所有汽车底盘和悬架区别解说涨知识了!

 

2018-11-18 18:00

  我们经常说我的车采用的是什么悬挂,比如说前麦弗逊后扭力梁、前双叉臂后多连杆等等,这些都是什么意思呢?它们都有怎样的优缺点呢?听恶夫来给大家说说。

  悬架系统并非底盘,这是很多人常犯的错误。底盘的概念要大过悬架,是一个很复杂的几何体。底盘的作用是安装汽车发动机以及周边部件、总成,形成汽车整体造型,它大致由传动系、行驶系、转向系以及制动系四部分组成。

  车主朋友们在查阅汽车资料时会发现,有些文章里叫做悬架,而另一些文章中却叫做悬挂,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。在此我们应该尊重教材,毕竟它是众多大学教授智慧的结晶,比我们这些绿林好汉聪明多了。在以下的文章中,我也一律使用“悬架”而不使用“悬挂”。

  在此恶夫还要批评一些厂家和4s店,在配置单上写悬挂系统类型,很不严谨。你们是正规的厂家协作机构,用词应该严谨,使用正规的专业术语,这样才能显示出你们的专业水准,不能像路边小作坊一样满口的江湖黑话,让人不知所云,或套路深深。

  悬架是车架(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。

  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;

  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。

  我们日常使用的绝大多数的家庭轿车都是螺旋弹簧式、独立或半独立、被动式悬架,今天我们主要介绍这几种悬架的优缺点,至于高大上的主动悬架和货车的钢板弹簧悬架,在以后的文章中会介绍。

  非独立悬架的特点是:两侧车轮通过整体式车桥相连,车桥通过悬架与车架或车身相连。如果行驶中路面不平,一侧车轮被抬高,整体式车桥将迫使另一侧车轮产生运动。

  半独立悬架是非独立悬架的一种,只是中间的轴可以扭曲变形,从而使两侧的车辆有一定的独立性,所以称为半独立。

  独立悬架的特点是:车桥是断开的,每一侧车轮单独地通过悬架与车架(或车身)相连,每一侧车轮可以独立跳动。

  纵臂扭转梁式非立悬架是专为后轮设计的悬架结构,即俗称的“扭力梁式悬挂”。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。

  左右纵摆臂被横梁连接,因此该悬架结构还保持着整体桥式悬架的特性,不过连接左右纵臂的横梁在连接处可转动,这便在一定程度上让左右车轮在小范围内分别运转而不干扰到另一侧车轮。

  兼有部分独立悬挂的优点。由于整个悬架系统只有一个大部件构成,因此相比复杂的双叉臂、多连杆等,结构要简单得多。悬架整体所占用空间也相对较小而其最大优点便是左右两车轮的空间较大,被焊接成H型的悬架整体安装在车身上,摇臂与车身只有两个连接点,所以装配起来也很简单,而成本低也这正是这个级别车型所需要的。

  麦弗逊悬挂几乎是目前使用最广泛的悬挂类型了,结构简单、成本低廉、可靠耐用是其主要特点。它主要由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成。这样组成的麦弗逊式悬挂只能上下跳动,而不能左右运动,并且可以通过设置减震器的行程,来设定悬架的软硬。

  这种最大的优点除了结构简单、成本低廉之外,还有它不影响驾驶舱体积。麦弗逊悬挂体积很小,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.

  麦弗逊悬挂的缺点也很明显,由于弹簧和减震只能上下运动,因此它对左右横向的冲击缺乏阻挡,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。

  中小型轿车、中低端SUV前悬架,比如捷达、桑塔纳、长城等等车型的前悬架。

  虽然麦弗逊有很多优缺点,但很多豪华品牌依然在采用,保时捷911前悬挂就是麦弗逊,宝马的双球节弹簧减震支柱前桥以及君威GS的Hiper srtut其实也可以看做麦弗逊悬挂的变种。

