汽车悬架分类及其特点汇总

07-30

悬架按照控制方式分为主动悬架和被动悬架。

主动悬架
     汽车的主动悬架系统是在普通悬架系统中附加一个可以控制阻尼作用力的装置,由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统四部分组成。主动悬架能够根据汽车的运动状态和路面状况,适时地调节悬架的刚度和阻尼,使悬架系统处于最佳减振状态,使车辆在各种路面状况下都会有良好的舒适性。主动悬架的关键部位是其执行机构,也就是可以调节的悬架阻尼系统。
      主动悬架有作为直接力发生器的动作器,可以根据输入与输出进行最优的反馈控制,使悬架有最好的减震特性,以提高汽车的平顺性和操纵稳定性。主动悬架的一个重要特点就是,它要求动作器所产生的力能够很好地跟踪任何力控制信号。因此,它为控制律的选择提供了一个广泛的设计空间,即如何确定控制律以使系统能够让车辆达到最佳的总体性能。
针对悬架系统的非线性特点,研究适宜的悬架系统电控技术是汽车悬架系统振动性能改进的方向。悬架位于车身与轮胎之间,对车辆的运动性能、乘坐舒适性有重大的影响。按照路面行驶工况最优控制,悬架性能以确保车辆行驶性能与乘坐舒适性,电子控制悬架将进一步向高性能方向发展。作为实现这种对悬架的优化控制的方式之一,是利用“预知传感器”进行预知控制的“预知控制悬架”

被动悬架
被动悬架是由钢板弹簧或螺旋弹簧、减振器组成的机械式悬架系统,系统各元件的特性不可调整,只能被动地吸收能量、缓和冲击,因而它属于被动悬架

按照悬架结构来分,分为独立悬架、非独立悬架、空气悬挂和半独立悬架。

独立悬架
每个车轮单独通过一套悬挂安装于车身或者车桥上,车桥采用断开式,中间一段固定于车架或者车身上;此种悬挂两边车轮受冲击时互不影响,而且由于非悬挂质量较经;缓冲与减震能力很强,乘坐舒适。各项指标都优于非独立式悬挂,但该悬挂结构复杂,而且还会便驱动桥、转向系变得复杂起来。采用此种悬挂的有下面两大类车辆。

非独立悬架
非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车桥相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于其舒适性及操纵稳定性都较差,在现代轿车中基本上已不再使用,这种悬挂结构简单,传力可靠,但两轮受冲击震动时互相影响。而且由于非悬挂质量较重,悬挂的缓冲性能较差,行驶时汽车振动,冲击较大。该悬挂一般多用在货车和大客车上。

半独立悬架
采取这种悬挂系统的汽车一般平稳性和舒适性较差,但由于其构造较简单,承载力大,该悬挂多用于载重汽车、普通客车和一些其他特种车辆上。

空气悬挂
利用空气弹簧内密闭气体受压缩后的刚性递增性,也就是随着空气弹簧不断被压缩,其刚度逐渐增加,同时,其内部气体随空气弹簧被压缩或拉长而压入或排出,导致空气悬架系统具有接近理想的动态弹性特性。该悬挂由于成本非常高,所以一般用于豪华车上(越野车、SUV用的比较多),目前(2013年3月)市面上采用此悬挂的车一般都在三四十万以上。

 

按照弹性元件分为,钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、橡胶弹簧。
(1)钢板弹簧:由多片不等长和不等曲率汽车悬架那种比较好的钢板叠合而成。安装好后两端自然向上弯曲。钢板弹簧除具有缓冲作用外,还有一定的减震作用,纵向布置时还具有导向传力的作用,非独立悬挂大多采用钢板弹簧做弹性元件,可省去导向装置和减震器,结构简单。         
(2)螺旋弹簧:只具备缓冲作用,多用于轿车独立悬挂装置。由于没有减震和传力的功能,还必须设有专门的减震器和导向装置。         
(3)油气弹簧:以气体作为弹性介质,液体作为传力介质,它不但具有良好的缓冲能力,还具有减震作用,同时还可调节车架的高度,适用于重型车辆和大客车使用。         
(4)扭杆弹簧;将用弹簧杆做成的扭杆一端固定于车架,另一端通过摆臂与车轮相连,利用车轮跳动时扭杆的扭转变形起到缓冲作用,适合于独立悬挂使用。

 

