拖曳臂式悬挂系统 拖曳臂式悬挂: 我们经常能听到这些悬挂名称,纵臂扭转梁独立悬挂、纵臂扭转梁非独立悬挂、H型纵向摆臂悬挂等等,其实归根结底它们都是同一种悬挂结构——拖曳臂式悬挂,只是调教稍有不同。拖曳臂悬挂从悬挂结构来看属于不折不扣的非独立悬挂,因为左右纵向摇臂被一根粗大的扭转梁焊接在一起,但是从悬挂性能来看,这种悬挂实现的是具有更高稳定性的全拖式独立悬挂的性能,所以大多数时候被称为半独立悬挂。 拖曳臂式悬架是专为后轮而设计的悬架结构,它的构成非常简单——以上下摆动式拖臂实现车轮与车身或车架的硬性连接,并且通过横梁或支架连接两车轮,然后以液压减震器和螺旋弹簧充当软性连接,起到吸震和支撑车身的作用。 主要优点:结构简单实用、占用空间最小、稳定性能优越 主要缺点:承载性能差、减震性能差、舒适性有限 代表车型:东风标致307、比亚迪F3、一汽丰田卡罗拉、上海大众桑塔纳
多连杆悬挂系统
多连杆悬挂系统,又分为5连杆后悬挂和4连杆前悬挂系统。顾名思义,5连杆后悬挂系统包含5条连杆,分别为控制臂、后置定位臂、上臂、下臂和前置定位臂,其中控制臂可以调整后轮前束。5连杆悬挂的优点是构造简单、重量轻,减少悬挂系统占用的空间。5连杆后悬挂能实现主销后倾角的最佳位置,大幅度减少来自路面的前后方向力,从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性,同时也保证了直线行驶的稳定性,因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小,不易造成非直线行驶。在车辆转弯或制动时,5连杆后悬挂结构可使后轮形成正前束,提高了车辆的控制性能,减少转向不足的情况。同时紧凑的结构增加了后排座椅和行李厢空间。由于这种悬挂优点显著,易于调整,因而受到广泛的欢迎。多连杆独立悬挂:兼具舒适与操控 这是一款典型的以追求舒适性和稳定性为目的的悬挂系统。独立悬架中多采用螺旋弹簧,因而对于侧向力,垂直力以及纵向力需加设导向装置即采用杆件来承受和传递这些力,即多连杆结构形式应运而生。多连杆悬挂能实现主销后倾角的最佳位置,大幅度减少来自路面的前后方向力,从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性,同时也保证了直线行驶的稳定性。通过对连接运动点的约束角度设计使得悬挂在压缩时能主动调整车轮定位,能完全针对车型做匹配和调校以最大限度地发挥轮胎抓地力从而提高整车的操控极限。 多连杆悬挂结构相对复杂,材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其他类型的悬挂、而且其占用空间大,中小型车出于成本和空间考虑极少使用这种悬挂。但多连杆式悬挂舒适性能是所有悬挂中最好的,操控性能也是上述两种悬挂系统难以匹敌的,高档轿车由于空间充裕且注重舒适性能和操控稳定性,所以大多使用多连杆悬挂,可以说多连杆悬挂是高档轿车的绝佳搭档,如本田雅阁、丰田皇冠、丰田锐志、马6等车型都采用此悬挂。 然而随着A级车市场的竞争激化,许多A级车不但在空间上越来越向B级车靠拢,在悬挂结构上也开始采用这种中高档轿车才有的多连杆独立悬挂系统,比较典型的有奇瑞A5、速腾、明锐等。 主要优点:舒适性能极佳、操控稳定性优越 主要缺点:结构复杂、研发生产成本高、占用空间大代表车型:奇瑞A5、速腾、明锐 几年前,后悬架结构的发展历程完全呈现在汽车等级的变化上,A级车采用非独立悬架,B级车则是非独立与独立悬架共存的区间,而更高级别的车就是独立悬架的天下。而现在,我们欣喜地看到,多连杆独立悬挂系统在A级车上也能看到,尤其是被称为“中国A+家轿”的奇瑞A5,它是8万元以下车型中唯一采用多连杆悬架系统的车型。这是否预示着一场A级车的技术革命我们不得而知,但可以肯定的是,它体现了技术和市场的一种进步。
?关键词:悬挂
????好比身体的“骨骼”,悬挂将底盘和车轮弹性连接,功能就是缓冲汽车在不平整路面行驶时车轮传给车身的冲击和振动,汽车的操控性、舒适性、行车稳定性都靠它来实现,正是它,决定了汽车的脾气,也就是驾驶风格。?
