如图2-50所示,根据导向机构的不同可将汽车悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类20世纪70年代又出现了一种前后悬架或左右悬架相通的交联式悬架。 如图2-50(a)所示,非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端,当一边车轮跳动时影响另一侧车轮也做相应的跳动,使整个车身振动或倾斜,汽车的平稳性和舒适性较差,但由于构造较简单,承载力大,目前仍有部分轿车的后悬架采用这种形式。 如图2-50(b)所示,独立悬架的车轴分成两段,每个车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面,当一边车轮发生跳动时,另一边车轮不受影响,汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂,承载力小。现代轿车前后悬架大都采用独立悬架,并已成为种发展趋势。独立悬架有如下特点。
①可以减轻非悬架质量,使汽车的方向稳定性良好,乘坐舒适性和操作稳定性高。
②在独立悬架中,弹簧只支承车身,不承担车轮定位任务(该任务由联动装置完成),因此可以使用较软的弹簧。
③由于左、右车轮之间没有车轴连接,车厢底板和发动机的安装位置可以降低,这样车辆的重心降低,增加了行驶的稳定性,并且增大了乘客舱和后备厢的空间。
④相对整体桥悬架,结构较为复杂,许多车型均要配备稳定杆,用以减少转向时左右摇摆,以保持稳定性。
⑤轮距和前轮定位随车轮的上、下运动而改变独立悬架分为麦弗逊式、双叉臂式和多连杆式三种类型。
(1)麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架剖面结构如图2-51所示。减振器与套在它外面的螺旋弹簧合为一体,构成悬架的弹性支柱。支柱上端与车身挠性连接,支柱下端与转向节刚性连接。下摆臂的外端通过螺栓与转向节的下部连接,内端与元宝梁铰接。车轮所受的侧向力经转向节大部分由下摆臂承受,其余部分由减振器承受。
麦弗逊式独立悬架由于结构简单,所以它重量轻、响应速度快,并且在一个下摆臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角,让其能在过弯时自适应路面,让轮胎的接地面积最大化。虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构,但它在行驶舒适性上的表现还是令人满意的。由于其占用空间小,适合小型车以及大部分中型车使用。麦弗逊式独立悬架构造如图2-52所示。
(2)双叉臂式独立悬架双叉臂式独立悬架是在中、高级轿车中使用很广泛的一种悬架。双叉臂式独立悬架又称为双A臂式独立悬架,如图2-53所示,双叉臂式独立悬架拥有上、下两个叉臂。其中,上、下叉臂的一端分别通过叉臂轴与车身铰接,另一端分别通过上、下球头销与转向节相连。减振器与套在它外面的螺旋弹簧合为一体,构成悬架的弹性支柱。支柱上端与车身挠性连接,支柱下端与转向节刚性连接。
横向力由两个又臂同时“吸收”,支柱只承载车身重量,因此横向刚度大。垂直力通过转向节、下球头销、下摆臂和减振器及螺旋弹簧传递给车身,而纵向力、侧向力及其力矩由转向节、下摆臂、上摆臂、下球头销、上球头销传递给车身。由于此种悬架使用上、下球头销来代替主销,故属于无主销式悬架。
双叉臂式独立悬架通常采用上、下不等长又臂(上短下长),让车轮在上、下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化及轮胎磨损,并且能自适应路面,轮胎接地面积大,贴地性好。
(3)多连杆式独立悬架多连杆式独立悬架可分为多连杆式前悬架和多连杆式后悬架其中,前悬架一般为3根连杆或4根连杆式独立悬架;后悬架则一般为4根连杆或5根连杆式独立悬架,而5连杆式后悬架应用较为广泛,如图2-54所示。
如图2-55所示,多连杆式独立悬架能实现主稍后倾角的最佳位置,大幅度减小来自路面的前后方向力,从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性,同时也保证了直线行驶的稳定性。因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小,不易造成非直线行驶。在车辆转弯或制动时,多连杆式独立悬架结构可使后轮形成正前束,提高了车辆的控制性能,减少转向不足的情况。
多连杆式独立悬架结构相对复杂,材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其他类型的悬架,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设计。多连杆式独立悬架的舒适性能是所有悬架中最好的,操控性能也和双叉臂式独立悬架难分伯仲。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式独立悬架,可以说多连杆式独立悬架是高档轿车的绝佳搭档。
3.采用空气悬架的好处：
所谓空气悬架,广义上就是用空气弹簧作为弹性元件的悬架。如图2-56所示,空气悬架系统一般由空气减振器、驱动桥、传动轴、空气供给单元(如空气压缩机、单向阀、气路、储气罐等)等组成。现在很多豪华车或者注重通过性的SUV车型很多都配备或可以选配空气悬架。
与传统钢制汽车悬架系统相比,空气悬架具有很多优势,最重要的一点就是弹簧的弹性系数也就是弹簧的软硬能根据需要自动调节。例如,高速行驶时悬架可以变硬,以提高车身稳定性,长时间低速行驶时,控制单元会认为正在经过颠簸路面,使悬架变软来提高减振舒适性。
