前期回顧:

王元祺:圖解·汽車(1)了解發動機的基本構造

王元祺:圖解·汽車(2)看懂發動機內部構造

王元祺:圖解·汽車(3)發動機外部結構

王元祺:圖解·汽車(4)一篇看懂變速箱

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汽車懸架是汽車中帶有彈性的、連接車架與車軸的裝置,它一般由彈性元件、導向機構、減振器等部件構成,主要任務是緩和由不平路面傳給車架的衝擊,以提高乘車的舒適性。常見的懸架有麥弗遜式懸架、雙叉臂式懸架、多連桿懸架等。

典型的懸架系統主要包括彈性元件、導向機構以及減振器等部分。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式,而現代轎車懸架系統多採用螺旋彈簧和扭桿彈簧,個別高級轎車則使用空氣彈簧。

懸架結構

懸架的類型

根據懸架結構不同可分為獨立懸架和非獨立懸架兩種。

  • 獨立懸架

獨立懸架可以簡單理解為是左、右兩個車輪間沒有通過實軸進行剛性連接的,一側車輪的懸架部件全部都只與車身相連;而非獨立懸架的兩個車輪間不是相互獨立的,之間有實軸進行剛性連接。

獨立懸架
  • 非獨立懸架

從結構上看,獨立懸架由於兩個車輪間沒有干涉,可以有更好的舒適性和操控性;而非獨立懸架的兩個車輪間有硬性連接物,會發生相互干涉,但其結構簡單,有更好的剛性和通過性。

非獨立懸架

麥弗遜式懸架

麥弗遜式懸架是一種最為常見的獨立懸架,主要由A字形叉臂和減振機構組成。叉臂與車輪相連,主要承受車輪下端的橫向力和縱向力。減振機構的上部與車身相連,下部與叉臂相連,承擔減振和支持車身的任務,同時還要承受車輪上端的橫向力。

麥弗遜式懸架
麥弗遜式懸架分解圖

雙叉臂式懸架

雙叉臂式懸架(雙A臂、雙橫臂式懸架)由上、下兩根不等長V字形或A字形控制臂以及支柱式液壓減振器構成,通常上控制臂短於下控制臂。上控制臂的一端連接著支柱減振器,另一端連接著車身;下控制臂的一端連接著車輪,而另一端則連接著車身。

雙叉臂式懸架

扭轉梁式懸架

扭轉梁式懸架的結構中,兩個車輪之間沒有硬軸直接相連,而是通過一根扭轉梁進行連接,扭轉梁可以在一定範圍內扭轉。但如果一個車輪遇到非平整路面時,兩車輪之間的扭轉梁仍然會對另一側車輪產生一定的干涉,嚴格地說,扭轉梁式懸架屬於半獨立式懸架。

扭轉梁式懸架

穩定桿

穩定桿也叫平衡桿,主要是用來防止車身側傾,保持車身平衡的。穩定桿的兩端分別固定在左、右懸架上,當汽車轉彎時,外側懸架會壓向穩定桿,穩定桿發生彎曲,由於變形產生的彈力可防止車輪抬起,從而使車身盡量保持平衡。

穩定桿位置

多連桿懸架

多連桿懸架就是指由三根或三根以上連桿拉杆構成的懸架結構,以提供多個方向的控制力,使車輪具有更加可靠的行駛軌跡。常見的有三連桿、四連桿、五連桿等。

多連桿懸架

空氣懸架

空氣懸架是指採用空氣減振器的懸架,相對於傳統的鋼製懸架系統來說,空氣懸架具有很多優勢。如車輛高速行駛時,懸架可以變硬,以提高車身穩定性;而低速或顛簸路面行駛時,懸架可以變軟來提高舒適性。

空氣懸架

空氣懸架控制系統主要是通過空氣泵來調整空氣減振器的空氣量和壓力,可改變空氣減振器的硬度和彈性係數。通過調節泵入的空氣量,可以調節空氣減振器的行程和長度,可以實現底盤的升高或降低。

空氣懸架控制系統

減振器

在懸架的減振機構中,除了減振器還會有彈簧。當車輛行駛在不平路面時,彈簧受到地面衝擊後發生形變,而彈簧需要恢復原形時會出現來回振動的現象,這樣顯然會影響汽車的操控性和舒適性。而減振器對彈簧起到阻尼的作用,抑制彈簧來回擺動,這樣,在汽車通過不平路段時,才不至於不停地顫動。

減振器
  • 減振器原理

當車架(或車身)和車橋間振動而出現相對運動時,減振器內的活塞上下移動,減振器腔內的油液便反覆地從一個腔經過不同的孔隙流入另一個腔內,此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內摩擦對振動形成阻尼力,使汽車振動能量轉化為油液熱能,再由減振器吸收散發到大氣中。

典型雙管減振器的剖面圖

典型雙管減振器的剖面(a)和(b)所示,表示在伸展和壓縮期間進油和壓縮閥的位置。

文獻來源:

1. 張金柱,《圖解汽車原理與構造》化學工業出版社2016

2. HOW A CAR WORKS howacarworks.com

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