????麦弗逊式独立悬挂:采用最广泛
????主要优点:结构简单、占用空间小、操控性能好
????主要缺点:稳定性差、抗侧倾和制动点头能力弱
????麦弗逊悬挂通常由两个基本部分组成:支柱式减震器和A字型托臂。减震器支柱是因为它除了减震还有支撑整个车身的作用,它的结构很紧凑,把减震器和减震弹簧集成在一起,组成一个可以上下运动的滑柱;下托臂通常是A字型的设计,用于给车轮提供部分横向支撑力,以及承受全部的前后方向应力。所以麦弗逊的一个最大的设计特点就是结构简单,好处那就是:悬挂重量轻和占用空间小。而且由于具有优良的操控性能,因此被广泛使用,而且经久不衰。?
????拖曳臂式悬挂:有一定的局限性
????主要优点:结构简单实用、占用空间最小、制造成本低
????主要缺点:承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限
????拖曳臂悬挂从悬挂结构来看属于不折不扣的非独立悬挂,因为左右纵向摇臂被一根粗大的扭转梁焊接在一起,但是从悬挂性能来看,这种悬挂实现的是具有更高稳定性的全拖式独立悬挂的性能,所以,大多数时候被称为半独立悬挂。
????拖曳臂式悬架是专为后轮而设计的悬架结构,它的构成非常简单——以上下摆动式拖臂实现车轮与车身或车架的硬性连接,并且通过横梁或支架连接两车轮,然后以液压减震器和螺旋弹簧充当软性连接,起到吸震和支撑车身的作用。
?多连杆独立悬挂:操控性最好
????主要优点:舒适性能极佳、操控稳定性能优越
????主要缺点:结构复杂、研发生产成本高、占用空间大
?多连杆悬挂结构相对复杂,材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其他类型的悬挂、而且其占用空间大,中小型车出于成本和空间考虑极少使用这种悬挂。但多连杆式悬挂舒适性能是所有悬挂中最好的,操控性能也是上述两种悬挂系统难以匹敌的,高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能和操控稳定性,所以大多使用多连杆悬挂,可以说多连杆悬挂是高档轿车的绝佳搭档。
?点评
????几年前,后悬架结构的发展历程完全呈现在汽车等级的变化上,A级车采用非独立悬架,B级车则是非独立与独立悬架共存的区间,而更高级别的车就是独立悬架的天下。而现在,我们欣喜地看到,多连杆独立悬挂系统在A级车上也能看到,这是否预示着一场A级车的技术革命我们不得而知,但可以肯定的是,它体现了技术和市场的一种进步。
随着汽车产销量的高速发展,国内汽车的保有量也达到了空前的规模,消费者在购车的时候也不再简单把汽车看成是面子工程,而是越来越关心其汽车的各项性能,尤其是汽车的操控性能受到了极大关注。
??? 在这个言必谈操控、论必说运动的年代里,几乎所有汽车品牌多在大力的宣传自己产品优秀的操控性能,从宝马、奥迪、萨伯等高端品牌无不在极力宣传自己良好的操控性和运动性,就连一向以舒适性能为取向的奔驰、凯迪拉克等高端品牌也在新近的设计中加入了更多的运动取向。从以福克斯为代表的紧凑型轿车到以迈腾为代表的中级车到以宝马5系Li为代表的高档车无不标榜自己的运动性能。那么他们是否如宣传所说这么优秀,此次汽车探索就为大家解读影响汽车运动性能的汽车底盘的核心——悬挂系统,并分析不同悬挂对汽车操控性及舒适性的影响。
『悬挂在汽车底盘安放位置的示意图』
● 悬挂的概念和分类
『奥迪S4前后均采用了独立悬挂』
『多连杆悬挂是独立悬挂的典型代表』
『迈腾原型车大众帕萨特B6前后悬挂示意图』
??? 悬挂的构件虽然简单但参数的确定却相当的复杂,厂家不但要考虑汽车的舒适性,操控稳定性还要考虑到成本问题。基于这三个问题不同厂家有不同的倾向性策略。也就产生了国内现在比较常见的五种悬挂:麦弗逊式独立悬挂、双叉臂式独立悬挂、单纵臂扭杆梁式半独立悬挂、连杆支柱式独立悬挂、多连杆式独立悬挂。下面就让我们来逐一分析以上五款国内常见悬挂,今天首先来介绍下使用最普遍的麦弗逊式独立悬挂
● 麦弗逊式独立悬挂
『典型的麦弗逊式前悬挂示意图』