  连杆支柱式独立悬架即人们通常所说的“筷子悬挂”。是麦弗逊悬架用在后轮的一种方式。

  它将麦弗逊悬架的下A字摆臂换成了两根横向连杆以及一根纵向拉杆,这能让它具有与麦弗逊悬架相近的操控性能,又有比麦弗逊悬架更高的连接刚度和相对较好的抗侧倾性能。但是同样也存在麦弗逊悬架的缺点,就是稳定性不好,转向侧倾还是较大,需要加装平衡杆来减小转向侧倾。连杆支柱在一些日韩系车型的后悬架上面有较多的应用,主要倾向舒适性。

  它的主要优点及缺点与麦弗逊悬架类似,主要应用在日、韩系车的后悬架上,比如凯美瑞、汉兰达、起亚等车型。

  我们熟悉的双横臂、双叉臂式独立悬架都是这种车轮在汽车横向平面内摆动的结构。它们都是由两个三点式杆件(A臂)加一个两点式杆件构成的悬架结构。相比麦弗逊式独立悬架,它的横向刚度更好;对于车辆俯仰抑制更好,并且给予工程师设计自由度更高。它的缺点也显而易见,由于结构略显复杂,所以占用空间大,杆件数量增加使得其成本高。

  这两个横臂可以吸收横向上的力,支柱则主要承担车身重量,而且两个叉臂的顶点(也就是A的顶点)负责转向,因此双叉臂悬挂最大的优点就是可以精准控制车轮的设定,让车身在过弯时尽可能的保证侧倾最小。同时,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。总体就是横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰;

  这种悬挂比常见的麦弗逊悬挂多了上面一个叉臂,而这个叉臂又不可避免的会侵占驾驶舱空间,所以目前双叉臂只会使用在一些注重运动特性的紧凑轿车以及本身空间较大的豪华车型上。另外它的制造成本高、悬架定位参数设定复杂。

  多连杆独立悬架,可分为多连杆前悬架和多连杆后悬架系统。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。

  多连杆悬架结构相对复杂,材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其它类型的悬架、而且其占用空间大,中小型车出于成本和空间考虑极少使用这种悬架。

  但多连杆式悬架舒适性能是所有悬架中最好的,操控性能也和双叉臂式悬架难分伯仲,高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能和操控稳定性,所以大多使用多连杆悬,可以说多连杆悬架是高档轿车的绝佳搭档。

  它的优点就是设计自由度大,路面冲击对车身影响小,利于提高舒适度。当然对布置空间需求大,成本高,设计复杂,调校难,零部件数量多这些缺点也伴随着它。

  横向稳定器主要由U形横向稳定杆、连接杆和支座组成,支座固定在车身上,稳定杆两端通过连杆与下摆臂相连。当车身只作垂直移动而两侧悬架变形相等时,横向稳定杆在支座的套筒内自由转动,横向稳定杆不起作用。当两侧悬架变形不等而车身相对于路面横向倾斜时,稳定杆一端向上运动,另一端向下运动,从而被扭转。弹性稳定杆所产生的扭转内力矩妨碍了悬架弹簧的变形,因而减小了车身的横向倾斜和横向角振动。

  汽车的悬架系统是决定汽车操纵性、乘坐舒适性最重要的因素,各汽车厂商无不下大力气研发,但悬架的技术含量甚至比发动机还高,各家的技术差距很大,所以不同品牌的汽车驾驶质感不同。表面上看,独立悬架高大上,非独立悬架土穷矮,但是在有些车型上,非独立悬架是不可替代的,比如在货车上。还有就是:不一定独立悬架就一定比非独立悬架舒适性好,比如标识、雪铁龙等车型。所以,勿以悬架论英雄。

  在这几种悬架中,麦弗逊是最灵活多变的,它有许多变种,也是应用最广泛的,许多家庭轿车前悬架使用的就是麦弗逊式;双叉臂是最具有运动感的,当年的马六号称“弯道之王”,使用的就是双叉臂式独立悬架,还有比如说雅阁、迈腾等车型的前悬架都使用双叉臂式;而多连杆是最复杂最有技术含量的悬架,它是高档车的御用悬架,比如奥迪A8、奔驰S级等。

