汽车的悬架与悬挂是一回事吗?各种悬架的优缺点都是什么?

文章来源: 老侯解车 点击数:16 发布时间:2019-09-11
悬挂和悬架是一回事,英文都是Suspension。但是在正规的高校汽车教材中都称作悬架,而不是悬挂。所以,悬架才是正规的称呼,而悬挂可以看做是俗称。
汽车的悬架与悬挂是一回事吗?各种悬架的优缺点都是什么?

首先给大家辨析一个概念:悬挂与悬架。大家在查阅汽车资料时会发现,在不同的文章中有的称作悬架,有的称作悬挂,那么它们两个有区别吗?其实,悬挂和悬架是一回事,英文都是Suspension。但是在正规的高校汽车教材中都称作悬架,而不是悬挂。所以,悬架才是正规的称呼,而悬挂可以看做是俗称。

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汽车的悬架系统是指车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的所有传力连接装置的总称,它的主要作用有以下几个:

1、把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架(或承载式车身)上,保证汽车的正常行驶,即起传力作用;

2、利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用;

3、利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身跳动,即起导向作用;

4、利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器,防止车身在转向等行驶情况下发生过大的侧向倾斜。

所以,汽车悬架系统的作用是非常大的,事实上,汽车的操控性能主要是通过调校悬架系统来实现的。也可以说,悬架系统的好坏,直接影响汽车的操控性。

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汽车上所有的悬架系统,都是由以下四个部分组成的:

1、弹性元件:弹性元件主要指弹簧,包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧等,它的主要作用是支撑车身并缓冲地面对车身的各种作用力;

2、减振元件:减振元件主要指减振器,包括普通的双向作用筒式减振器、充气式减振器、阻尼可调式减振器、电磁减振器等,它的主要作用是抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击;在这里必须明确的是:减振器是给弹簧减振,而不是给车身减振,更不起支撑车身的作用,也就是说,车身的高低与减振器无关;

3、传力机构:或称导向机构,主要指连接车身与车轮之间的各个连杆,它们主要起传力和导向的作用,所谓的多连杆(四连杆、五连杆)悬架,就是指这些连杆的数量;

4、横向稳定器:又叫横向稳定杆,它一般与独立悬架配套使用,它的作用是防止汽车在转向是车身产生过大侧倾,并可以在一定程度上调节悬架系统的舒适性。

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悬架系统按结构型式总体可以分为非独立悬架和独立悬架两大类,很多人都主观的认为独立悬架一定优于非独立悬架。事实上并不是这样的,汽车的悬架系统是极其复杂的,它主要的技术在于调校而不是型式,比如雪铁龙的后桥一直采用纵臂扭转梁式非独立悬架,但是不论是减振性能还是操控性能,都优于很多独立悬架。所以判断一辆车悬架系统性能的优劣,一定要亲自的驾驶或乘坐,而不是看技术参数。

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一、非独立悬架

所谓的非独立悬架系统,是指汽车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系统悬挂在车架或车身的下面。它具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但是舒适性及操纵稳定性相对较差。常见的非独立悬架系统有纵置板簧式和纵臂扭转梁式两种,其它的还有空气弹簧式非独立悬架和油气弹簧式非独立悬架,都非常罕见,一般只用于大型货车上。

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1、纵置板簧式非独立悬架

这种悬架系统使用钢板弹簧做为弹性元件,兼起导向机构的作用。这种悬架系统非常简单,它的承重能力很强,但舒适性很差,被广泛用于货车的前、后悬架中,少部分的微面后悬架也使用这种结构(比如五菱宏光等)。

