什麼是懸挂系統
雖然枯燥,但還是先把百度百科裡關于懸挂系統的介紹給大家看一下:
懸挂系統是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱,其功能是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力矩,并且緩沖由不平路面傳給車架或車身的沖擊力,并衰減由此引起的震動,以保證汽車平順行駛。懸挂系統應有的功能是支持車身,改善乘坐的感覺,不同的懸挂設置會使駕駛者有不同的駕駛感受。外表看似簡單的懸挂系統綜合多種作用力,決定着汽車的穩定性、舒适性和安全性,是現代汽車十分關鍵的部件之一。
知道你也懶得看,說白了,輪胎是車的“鞋”,輪毂和車橋是車的“腳”,那麼懸挂系統就是車輛的“膝關節”。它起到連接車身與車輪、承重、緩沖和減震的作用。
懸挂系統的分類
懸挂系統分為非獨立懸挂和獨立懸挂兩種:
非獨立懸挂的車輪裝在一根整體車軸(車橋)的兩端,當一邊車輪跳動時,另一側車輪也相應跳動,使整個車身振動或傾斜;典型的懸挂系統有:整體橋式非獨立懸挂。
獨立懸挂的車軸分成兩段,每隻車輪由獨立懸挂安裝在車架下面,當一邊車輪發生跳動時,另一邊車輪不受影響,兩邊的車輪可以獨立運動,提高了汽車的平穩性和舒适性。典型的懸挂系統有:麥佛遜獨立懸挂、雙叉臂獨立懸挂、雙橫臂獨立懸挂、多連杆獨立懸挂
還有一種半獨立懸挂系統叫做扭力梁式半獨立懸挂,有得地方叫“拖拽臂式懸架”。是汽車後懸挂裝置類型的一種,以粗狀的上下擺動式拖臂實現車輪與車身或車架的硬性連接,然後以液壓減震器和螺旋彈簧充當軟性連接,起到吸震和支撐車身的作用,圓柱形或方形橫梁則連接左右車輪
下面挑選幾個典型的懸挂系統介紹一下:
整體橋懸挂: 整體橋式(硬軸)懸挂的結構很簡單,通過一根硬軸将左右兩個車輪相連,再将硬軸與車身相連。
這種懸挂結構簡單,能承受很大扭力,同時如果采用螺旋彈簧的整體橋懸挂具備更大的行程,在複雜的越野路面行駛時,可以讓四輪獲得更好的抓地力,所以延續了越野血統的車型大多依然采用後整體橋或者前後整體橋的結構,比如奔馳G系列、路虎衛士、吉普牧馬人等等。長城H5、陸風X8的後懸也是采用整體橋式懸挂。
硬軸加螺旋彈簧的設計,目前主要是三種形式,一種是以牧馬人為代表的5連杆整體橋式懸挂設計,除了一個橫向的止推杆外,硬軸兩邊各需要兩根連杆,因此構成了5連杆。一種是較為少見的以鈴木吉姆尼為代表的3連杆整體橋式懸挂,還有以普拉多為代表的4連杆整體橋式懸挂。
不過這裡說的連杆跟後面說的多連杆獨立懸挂有所不同,這些連杆主要是提高車輪在側傾、颠簸路段時,車軸與車身之間的強度與穩定性,并非調整車輪的傾角等參數。
麥弗遜懸挂:現在主流的城市SUV的前懸多數采用麥弗遜式懸挂,這種懸挂也是最為常見的一種懸挂,結構簡單,主要由A型(或L型)叉臂與減振機構構成。
從圖上結構可以看到,下部的叉臂一端與車輪相連,另一端與副車架相連,主要承受車輪下端的橫向力和縱向力。減振機構的上部與車身相連,下部與叉臂相連,主要的任務是減震與支撐車身,同時還要承受車輪上端的橫向力。
