【检修知识】轿车的悬架

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舒适性是汽车最重要的性能之一。 舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性有关。 因此，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。 同时，汽车悬架作为连接车架(或车身)与车轴(或车轮)的传力部件，也是保证汽车安全性的重要部件。 因此，汽车悬架往往被列为重要部件，纳入汽车的技术规格表中，是衡量汽车质量的指标之一。 汽车悬架由弹性元件、减震器和传力装置组成，分别起到缓冲、阻尼和传力的作用。 从汽车的角度来看，弹性元件多指螺旋弹簧，只承受垂直方向的载荷，减轻和抑制不平路面对车身的冲击，具有占用空间小、质量小、无需润滑等优点，但由于自身的摩擦力，没有减震作用。 指液压减震器，用于加速和衰减车身的振动。它是悬挂机构中最精密、最复杂的机械部件。 传力装置是指车架的叉形刚架、转向节等部件，用来传递纵向力、横向力和扭矩，保证车轮相对于车架(或车身)有一定的相对运动规律。 汽车悬架的形式分为两种:非独立悬架和独立悬架。非独立悬架的车轮安装在整体车轴的两端。当一个车轮跳动时，会影响另一个车轮相应跳动，使整个车身产生振动或倾斜，汽车的稳定性和舒适性较差。但由于其结构简单，承载能力大，部分汽车仍采用这种类型的后悬架。 独立悬架的车轴分为两段，每个车轮用螺旋弹簧独立安装在车架(或车身)下。当一个车轮跳动时，另一个车轮不受影响，汽车具有良好的稳定性和舒适性。 但这种悬挂结构复杂，承载能力小。 现代汽车的前后悬架大多采用独立悬架，这已经成为一种发展趋势。 独立悬架的结构可分为烛式、麦弗逊式、连杆式等。其中，烛式和麦弗逊式外形相似，都是将螺旋弹簧和减震器结合在一起，但由于结构不同而存在显著差异。 烛式采用车轮沿主销轴方向运动的悬挂形式，因形似蜡烛而得名。 其特点是主销位置和前轮定位角度不随车轮的上下跳动而变化，有利于汽车的操纵性和稳定性。 麦弗逊式是由铰接支柱和下横担组成的悬挂形式。减震器也可以作为转向主销，转向节可以绕着它转动。 其特点是主销位置和前轮定位角度随车轮上下跳动而变化，与蜡烛悬挂正好相反。 这种悬架结构简单，布置紧凑，前轮定位变化小，行驶稳定性好。 所以麦弗逊悬架是目前汽车应用最广泛的独立悬架。 汽车工业史上有这样一段关于麦弗逊悬架的记载。 麦克弗森1891年出生于美国伊利诺伊州。 大学毕业后在欧洲从事航空/航空/航空工作多年，1924年加入通用汽车公司工程中心。 20世纪30年代，通用汽车的雪佛兰部门想设计一款真正的小型车，首席设计师是麦弗逊。 他对设计小型汽车非常感兴趣。目标是将这款四座车的质量控制在0.9吨以内，轴距控制在2.74米以内。设计的关键是悬挂。 麦弗逊改变了当时流行的钢板弹簧和扭杆弹簧的前悬挂方式，创造性地将减震器和螺旋弹簧结合在一起，安装在前轴上。 实践证明，这种悬架结构简单，占用空间小，操纵性好。 后来，麦克弗森搬到了福特。1950年，福特英国子公司生产的两辆汽车是世界上第一批使用麦弗逊悬架的商用车。 麦弗逊悬架由于结构简单，性能优越，被专家们奉为经典设计。 现代汽车的悬架有减震器。 当汽车行驶在不平的路面上时，车身会产生振动，减震器可以迅速衰减车身的振动，利用自身油流的阻力来消耗振动能量。 当车架和车桥相对运动时，减震器中的油液会通过一些窄孔、狭缝等通道反复从一个腔室流向另一个腔室。此时孔壁与油之间的摩擦力和油中分子之间的摩擦力形成对车身振动的阻力，工程上称为阻尼力。 阻尼力会将车身的振动能量转化为热能，热能会被机油和外壳吸收。 为了更好地实现汽车的行驶稳定性和安全性，阻尼系数不是固定在某一个值，而是可以随着汽车的行驶状态而变化，使悬架性能始终在最佳状态附近。 所以有些车的减震器是可调的，把阻尼分为两三级，根据传感器信号自动选择需要的阻尼级别。 为了提高汽车的舒适性，现代汽车悬架的垂向刚度被设计得很低，通俗点说就是很“软”。虽然乘坐舒适，但汽车在转弯时，离心力会产生较大的车身倾斜角度，直接影响操纵稳定性。 为了改善这种状态，很多车的前后悬挂都加了稳定杆。当车身倾斜时，两侧悬架变形不同，稳定杆会起到类似杠杆的作用，使左右两侧弹簧的变形接近一致，从而减少车身的倾斜和振动，提高汽车的行驶稳定性。 看似简单的悬架，涉及到各种力量的配合，决定了汽车的稳定性、舒适性和安全性，是现代汽车的关键部件之一。