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2、纵臂扭转梁式非独立悬架

纵臂扭转梁式非立悬架是专为乘用车后桥设计的悬架结构,它的组成构成非常简单:用粗壮的上下摆动式拖臂实现车轮与车身或车架之间的硬性连接,再用液压减震器和螺旋弹簧来实现软性连接,以达到吸震和支撑车身的作用,而圆柱形或方形扭转横梁连接至左右车轮。它的主要优点是结构简单,装配简单,左右两车轮的空间较大,同时兼有部分独立悬挂的优点,所以又称为半独立悬架。缺点就是承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限。目前多数紧凑级以下的轿车和SUV的后悬架都采用了这种结构型式,法系车更是出了名的钟爱这种悬架系统。

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二、独立悬架

独立悬架是指汽车每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架系统悬挂在车架或车身下面。它的优点是两侧车轮可以单独运动互不相干,能减小车身的倾斜和震动,有利于汽车的平顺性和操纵稳定性,提高汽车的乘坐舒适性。缺点就是结构复杂、成本高。常见的独立悬架有麦弗逊式、双叉臂式和多连杆式独立悬架,其它的还有中央杆式独立悬架和横置钢板弹簧式独立悬架,属于比较少见的类型。

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1、麦弗逊式独立悬架

麦弗逊悬架是目前使用最广泛的独立悬架类型,它主要由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成。它的运动特性是车轮只能沿主销上下跳动,而不能左右运动。这种悬架系统的优点是结构简单、成本低廉、可靠耐用,体积小,不占用驾驶舱空间,适用那些对空间要求较高的车型,另外它的响应较快、制造成本低;它的主要缺点横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大,影响车辆过弯车身姿态的保持。麦弗逊悬架一般都应用在乘用车的前悬架上,现在市场上在售的车型至少有一半是采用这种悬架型式的。另外,在一些日韩系车型上后轮使用一种俗称“筷子悬架”的独立悬架系统,它也是麦弗逊悬架的一个变种,学名是连杆支柱式独立悬架。比如凯美瑞、汉兰达、起亚等就是由这样的悬架系统。

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2、双叉臂式独立悬架

双叉臂式独立悬架在一些运动型车型上应用的比较多,它主要由两个三点式杆件(A臂)加一个两点式杆件构成,两个横臂可以吸收横向上的力,支柱则主要承担车身重量,两个叉臂的顶点(也就是A的顶点)负责转向。它的运动特性是车轮在汽车横向平面内摆动,车轮跳动会呈现弧形轨迹,轮胎可以自适应路面,保证接地面积,体现出较好的贴地性。这种悬架系统的优点是可以精准控制车轮的设定,横向刚度大、汽车在过弯时侧倾小,抓地性能好、路感清晰;缺点主要是占用的空间大,会侵占发动机舱空间,制造成本高、悬架定位参数设定复杂。最著名的马自达6的前悬架就是这种类型,为马六夺得了“弯道之王”这一美誉。

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3、多连杆式独立悬架

多连杆独立悬架又可分为前多连杆悬架和后多连杆悬架。其中前悬架一般为3连杆或4连杆式独立悬架;后悬架则一般为4连杆或5连杆式后悬架系统,其中5连杆式后悬架应用较为广泛。它主要由一些上支臂、下支臂、拉杆、球头、横向稳定杆等组成。它的运动特性是车轮垂直于车身上下运动,这样可以使轮胎始终与地面保持垂直状态,轮胎与地面贴合良好。这种悬架系统的优点是路面冲击对车身影响小,汽车过颠簸路段时车身稳定性好,乘坐舒适性较好,操控稳定性好,可以说是汽车上最好的悬架系统;它的主要缺点是对布置空间需求大,成本高,设计复杂,调校难,零部件数量多等。

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在汽车上还有一种悬架类型称为主动悬架系统,包括空气悬架、液压悬架、电磁悬架以及电子液力悬架等。它的优点是可以根据汽车的运动状态、路面状况以及载荷等参数的变化,对悬架的刚度和阻尼进行动态地自适应调节,包括调节车身的高度等,使悬架系统始终处于最佳减振状态。不过这种悬架主要是改善了减振器的性能,它的总体结构型式并没有大的变化。

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