??? 麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角,让其能在过弯时自适应路面,让轮胎的接地面积最大化,虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构,但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意,不过由于其构造为直筒式,对左右方向的冲击缺乏阻挡力,抗刹车点头作用较差,悬挂刚度较弱,稳定性差,转弯侧倾明显。
『典型的麦弗逊式悬挂』
??? 由于其占用空间小适合小型车以及大部分中型车使用国内常见的东风标致307、上海通用君越、一汽大众迈腾等前悬挂均采用了麦弗逊式独立悬挂。
『德系跑车代言人保时捷911也采用麦弗逊式前悬挂』
主要优点:结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低。
主要缺点:横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大。
适用车型:中小型轿车、中低端SUV前悬架。
『典型的双叉臂式独立悬挂结构图』
『大众途锐的双叉臂悬挂结构图』
??? 双叉臂式悬挂通常采用上下不等长叉臂(上短下长),让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损,并且能自适应路面,轮胎接地面积大,贴地性好。
『双叉臂式悬挂运动性出色,为法拉利、玛莎拉蒂等超级跑车所运用』
??? 相比麦弗逊式悬挂双叉臂多了一个上摇臂,不仅需要占用较大的空间,而且其定位参数较难确定,因此小型轿车的前桥出于空间和成本考虑一般不会采用此种悬挂。但其具有侧倾小,可调参数多、轮胎接地面积大、抓地性能优异,因此绝大部分纯正血统的跑车的前悬挂均选用双叉臂式悬挂,可以说双叉臂式悬挂是为运动而生的悬挂,法拉利、玛莎拉蒂等超级跑车以及F1方程式赛车均采用了双叉臂式前悬挂。
『后悬采用双横臂式悬挂的思域具有不错的运动性』
??? 主要优点:横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰;
??? 主要缺点:制造成本高、悬架定位参数设定复杂;
多连杆悬挂在收缩时能自动调整外倾角,前束角以及使后轮获得一定的转向角度。通过对连接运动点的约束角度设计使得悬挂在压缩时能主动调整车轮定位(这个设计自由度非常大),能完全针对车型做匹配和调校以最大限度的发挥轮胎抓地力从而提高整车的操控极限。
『国产的奔驰E级前后悬都采用了多连杆悬挂』
??? 多连杆悬挂结构想对复杂,材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其它类型的的悬挂、而且其占用空间大,中小型车出于成本和空间考虑极少使用这种悬挂。
『宝马与奥迪后悬挂也采用多连杆技术』
??? 但多连杆式悬挂舒适性能是所有悬挂中最好的,操控性能也和双叉臂式悬挂难分伯仲,高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能何操控稳定性,所以大多使用多连杆悬,可以说多连杆悬挂是高档轿车的绝佳搭档。
『上海大众帕萨特领驭前悬为多连杆悬挂』
国内前后悬挂均采用多连杆的车型有:北奔-戴克奔驰E级轿车、华晨宝马的3系及5系轿车、一汽大众奥迪A4及A6L;采用多连杆前悬挂的车型有上海大众的帕萨特领域;采用多连杆后悬挂的有长安福特福克斯、一汽大众速腾、上海通用君越等
5连杆支柱悬挂
