汽車懸架。 設備和目的
汽車懸架將汽車的軸承部分與車輪連接起來。 實際上,這是一個懸掛系統,其中包括許多零件和組件。 其本質是承擔沿路行駛過程中產生的各種力的衝擊,使車身與車輪之間的連接具有彈性。
懸架 - 前後 - 連同車架、軸樑和車輪構成了汽車的底盤。
許多車輛特性直接由懸架的類型和具體設計決定。 主要的此類參數包括操控性、穩定性,甚至平滑度。
簧下質量是一組以其重量直接影響道路的組件。 首先,這些是直接連接到它們的車輪和懸架部件以及製動機構。
所有其他部件和部件,其重量通過懸架傳遞到道路上,構成了彈簧質量。
簧上和簧下質量的比例對汽車的駕駛性能有非常強烈的影響。 簧下部件的質量相對於簧上部件的質量越小,行駛的操控性和平穩性就越好。 在某種程度上,這也改善了汽車的動力。
簧下質量過多會導致懸架慣性增加。 在這種情況下,在起伏的道路上行駛可能會損壞後橋並導致嚴重事故。
幾乎所有的懸架部件都與車輛的簧下重量有關。 因此,工程師希望以一種或另一種方式減輕懸架重量是可以理解的。 為此,設計師們正試圖縮小零件的尺寸或使用更輕的合金代替鋼。 每贏一公斤,就逐漸提高了汽車的運行特性。 通過增加彈簧質量可以達到相同的效果,但為此您必須增加非常顯著的重量。 對於乘用車,該比例約為 15:1。 此外,總質量的增加使加速動力學惡化。
在舒適度方面
行駛中的車輛不斷振動。 在這種情況下,可以區分相對低頻和高頻振盪。
從舒適的角度來看,每分鐘身體的振動次數應該在60到120的範圍內。
此外,由於使用了輪胎和其他彈性部件,簧下質量會經歷更高頻率的振動——大約每分鐘 600 次。 懸架的設計應將此類振動降至最低,以免在機艙內感覺到它們。
當然,行駛中的顛簸和衝擊是不可避免的,其強度取決於路面狀況。 有效對抗路面顛簸帶來的晃動影響是懸架的重要任務之一。
在可管理性方面
車輛必須保持給定的運動方向,同時根據駕駛員的意願輕鬆改變方向。 懸架的功能之一是為轉向輪提供足夠的穩定性,使汽車繼續沿直線行駛,而不管由於路面缺陷而發生的隨機顛簸。
具有良好的穩定性,轉向輪在很少或沒有駕駛員干預的情況下返回空檔位置,即使沒有握住方向盤,汽車也會直線移動。
車輪相對於道路和車身的運動方式很大程度上取決於懸架的運動學。
在安全方面
懸架必須為輪胎提供最佳的路面抓地力,以便在運動過程中接地面積保持恆定。 設置(對齊等)以及懸架幾何形狀的動態變化應該是最小的。 在道路顛簸和轉彎時尤其如此。 設計必須包括減少側傾並最大限度地減少機器打滑和傾覆可能性的元素,換句話說,提供足夠的穩定性。
汽車懸架通常由導向機構、彈性元件、減振器、防傾桿以及緊固件、調節和控制裝置等組成。
導向機構
首先,這些是您可以了解更多的各種槓桿,以及各種牽引力、架子、延伸件。 這取決於他們如何以及在什麼範圍內可以沿著不同的軸和不同的平面移動輪子。 此外,它們還傳遞牽引力和製動力以及橫向影響,例如在轉彎時。
根據所使用的導向機構的類型,所有懸架都可以分為兩大類 - 依賴型和獨立型。
在從屬系統中,一個軸的兩個車輪通過橋(橫梁)彼此剛性連接。 在這種情況下,其中一個車輪的位移,例如,在通過坑道行駛時,將導致另一個車輪的類似位移。
