板悬和独悬的战争
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发表于 2017-01-05 06:58
书接上文,之前的《板悬和独悬的战争(一)》【点此回顾】里面,我初步解释了板悬和独悬的定义与关系,今天我们重点来详细的描述,很多用户、4S销售员、媒体甚至厂家口中的半独立悬架和独立悬架到底有什么优缺点,又该如何界定。
半独立悬架为什么是个不准确的说法
其实半独立悬架这个概念,并不是一个学术概念,而是被广大从业人员甚至是营销人员自我发挥出来的词汇。因为从严格的概念区分,车辆悬架只分为独立和非独立两大类,压根没有半独立这个概念。而扭力梁悬架属于独立悬架中的纵臂式悬架结构。(独立悬架分类:纵臂式(扭杆式)、横臂式(连杆式)、烛式悬架(衍生为麦佛逊式))
图注:烛式悬架
而我们按照目前广义的认知,纵臂式悬架被稀里糊涂的安上了半独立这样一个定语,这个锅到底该谁来背也无法考证。而车辆工程领域,对扭力梁悬架比较标准的叫法是纵臂扭转梁式独立悬架。而且纵臂扭转梁悬架还分为单纵臂和双纵臂两种结构。在此请特别注意,前文曾经提到,区分非独立和独立悬架的两大要素,第一、对左右车轮是否同时造成影响,第二、车轮与车架之间是否由弹性元件连接。
而目前已知的半独立扭力梁悬架中,大家最为介意的那根又黑又粗的杆子,其实并不是一根完全保持不变的车轴,而是由两部分组成,外圈是套管,套管里面则是扭杆弹簧,也就是说本身的半独立扭力梁悬架是由弹性元件连接的。其具体的工作方式为,当车轮上下跳动时,连接车轮的纵臂以扭力梁为中心摆动,扭力梁中的扭杆弹簧产生变形,用来缓和不平和路面产生的冲击力。
同时由于,车轮在路面行驶出现的上下跳动将造成主销后倾角较大变化。(主销:汽车上转向轮转向时的回转中心,目前大量乘用车已经取消了这个固件;主销后倾角:汽车纵向平面内,主销轴线上端略微后倾称为主销后倾,见下图。) 因此大家基本没有见过“扭力梁悬架”服务在转向轮上。同时主销内倾、车轮外倾、前束角都是决定车辆运动特性的关键指标,此处择日再表。
多连杆悬架的科学分类
前文提到独立悬架分类时,提到了一个不那么让人熟悉的结构——横臂式独立悬架。横臂式悬架分为单横臂悬架和双横臂悬架,由于单横臂悬架在悬架发生变形时,会造成两侧车轮与路面接触点的距离(也就是轮距)发生变化,如果将单横臂式悬架用在转向轮,将严重影响主销内倾角、车轮外倾角的变化,造成车辆操纵的负面影响,因此单横臂独立悬架已经很少出现在目前的乘用车上;随之而来的双横臂悬架,由于两个横臂以平行线方式进行上下布置,同时对两个横臂长度并没有限制,所以可长可短,此处大家肯定觉得似曾相识,这种结构在哪里见过,没错这就是传说中最利于车辆操控的——双叉臂悬架,用不那么酷炫的学名应该叫“不等长双横臂式独立悬架”。
多连杆悬架是近十余年流行起来的一种悬架结构,而最早首见于1960年奔驰C111和后续推出的W201/W124系列。而这类悬架的核心重点在是由三根或者三根以上的连杆进行连接的复合结构,并且每根连杆的长度并不相同,且与车桥连接的角度也各异。其工作原理是能使车轮绕车轴中线做固定角度的往复运动。并且由于连杆都是通过球头与车桥进行连接,因此具备伸缩、上下、摇摆的能力。
其余独立悬架的分类
烛式悬架/麦佛逊悬架——用说人话的方式表述,就是减振器放在螺旋弹簧里面(学术语言:车轮沿主销移动的悬架/滑柱连杆式悬架)。此类悬架多用于转向轮,原因主要是增加了车轮内侧空间,便于布置发动机、变速箱等前舱部件,同时又能够有效调整主销内倾角和车轮外倾角。
半独立扭力梁悬架的优点
●制造与生产成本低
●经久耐用扛操
●结构简单易于维修
●相对于多连杆悬架,自身重量、负载都较轻,减少固件损耗
●同等材料下簧下质量较轻
●不需要在单独增加防倾杆或平衡杆
●车轮之间空间余量较大,容易扩展使用空间
●对车辆上下跳动抑制能力较强
半独立扭力梁悬架的缺点
●容易出现转向不足
●对车辆侧倾的抑制能力有限
●应对车辆横滚能力不强
●扭转梁对排气管布局造成障碍(其实就是挡住排气管走线)
●悬架容易出现整体性损伤/脱落(断轴)
多连杆独立悬架的优点
●提高车辆驾驶和乘坐的舒适性
●单个独立连杆所承受的力矩不会转移,从而不会影响悬架的整体表现
●悬架弯曲能力强,提高整车的柔韧性
●对单个连杆进行调整来达到对车轮的控制
●改装空间与调校空间巨大
多连杆独立悬架的缺点
●成本高 结构复杂
●侵占车轮间空间较多不易于空间使用
●簧下质量较高影响车辆反应
●维修保养成本较高
以上详细描述了车辆独立悬架的分类与组成,并且粗暴直接的罗列了“半独立扭力梁悬架”与“多连杆独立悬架”的优缺点,但是没有提到悬架到底如何提高车辆操控与舒适度,这部分留在第三集详述。毕竟,要把一系列“非人话”的知识点,用说人话的方式表达出来,真的很伤脑细胞,我要去找根1916压压惊。
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