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车辆悬架一般由哪三部分组成?

山东大荣车桥
2023-04-27
车辆悬架是安装在车架与车桥之间、起到传力连接作用的装置,既可以传输车轮与车架之间的力和力扭,还能缓冲不平坦路面带给车身的冲击力,以减轻震动、保障车辆行驶的平顺性。
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一般情况下,悬架主要由弹性元件、导向装置和减震器三大部分组成。当然,一些结构复杂的悬架还会带缓冲块、横向稳定杆等。
一、弹性元件
主要用于承受并传输垂直负荷,缓冲来自路面的冲击,一般可以分成钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等。
1、钢板弹簧
钢板弹簧是目前货运车辆悬架上应用最为普遍的一种弹性元件,可以分成多片簧和少片簧,同时,也可以充当导向装置,自身也具备一定的减震作用。
钢板弹簧的优点是结构简单,强度可靠,成本低廉,维修方便;缺点则是自重较高,舒适性差,纵向尺寸长,不利于缩短车辆的前悬与后悬,与车架连接处的板簧销易磨损。
2、空气弹簧
空气悬架中使用的主要弹性元件,在一个密封的容器中注入压缩空气,通过气体的可压缩性实现弹性作用,根据气囊的结构型式可分成囊式、膜式和复合式三种。
空气弹簧的优点是自重轻,符合轻量化趋势,具备优良的非线性弹性特点,减震性能好,对货物的保护能力强,加装高度调节装置后可以实现单桥或多桥升降;缺点是结构相对复杂,成本偏高,强度较差,维护保养较为繁琐。
3、螺旋弹簧
螺旋弹簧一般较多地应用在独立悬架上,是目前大多数越野四驱车悬架的标配,在一些高性能轿车的后轮非独立悬架上也会采用。
其优点是可以提供更大的轮轴高度差,使负载的车轮能实现更大的上下行程,自身重量轻,占用空间小,使用过程中不需要润滑,不惧泥污,还可以根据不同的车型设计成不同的直径和长度;缺点是载荷能力一定,不能像钢板弹簧那样可调,另外螺旋弹簧只能承担垂直载荷,变形时不产生摩擦力,不具备减震作用,因此必须要安装导向装置和减震器。
4、扭杆弹簧


扭杆弹簧在轿车、货车、越野车中都有所采用,其优点是自重轻,能量吸收率高,占用空间小,载重能力高,可以比钢板弹簧乃至螺旋弹簧吸收更多的能量,同时结构非常紧凑,不需要额外润滑;当然缺点也是明显的,比如成本高、加工困难等,普及难度较大。
二、导向装置
用于传输纵向力矩、侧向力和由此产生的力矩,同时保持车轮相对于车身具备一定的运动规律,根据导向装置的基本形式,又可以分成非独立悬架和独立悬架。
1、非独立悬架
非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车桥相连,车轮连同车桥一起通过悬架悬挂在车身下方,结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小;缺点是抗震性和通过性不如独立悬架。一般情况下,非独立悬架更适合货运车辆使用,比如重型货车、挂车、半挂车的承重桥一般都选用非独立悬架车桥。
2、独立悬架

独立悬架,又称断开式车桥,中间采用关节式结构连接,两侧车轮可以实现相对运动且互不影响。其优点是可以降低发动机的安装位置,车辆重心更低,行驶稳定性更强,一侧车轮颠簸的同时,另一侧车轮能保持独立不受牵连,减少车身受到的颠簸和震动,在复杂、恶劣路况的通过性更强;其缺点则是承重性能差,毕竟缺少了中间的轴梁结构,在应对货物运输时多少显得有些力不从心。
三、减震器
悬架上的弹性元件受到冲击后产生震动,为了提高车辆行驶的平顺性,会在悬架中与弹性元件并联安装减震器,用以迅速衰减车架和车身的震动。
笼统概括,目前车辆悬架上三种减震器最为常见:液压式减震器、气压式减震器和电磁式减震器。
1、液压式减震器。
这种减震器在20世纪初就得到了广泛应用,一般为双筒结构,也称复筒结构,其优点是发展时间久远,相关技术已经相对成熟完善,成本相对较低,更容易获得阻尼、行程大,属于车辆悬架系统中应用最多的一种减震器种类;缺点是双筒结构散热相比单筒气压式差,活塞面积相比单筒要小,因此最大承载力会小一些。
2、气压式减震器
气压式减震器比传统的液压式减震多设计了一个气体室,一般填充氮气惰性气体。值得注意的是,气压式减震器的工作介质并非全部为气体,主缸内仍为油液,只有气室内存在一部分气体。传统油液粘稠度高,可以提供高效的衰减震动作用,可是响应速度不够迅速,油气结合以后,可以充分弥补响应速度上的弱点,迅速实现减震效果。
3、电磁式减震器
电磁式减震器属于一种主动减震器,可以通过车辆的ECU获得信号,实时改变阻尼,控制悬架的刚柔程度,理论数据上ECU可以控制电磁式减震器在1秒内改变阻尼值1000次,减震效果可想而知,当然价格也绝不会便宜


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