麥弗遜懸挂的設計特點是結構簡單,機件少,占用空間小,可以騰出更多的空間來布置動力及電器系統。這種懸挂重量輕,響應速度與回彈速度也快,所以它的減振能力較強,具有良好的舒适性。單純從結構來看,由于這種懸挂結構過于簡單,懸挂的剛度也是有限的,畢竟隻有下擺臂與減振器來承受車輪與車身的力,穩定性較差,表現在轉彎時的側傾以及制動點頭等,通常采用加裝防傾杆來減少側傾。
雙叉臂懸挂:從結構上可以理解為在麥弗遜式懸挂基礎上多加一支上叉臂,這樣車輪的橫向力和縱向力都是由叉臂承受,而減震機構隻擔當支撐車體和減振的任務。
可以看到雙叉臂懸挂的上下兩根A字臂擁有類似三角形的穩定結構,不僅擁有足夠的抗扭強度,而且上下兩根A臂對橫向力都具有很好的導向作用,因而雙叉臂式懸挂的強度和耐沖擊力比麥弗遜式懸挂要強很多,采用這種懸挂的車輛在轉彎時能很好的抑制側傾以及制動點頭的能力。
由于雙叉臂的兩根三角形結構的擺臂還擁有出色的抗扭強度和橫向剛性,因此在硬派SUV或上也經常會使用雙叉臂懸挂作為前懸挂。像榮威W5、吉普大切諾基、豐田普拉多等等。不過相對于麥弗遜懸挂,這種懸挂結構更為複雜,占用空間大,成本較高。
雙橫臂懸挂:雙橫臂式懸挂和雙叉臂式懸挂有着許多的共性,隻是結構比雙叉臂式簡單些,也可以稱之為簡化版的雙叉臂式懸挂。雙橫臂懸挂:雙橫臂式懸挂和雙叉臂式懸挂有着許多的共性,隻是結構比雙叉臂式簡單些,也可以稱之為簡化版的雙叉臂式懸挂。
多連杆懸挂:就是通過各種連杆配置把車輪與車身相連的一套懸挂機構,其連杆數比普通的懸挂要多一些,一般把連杆數為三或以上的懸挂稱為多連杆懸挂。前懸挂一般為3連杆或4連杆式獨立懸挂;後懸挂則一般為4連杆或5連杆式後懸挂。
懸挂系統的組成
了解了懸挂系統的分類,我們再來看看懸挂系統的組成,這就與越野車的改裝息息相關了,因為我們改裝懸挂系統其實就是更換懸挂系統的不同部件來使越野車達到更強悍的性能。
不同的懸挂類型所采用的部件也不同,但多數都擁有彈簧、減震器、連杆結構
1、彈簧:分為鋼闆彈簧、螺旋彈簧和扭杆彈簧。
鋼闆彈簧:是目前硬派越野車中最硬的那幾款越野車的标配!是強度最大,也是最可靠的彈簧!絕對的機械美學!沒有之一!由若幹片等寬但不等長(厚度可以相等,也可以不相等)的合金彈簧片組合而成的一根近似等強度的彈性梁。
優點非常突出!結構簡單,工作可靠,成本低廉,維修方便。它既是懸架的彈性元件,又是懸架的導向裝置。它的一端與車架鉸接,可以傳遞各種力和力矩,并決定車輪的跳動軌迹。同時,它本身也有一定的摩擦減震作用。一舉三得,所以廣泛用于非獨立懸架上。
缺點更加突出!隻能用于非獨立懸架,重量較重,剛度大,舒适性差,縱向尺寸較長,不利于縮短汽車的前懸和後懸,與車架連接處的鋼闆彈簧銷容易磨損等。
所以鋼闆彈簧隻能用于少數大尺寸長軸距的硬派越野車上,比如……奔馳大G
螺旋彈簧:目前好多整體硬橋的車型也在用螺旋彈簧了……當然好處很多了,比如可以通過改變彈簧各處的粗細、疏密從而使得彈簧在不同壓縮行程下的彈性值不同。可以做到彈簧在壓縮的初段彈性值較低,行駛時可以過濾大部分震動,但是在壓縮末段,彈性值變高,使得車架得到足夠的支持而不至于托底。請一定記住這個特性!在我們改裝的時候非常有用!