按照导向原件分为,横臂、纵臂、多连杆、麦弗逊
麦弗逊式(MacPherso又译为麦花臣或支柱式)
    麦花臣式悬吊系统(McPhersonType)又称为支柱式悬吊系统,此种悬吊常见于前悬吊,堪称是最被广泛运用者。这是一种利用避震器为车轮定位用支柱的悬吊形式,支柱上部经由橡胶置绝缘体固定于车身,支柱下部用连杆连结以定位,避震器为筒型,装在支柱内部。支柱可在导管内上下滑动,最大优点为构造简单,占位置小,前轮之后倾角不会因车轮的跳动而改变,另外在麦花臣式悬吊以外的悬吊,外倾角方向汽车悬架平面图的定位需要上臂,牺牲空间,麦花臣式悬吊因避震器有此功能,可增大车室空间,在引擎横置的FF车因布置空间无余地,此优点就显得特别重要;缺点为行驶不平路面时,车轮易自动转向,故驾驶人须用力保持方向盘,当受到剧烈冲击时,滑柱易造成弯曲,因而影响转向性能。

拖曳臂式(Trailing-Arm又译为拖戈臂式)
     拖曳臂式(Trailingarmtype)是专为后轮设计的悬吊系,以支臂结合车轴前方的车身部主轴与车轴,其中车身部主轴的旋转轴垂直于车身中心线者,亦即直向后方,称为拖曳臂式或全拖曳臂式,使用这类系统的车像PEUGEOT车系、CITROEN车系、OPEL车系等,而半拖曳臂式之摆动臂系倾斜于车身中心线即斜向后方。拖曳臂式悬吊的结构为车身部的主轴直接结合于车身,然后将主轴结合于悬吊系统,再将此构件安装于车身,弹簧与避震器通常是分开安装或是构成一体,直立安装于车轴附近。悬吊系统本身的运动,支臂以垂直车身中心线的轴,亦即平行于车轴的轴为中心进行运动,车轴不倾斜于车身,在任一上下运动位置,车轴平行于车身,对车身外倾角变化为零。其最大的优点乃在于左右两轮的空间较大,而且车身的外倾角没有变化,避震器不发生弯曲应力,所以摩擦小,当其煞车时除了车头较重会往下沈外,拖曳臂悬吊的后轮也会往下沈平衡车身,而其缺点为无法提供精准的几何控制汽车悬架弹簧。

 

拖曳臂式(DoubleWishbone又译为双叉骨式或双许愿骨式)
   多连杆悬挂,通过各种连杆配置(通常有三连杆,四连杆,五连杆),首先能实
现双叉臂悬挂的所有性能,然后在双叉臂的基础上通过连杆连接轴的约束作用使得轮胎在上下运动时前束角也能相应改变,这就意味着弯道适应性更好,如果用在前驱车的前悬挂,可以在一定程度上缓解转向不足,给人带来精确转向的感觉;如果用在后悬挂上,能在转向侧倾的作用下改变后轮的前束角,这就意味着后轮可以一定程度的随前轮一同转向,达到舒适操控两不误的目的。跟双叉臂一样,多连杆悬挂同样需要占用较多的空间,
而且多连杆悬挂无论是制造成本还是研发成本都是最高的所以常用在中高级车的后桥上。

 

多连杆式(Multi-Link)
    所以总的来说,现在最经汽车悬架设计济适用,性价比最高的前独立悬挂是麦弗逊,能做高性能调校和匹配的悬挂是多连杆和双叉臂。结构最复杂实现性能最多的是多连杆。但由于后两者在结构上使其质量较重所以为了达到更好的响应速度常用铝合金打造,那么成本就可想而知了。    一般来说,汽车的前后悬挂系统包括弹簧和减震器两个部分,按照结构来分,多见有以下结构形式,麦佛逊,双A臂(双横杆),拖曳臂,扭力梁和多连杆。   麦佛逊式悬挂多用于前轮,是独立悬挂的一种,而且是结构非常简单的一种,布置紧凑,节省空间,前轮定位变化小,具有良好的行驶稳定性。所以,大部分的轿车前悬均采用这种结构,差别主要在选材和减震器、弹簧的调校上面。但麦弗逊式悬架在使用中也有缺点,就是行驶在不平路面时,车轮容易自动转向,故
驾驶者必须用力保持方向盘的方向,当受到剧烈冲击时,减震器易造成弯曲,因而影响转向性能,所以很多不吝惜空间和成本的豪华轿车上面并没有采用此种形式。

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来源:智能汽车网
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