  我们在购买车辆时,一定要试乘试驾,切身感受各种悬架之间的差异。如果只是家庭用车,并且绝大多数都是在城市路面上行驶,即使是扭力梁式的悬架也足够用了,不必最求高大上。有时,悬架之间的区别,我们真的体验不出来。

  这些悬架,只能在汽车受到路面的冲击与振动或车辆受到外力作用而改变行驶状态时才会起作用,而不会主动的调整车身姿态以适应路面状况和行驶状态,这种悬架系统称之为被动悬架系统。

  随着汽车制造研发水平的不断提高,人们对于汽车的操控性和舒适性有了更高的要求。这其中,车辆减震系统起着至关重要的作用。而采用普通螺旋弹簧很难做到两全其美。于是,适应能力更强,感受更完美的可变悬挂系统就诞生了。

  悬架系统可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,使悬架系统始终处于最佳减振状态的称为主动悬架系统。

  目前市面上主流的主动悬架主要有四种形式:空气悬架、液压悬架、电磁悬架以及电子液力悬架。下面分别给大家介绍一下。

  其实提到主动悬架系统,我们首先想到的,并且应用最广泛的自然是空气式可调悬架,而在系统组成上,它主要是由控制电脑、空气泵、储压罐、气动前后减振器和空气分配器等部件。主要用途就是控制车身的水平运动,调节车身的水平高度以及调节减振器的软硬程度。

  通常来讲,装备空气式可调悬架的车型前轮和后轮的附近都会设有离地距离传感器,按离地距离传感器的输出信号,行车电脑会判断出车身高度变化,再控制空气压缩机和排气阀门,使弹簧自动压缩或伸长,从而降低或升高底盘离地间隙,以增加高速车身稳定性或复杂路况的通过性。

  1、保持状态。当车辆被举升器举起,离开地面时,空气悬挂系统将关闭相关的电磁阀,同时电脑记忆车身高度,使车辆落地后保持原来高度:

  2、正常状态,即发动机运转状态。行车过程中,若车身高度变化超过一定范围,空气悬架系统将每隔一段时间调整车身高度:

  3、唤醒状态。当空气悬架系统被遥控钥匙、车门开关或行李厢盖开关唤醒后,系统将通过车身水平传感器检查车身高度。如果车身高度低于正常高度一定程度,储气罐将提供压力使车身升至正常高度。同时,空气悬架可以调节减震器软硬度,包括软态、正常及硬态3个状态(也有标注成舒适、普通、运动三个模式等),驾驶者可以通过车内的控制钮进行控制。

  当然,相比传统悬架,由于空气式可调悬架结构较为复杂,其出现故障的几率和频率也会高于螺旋弹簧悬架系统,而用空气作为调整底盘高度的动力来源,相关部件的密封性也是一个问题,另外,如果频繁地调整底盘高度,还有可能造成气泵系统局部过热,会大大缩短气泵的使用寿命。当然,随着技术水平的不断提高,很多问题都得到了良好的解决,同时,应用的车型也越来越广泛。

  液压式可调悬架。顾名思义,就是利用液压变化来调节车身的悬架系统。它的核心部件是一个内置式电子液压集成模块,可以根据车辆行驶速度对减震器的伸缩频率和程度加以调整。另外,由于不同车型的重心分配有所同,因而通常要在汽车重心的附近安装纵向横向加速度横摆陀螺传感器,用来采集车身震动、车轮跳动以及倾斜状态等信号,这些信号经过行车电脑运算,并把相应执行信号传递给四个执行油缸,并以增减液压油的方式来改变离地间隙等。