非承载式车身 非承载式车身的汽车有一刚性车架,又称底盘大梁架。在非承载式车身中发动机、传动系统的一部分、车身等总成部件都是用悬架装置固定在车架上,车架通过前后悬架装置与车轮联接。非承载式车身比较笨重,质量大,高度高,一般用在货车、客车和越野车上,也有部分高级轿车使用,因为它具有较好的平稳性和安全性。 非承载式车身,说白了就是悬挂不是直接联在车身上,而是联在车架上,车架上面再扣上一个车身。比如巡洋舰,牧马人,悍马H2等等。这样的车身,如果你有兴趣弯下腰看看车底的话,你都会看见贯穿前后的两个大梁(而承载式车身便看不到)。它的优点就是有独立的大梁,底盘强度较高,抗颠簸性能好,此外四个车轮受力再不均匀,也是由车架承担,而不会传递到车身上去。所以SUV和越野车用的比较多。缺点就是车身和车架是刚性联接的,在公路上行驶的时候,不是很平稳,会产生震动。另外遇到危险(如翻车)的时候,厚重的底盘,也会对相对薄弱的车身产生致命威胁(承载式车身便不会遇到这个问题,它的车身都是一体的)。现在国产低端SUV也大多使用非承载式车身,这倒不是它们定位为纯越野车的问题(更多还是城市型),而是技术和成本使然。 承载式车身 承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置,车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高,它具有质量小、高度低、装配容易等优点,大部分轿车采用这种车身结构。 说白了,承载式车身就是整个车身为一体,悬挂直接联在车身上。比如轿车几乎都采用承载式车身,你打开发动机盖,就会发现前悬挂联在了前翼子板内侧的车身上。这样的车身优势是:公路行驶非常平稳,整个车身为一体,固有频率震动低,噪音小,整体式车身比较安全。缺点就是底盘强度远不如大梁结构的车身,当四个车轮受力不均匀时,车身会发生变形另外,另外制造成本偏高。 综上所述,从使用的角度看,非承载式除了底盘结实外,其他几乎全是缺点,而承载式除了底盘不够结实外,其他几乎全是优点。汽车刚出现时,全部都是非承载式的。发展到今天,乘用车的绝大部分都是承载式结构。可以说能取代的都取代了,就剩下那些不能取代的和取代不起的了。不能取代的一是货车,二是越野车,为了载重,为了越野和应对恶劣的路面,必须有厚重的底盘,但为此也必须忍受其他的所有缺点。取代不起的就是廉价的如微面之类的微型客车。当今,国外的SUV也几乎全部都是承载式结构,从便宜的CRV、RAV4、福特的翼虎,到贵的BMW的X5、VOLVO的XC90、保时捷卡宴和大众途锐,都是采用的承载式车身。 最后,我想说的是,国内这么多的SUV使用非承载车身结构,并不是因为非承载车身结构全是优点,而更多的是因为我们这些SUV生产厂家,绝大部分在目前条件下,还不具备大规模开发和生产承载式SUV车身的能力和实力。因此我们只好将就着用,好在便宜。但对其优点和缺点一定要有充分的认识-----这是最最重要的
钢管式车架就是用很多钢管焊接成一个框架,再将零部件装在这个框架上。它的生产工艺简单,很适合小规模的工作坊作业,50-70年代英国有很多小规模的车厂生产各式各样的汽车,都是用自行开发制造的钢管车架,是钢管车架的全盛时期。{分段符}时至今日仍采用钢管车架的都是一些产量较少的跑车厂,如LAMBORGHINI和TVR,原因是可以省去冲压设备的巨大投资。由于对钢管车车架进行局部加强十分容易(只须加焊钢管),在质量相等的情况下,往往可以得到比承载式车架更强的刚度,这也是很多跑车厂仍乐于用它的原因。{分段符}铝合金车架{分段符}奥迪A8的车架是用铝合金做的,但那是冲压成型的结构,只是材料不同了,仍属于承载式车架。这里说的铝合金车架是另一种类型,将铝合金条梁焊接、铆接或贴合在一起组成一个框架,可以理解为钢管车架的变种,只是铝合金是方梁状而非管状。铝合金车架最大优点是轻(相同刚度的情况下)。但是成本高,不宜大量生产,而且铝合金本身的特性决定了其承载能力受限制,暂时只有少数车厂运用在小型的量产跑车上,如莲花ELISE和雷诺SPIDER。 {分段符}碳纤维车架{分段符}亦即是开头所提到的“特殊材料一体成型式车架”。制造方法是用碳纤维浇铸成一体化的底板、坐舱和引擎舱结构,再装上机械零件和车身复盖件。碳纤维车架的刚度极高,重量比其它任何车架都要轻,重心也可以造得很低。{分段符}但是制造成本是它的致命伤,因此目前都只用于不计成本的赛车和极少数量产车上。碳纤维车架在80年代首先出现一级方程式赛车上,然后延伸到C组赛车和90年代的GT赛车,至今仅有的两部采用碳纤维车架的量产车是94年的MCLAREN F1和95年的FERRARI F50。(I:法拉利F50一体成型的碳纤维地台连坐舱就是它的车架)