悬架实际上是非独立悬架的一种特殊形式,因为它的两侧车轮也是由一根杆件直接连接的,但这根杆件的材料并不是完全刚性的,而是具有良好的扭转特性。当一个车轮受到冲击时,对另一个车轮的影响不如非独立悬架强烈,但也很难达到独立悬架的水平。其实这种形式也是汽车厂商从节约成本的角度考虑和采用的,别克GL8也采用了这种结构。
悬架按结构特点可分为独立悬架和非独立悬架。
非独立悬架通过一根车轴将左右车轮连接成一个整体,再通过两根悬架弹簧将整个车轴与车架或车身连接起来。
非独立悬架多用于卡车和公共汽车的前后轮。乘用车出于舒适性和高速行驶稳定性考虑,多用于后轮,前轮一般不用。
带钢板弹簧的非独立悬架结构简单,成本低,转弯时钢板弹簧的偏转角很小。除带纵向钢板弹簧的非独立悬架不需要安装导向杆外,其他带螺旋弹簧和空气弹簧的非独立悬架(主要用于客车)必须安装能约束车轴运动的导向杆。
独立悬架的左右车轮不是由一个整体轴连接的,两侧的车轮运动互不相关。这种类型的悬架具有以下优点:
①减轻了汽车悬架弹簧下的重量,提高了客车的舒适性。
②可以安装非常软的弹簧,可以提高乘坐舒适性。
③可以防止前轮摆振的发生。
(4)对于FR汽车的后轮,可以将差速器固定在车身侧面,以降低底板和后座离地和汽车重心的高度。
与上述优点相反,这种悬挂类型具有以下缺点:
①独立悬架结构复杂,制造成本高。
②汽车保养维修困难。
(3)汽车行驶时前轮定位和轮距经常变化,所以有时轮胎磨损严重。
根据独立悬架的独立特性,多用于乘用车前后轮和中、小型货车前轮上。
独立悬架的结构类型有很多种,其中双摇臂式、烛式、摆臂式和半延迟摆臂式应用较为广泛。
再补充一些知识:
那什么是扭力梁后悬架呢?
如果非独立硬轴悬架不使用钢板弹簧(其特殊性在于它既是弹性元件又是导向结构),也需要单独的导向结构,而最简单的就是纵臂,所以不要把独立纵臂悬架和非独立纵臂悬架混为一谈。
事实上,我们可以通过使用可变形梁代替非独立悬架的硬轴来获得一种特殊的悬架。你可以把它看成一个非独立悬架,但这里的车轴不是刚性的。你可以把它想象成一个独立悬架,因为这个非刚性轴实际上可以看作是一个特殊的防侧倾杆。其“轴”的安装位置可以变化,具体形式也有多种变化。典型的例子就是大众常用的扭力梁。通常有人把这种悬架称为半独立悬架,其实是不准确的。
后摇臂独立悬架的结构和特点
后摇臂独立悬架主要用作汽车的后轮悬架,在后轮的前方设置一个纵向摆动的摆臂。摆臂分为单摆臂和由两根摆杆并排组成的双摆臂。悬挂弹簧用螺旋弹簧直接安装在摆杆上。
后摆臂式独立悬架工作时,车轮的外倾角和轮距不变,只有汽车的轴距略有变化,所以这种悬架也可以用于前轮。但前轮采用这种悬挂时,刹车时汽车的点头角增大。对于后单摆臂悬架来说,它的车轮倾角也是变化的,这对于前悬架来说是一个不可取的问题,所以主要采用后单摆臂悬架作为后悬架。
帕萨特B5(GP)用的什么后悬挂?
答案是扭力梁后悬架!
大众选择它是因为:
一是结构简单,成本低;
二是帮助帕萨特以更短的车长(原版)获得更大的后排座椅空间和后备箱容积;第三,这款悬架的发展离不开大众,大众对它有相当的好感。
问题是
但是,扭力梁后悬架到底是独立的还是不独立的?
帕萨特(B6)为什么放弃扭力梁后悬架?
对于普通小型车来说,这种后悬架保持了拖臂占用空间小的优势。
对于跑车来说,很容易提供足够的操控性(代价是真的很硬)。
所以目前一些小型车还是选择这种悬挂。然而,(半)纵臂后悬架的缺点从未被完全克服。
如果悬挂类型确定,其主要特性不会有大的变化,但具体细节还是能对性能产生相当大的影响。比如扭力梁后悬架,技术上并不先进(目前其实是落后的),但大众对PSTB5悬架的调教还是很优秀的。
现在我们知道帕萨特(B6)为什么放弃扭力梁后悬架,改用多连杆式独立后悬架了吧!
因为:1。非独立悬架如旋转梁式后悬架永远无法像多连杆式独立后悬架那样实现操纵性和舒适性的平衡。
第二,大众对自己的定位比以前高了,对操控性和舒适性的要求超过了成本控制,相应的售价也提高了。
第三,要跟上技术发展的趋势。大众没那么傻。