  2004款雪铁龙C5应用的就是其第三代主动液压悬架技术,2007款C5使用的是升级的第三代液压悬架。

  与空气式可调悬架系统类似,液压式可调悬架也可以进行底盘升高或自动调节。举个例子说,我们以老款雪铁龙C5车型上的这套名为的液压式可调悬架来做个比方。它在停车时,其车身高度自动降为最低,车发动后恢复车身高度。在车辆行驶状态下,城市道路及车速低于110公里/小时时,会采用标准高度;当车速超过110公里/小时时,电子液压集成块控制车身头部降低15毫米,车尾部降低11毫米。降低重心可以改善车辆行驶稳定性,减小迎风最大截面和降低对侧风的敏感度,同时降低油耗;当车速低于90公里/小时后车身恢复到标准高度;路况不好时,电子液压集成块控制车身升高,以最大限度保证减震行程长度与舒适性。

  所谓电磁式可调悬架就是利用电磁反应来实现汽车底盘高度升降变化的一种悬挂方式,它可以在极短的时间内作出反应。来抑制振动,保持车身稳定。特别是在一些相对极端的环境下,比如高速行车中突然遇到颠簸,电磁悬架的优势就会非常明显,它的反应速度可以比传统悬架快5倍。

  在系统组成方面,电磁悬架系统是由行车电脑、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减振器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器,传感器与行车电脑相连,行车电脑又与电磁液压杆和直筒减振器相连。电磁减振器的奥秘在于其中充当阻尼介质的电磁油液,这种电磁液中是由合成的碳氢化物和细微的铁粒组成。而这些金属粒子在普通状态下,会杂乱无章的分布在液体中,而随着电磁场的产生及磁通量的改变,它们就会排列成一定结构,粘滞系数也随之改变,进而改变阻尼。而电磁场的强度只需要改变电流即可控制。也就是说这套系统的控制只需要改变电流就能够达到控制阻尼系数的目的。

  其实这个减震过程,主要就是在车辆行驶到颠簸路面,引起车轮跳动的时候,传感器会迅速将信号传至控制系统,控制系统发出相应指令,将电信号发送到各个减振器的电子线圈,使电流的运动产生磁场,在磁场的作用下,电磁液的粘度得到改变,从而达到控制车身、减震的目的。而如此复杂的过程实际上只是瞬间完成。举个例子说当你读完以上这几行文字时,这个过程已经可能已经完成了3000次。(每秒可达1000次)

  电子液力式可调悬架也称连续减震控制系统(CDC),它也是主动悬架的一种。这套系统可以独立控制每个车轮的悬挂阻尼。其电子感应器能根据读取路况信息,适时对减振器作出调整,使之在软硬间频繁切换。从而更迅速准确地控制车身的侧倾、俯仰以及横摆跳动。提高车辆高速行驶和过弯的稳定性。

  而与较为传统的液压式可调悬架不同,电子液力式悬架对电子设备的依赖性要更强。核心部件由中央控制单元、CDC减振器、车身加速度传感器、车轮加速度传感器以及CDC控制阀构成,其中减振器是基于传统的液压减振器构造,减振器内注有油液,有内外两个腔室,油液可通过联通两个腔室间的孔隙流动,在车轮颠簸时,减振器内的活塞便会在套筒内上下移动,其腔内的油液便在活塞的往复运动的作用下在两个腔室间往返流动。油液分子间的相互摩擦以及油液与孔壁之间的摩擦对活塞的运动形成阻力,将振动的动能转化为热量,热量通过减振器外壳散发到空气中,这样就实现了减振器的“减震”过程。

  话又说回来,CDC并不算非常先进的悬架技术,只能说应用在合资品牌中型车上并不多见。其实在2004年,这套系统就已经装备到了欧宝雅特车型上。换言之,CDC至少在5年之前就应用到了量产车型上。而到2008年,在通用的全新中型车平台--Epsilon II平台上,欧宝的Insignia(新君威的原型车)诞生了,它所应用的Flex Ride自适应底盘系统,就是基于CDC系统而来的。

  以上四种主动悬架系统,液压悬架由于需要液压油缸等设备,因而体积较为庞大;电磁悬架反应速度快,适合运动型轿车,但是这套系统只能调节悬架的软硬,通常不能控制离地间隙;电子液力式悬架也是同样的问题。因而采用电子控制的空气悬架就成了目前最主流的主动悬架系统,早前存在的技术诟病也逐步得以解决。

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