下圖是一個标準五連杆螺旋彈簧非獨立懸架(其實我說的就是H5的後懸挂系統
優點:結構簡單,占用空間小,質量輕,行程長,可定制性強,能量吸收率較高,不需潤滑。
缺點:載重量較小,成本比鋼闆彈簧高,隻能承受垂直載荷,本身無減震作用,因此必須有導向機構和減震器的配合。
扭杆彈簧:實在找不到中文的了,找了張老外的圖,Torsion bar就是扭杆彈簧。扭杆彈簧一端與車架連接固定,另一端通過擺臂與車輪相連。車輪的彈跳通過擺臂傳遞給扭杆彈簧,你可以想象“擰毛巾”,扭杆彈簧就是毛巾,軸線轉動一定角度,使扭杆發生扭轉變形(彈性變形)。同時扭杆扭轉變形所儲存的彈性變形能,會在車輪脫離障礙物時釋放,使傳力機構和車輪迅速回位。
優點:能量吸收率比以上各種彈簧都高,占用空間小,載重能力高。
缺點:成本非常高。所以基本很少車子會用到它。隻有少數對使用環境要求苛刻,或者特種車輛無成本概念時才會使用。比如硬派越野車,坦克。
所以改裝時候更換扭杆彈簧是提高車輛越野性能的有效手段!注意由于制造扭杆彈簧時,會預先使扭杆産生一個永久的扭轉變形,使其具有一定的預應力。所以,左右扭杆彈簧不能互換!
2、減震器
減震器主要用來抑制彈簧吸震後反彈時的震蕩及來自路面的沖擊。在經過不平路面時,雖然吸震彈簧可以過濾路面的震動,但彈簧自身還會有往複運動,而減震器就是用來抑制這種彈簧跳躍的。減震器太軟,車身就會上下跳躍,減震器太硬就會帶來太大的阻力,妨礙彈簧正常工作。
減震器從材料角度劃分可以分為液壓式減震器和充氣式減震器(就是傳說中的“氮減)
按其結構劃分,則分為單筒和雙筒兩種。可以進一步分為: 1.單筒氣壓減震器;2.雙筒油壓減震器;3.雙筒油氣減震器。
在改裝時應該注意:
(1)、檢查減震器長度是否提供2-3英寸升高要求,部分産品隻提供2英寸升高,勉強使用到3英寸升高後很容易在越野中拉到極限造成破壞。
(2)、減振器中心伸縮杆直徑是否能達到16毫米以上,這是強度的一個基本指标。
(3)、減振器上下連接套是否為高強度聚胺脂套,這也是能否保證長時間高強度使用的一個重要依據,因為普通橡膠很難在高強度下長時間使用。
在關于懸挂系統的改裝過程中,硬的減震器要與硬的彈簧相搭配,而彈簧的硬度又與車重息息相關,因此較重的車一般采用較硬的減震器。在改裝時需要不斷地嘗試,以設計出最佳的減震器與彈簧組合方案。對于新手改裝時建議選擇比較成熟的搭配。
3、連接杆
連接杆隻是一個籠統的稱謂,懸挂類型不同連接杆也不同,叫法也不同,如果改裝僅換了更強的彈簧和減震而沒有做升高,要注意觀察更粗的減震在工作時是否會摩擦到連接杆。這裡有一個小技巧:在更換避震或者彈簧前先不要洗車,更換後跑一圈回來看看連接杆上的泥塵有沒有地方被擦掉,這是發現減震與連接杆是否摩擦的有效辦法。
如果做了升高的話原先的連接杆是一定要調整的的,因為升高會帶來車輪傾角和主銷角度的變化,有的甚至會造成發動機“窩力”。目前成熟的改裝套件一般都配有升高相對應的連接杆,買成熟的套件是比較穩妥的辦法。
改裝懸挂系統除了調整彈簧、減震器、連接杆外還要考慮刹車線夠不夠長,止推杆、斜拉杆夠不夠長,限位膠墩高度夠不夠、平衡杆需不需要更換等等。總之,懸挂系統是一套相互協作得複雜系統,需要各部件嚴密配合才能發揮最佳的性能,最後任然奉勸一句,如果不是對車輛懸挂系統特别精熟的兄弟還是買成熟的改裝套件進行改裝。
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