在獨立懸架中,沒有這種剛性連接,因此一個車輪的垂直位移或傾斜實際上對其他車輪沒有影響。
這兩個類別都有其優點和缺點,這決定了它們的應用範圍。 至於乘用車,這裡有一個明顯的優勢,那就是獨立懸架。 儘管在許多情況下後橋仍然是獨立安裝的,但偶爾您也可以找到半獨立的扭力桿系統。
在前橋上,依賴懸架由於其高強度和簡單的設計,仍然適用於卡車、公共汽車和一些 SUV。
專門討論了依賴系統和獨立系統的比較。
該設計可能包括不同數量的槓桿,並且它們可能以不同的方式定位。 根據這些特徵,可以區分縱向、橫向或傾斜佈置的單槓桿、雙槓桿和多連桿懸架。
彈性元件
這些包括彈簧、扭杆、各種類型的彈簧以及橡膠金屬鉸鏈(靜音塊),因此槓桿和彈簧是可移動的。 彈性元件在撞擊道路顛簸時會產生衝擊,並顯著減輕它們對車身、內燃機和汽車其他部件和系統的影響。 當然,它們提高了機艙內人員的舒適度。
大多數情況下,在獨立懸架的設計中,使用圓柱形螺旋彈簧,由採用特殊技術的特殊彈簧鋼製成。 這種彈性元件可靠,無需維護,同時讓您獲得最佳的平滑度。 在乘用車中,彈簧幾乎完全取代了彈簧。
該圖顯示了具有兩個叉臂的彈簧懸架的示意性佈置。
在空氣懸架中,空氣彈簧用作彈性元件。 在本實施例中,通過改變氣缸內的氣壓,可以快速調整系統的剛性,以及離地間隙的大小。 通過傳感器系統和電子控制單元實現自動適應。 但是,這種設備的成本非常高,而且只安裝在精英車上。 此外,自適應空氣懸架維修起來非常困難且昂貴,同時在惡劣的道路上也很脆弱。
減振器
他扮演他的角色。 它旨在抑制因使用彈性元件而產生的振動以及共振現象。 在沒有減震器的情況下,垂直和水平平面的振動會顯著降低可控性,並且在某些情況下會導致緊急情況。
很多時候,阻尼器與彈性元件組合成一個設備 - 立即執行一組功能。
防傾桿
該部件安裝在前後軸上。 它旨在減少轉彎時的橫向側傾並降低機器翻倒的可能性。
您可以了解更多關於防傾桿的裝置和工作原理。
緊固件
為了將懸吊部件連接到車架以及彼此之間,使用了三種類型的緊固件 - 螺栓連接、帶有彈性部件和通過彈性部件(橡膠金屬鉸鍊和襯套)。後者除了完成主要任務外,還透過吸收特定頻譜中的振動來幫助降低噪音水平。
通常,該設計還為槓桿的行程提供了限制器。 當車輛經過明顯的顛簸時,橡膠保險槓會在減震器達到其上限或下限之前吸收衝擊力。 因此,防止了減震器、其上支撐和下靜音塊的過早失效。
這個主題過於廣泛,無法在一篇文章中涵蓋其所有方面。此外,設計工程師不斷努力改進現有設備並開發新設備。最有前景的方向是能夠自動適應特定路況的系統。例如,除了已經提到的空氣彈簧之外,還使用了可調節的防側傾桿,該防傾桿能夠根據來自 ECU 的訊號改變其剛度。
在許多汽車中,安裝了可調節的減震器,由於電磁閥的操作而改變了懸架的剛度。
在液壓氣動懸架中,彈性組件的作用由球體發揮作用,球體的獨立隔離部分充滿氣體和液體。 在 Hydractive 系統中,液壓氣動球體是懸掛支柱的一部分。
然而,所有這些選項都很昂貴,因此大多數駕駛者必須滿足於當今最好的 MacPherson 和帶有兩個叉臂的彈簧系統。
在我們的道路上,沒有人能避免出現問題,因此熟悉可能出現問題的跡象並不是多餘的。 並且一定要閱讀。