八种常见的汽车系统详析 悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力并衰减由此引起的震动以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧个别高级轿车则使用空气弹簧。悬挂系统是汽车中的一个重要总成它把车架与车轮弹性地联系起来关系到汽车的多种使用性能。从外表上看轿车悬挂系统仅是由一些杆、筒以及弹簧组成但千万不要以为它很简单相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求又要满足其操纵稳定性的要求而这两方面又是互相对立的。比如为了取得良好的舒适性需要大大缓冲汽车的震动这样弹簧就要设计得软些但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向不利于汽车的转向容易导致汽车操纵不稳定等。 (一)非独立悬挂系统 非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。非独立悬挂系统具有结构简单、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多用在货车和大客车上。 (二)独立悬挂系统 独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。其优点是质量轻减少了车身受到的冲击并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低汽车重心也得到降低从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动互不相干能减小车身的倾斜和震动。不过独立悬挂系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬挂系统按其结构形式的不同独立悬挂系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬挂系统等。 (三)横臂式悬挂系统 横臂式悬挂系统是指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统按横臂数量的多少又分为双横臂式和单横臂式悬挂系统。 单横臂式具有结构简单侧倾中心高有较强的抗侧倾能力的优点。但随着现代汽车速度的提高侧倾中心过高会引起车轮跳动时轮距变化大轮胎磨损加剧而且在急转弯时左右车轮垂直力转移过大导致后轮外倾增大减少了后轮侧偏刚度从而产生高速甩尾的严重工况。单横臂式独立悬挂系统多应用在后悬挂系统上但由于不能适应高速行驶的要求目前应用不多。 双横臂式独立悬挂系统按上下横臂是否等长又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬挂系统。等长双横臂式悬挂系统在车轮上下跳动时能保持主销倾角不变但轮距变化大(与单横臂式相类似)造成轮胎磨损严重现已很少用。对于不等长双横臂式悬挂系统只要适当选择、优化上下横臂的长度并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内保证汽车具有良好的行驶稳定性。目前不等长双横臂式悬挂系统已广泛应用在轿车的前后悬挂系统上部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬挂系统结构。 (四)多连杆式悬挂系统 多连杆式悬挂系统是由(3—5)根杆件组合起来控制车轮的位置变化的悬挂系统。多连杆式能使车轮绕着与汽车纵轴线成二定角度的轴线内摆动是横臂式和纵臂式的折衷方案适当地选择摆臂轴线与汽车纵轴线所成的夹角可不同程度地获得横臂式与纵臂式悬挂系统的优点能满足不同的使用性能要求。多连杆式悬挂系统的主要优点是车轮跳动时轮距和前束的变化很小不管汽车是在驱动、制动状态都可以按司机的意图进行平稳地转向其不足之处是汽车高速时有轴摆动现象。 (五)纵臂式悬挂系统 纵臂式独立悬挂系统是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬挂系统结构又分为单纵臂式和双纵臂式两种形式。单纵臂式悬挂系统当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生较大的变化因此单纵臂式悬挂系统不用在转向轮上。双纵臂式悬挂系统的两个摆臂一般做成等长的形成一个平行四杆结构这样当车轮上下跳动时主销的后倾角保持不变。双纵臂式悬挂系统多应用在转向轮上。 (六)烛式悬挂系统 烛式悬挂系统的结构特点是车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动。烛式悬挂系统的优点是当悬挂系统变形时主销的定位角不会发生变化仅是轮距、轴距稍有变化因此特别有利于汽车的转向操纵稳定和行驶稳定。但烛式悬挂系统有一个大缺点就是汽车行驶时的侧向力会全部由套在主销套筒的主销承受致使套筒与主销间的摩擦阻力加大磨损也较严重。烛式悬挂系统现已应用不多。 (七)麦弗逊式悬挂系统 麦弗逊式悬挂系统的车轮也是沿着主销滑动的悬挂系统但与烛式悬挂系统不完全相同它的主销是可以摆动的麦弗逊式悬挂系统是摆臂式与烛式悬挂系统的结合。与双横臂式悬挂系统相比麦弗逊式悬挂系统的优点是结构紧凑车轮跳动时前轮定位参数变化小有良好的操纵稳定性加上由于取消了上横臂给发动机及转向系统的布置带来方便;与烛式悬挂系统相比它的滑柱受到的侧向力又有了较大的改善。麦弗逊式悬挂系统多应用在中小型轿车的前悬挂系统上保时捷911、国产奥迪、桑塔纳、夏利、富康等轿车的前悬挂系统均为麦弗逊式独立悬挂系统。虽然麦弗逊式悬挂系统并不是技术含量最高的悬挂系统结构但它仍是一种经久耐用的独立悬挂系统具有很强的道路适应能力。 (八)主动悬挂系统 主动悬挂系统是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬挂系统。它汇集了力学和电子学的技术知识是一种比较复杂的高技术装置。例如装置了主动悬挂系统的法国雪铁龙桑蒂雅该车悬挂系统系统的中枢是一个微电脑悬挂系统上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较选择相应的悬挂系统状态。同时微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件通过控制减振器内油压的变化产生抽动从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬挂系统运动。因此桑蒂雅轿车备有多种驾驶模式选择驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮轿车就会自动设置在最佳的悬挂系统状态以求最好的舒适性能。主动悬挂系统具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时主动悬挂系统会产生一个与惯力相对抗的力减少车身位置的变化。例如德国奔驰2000款Cl型跑车当车辆拐弯时悬挂系统传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度。电脑根据传感器的信息与预先设定的临界值进行比较计算立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬挂系统上使车身的倾斜减到最小