舒适不能只看内饰,常见汽车悬架系统分类与特点 环球热消息

发布时间:2023-06-28 19:07:24 来源: 陆地飞行

经常有大神一说汽车就是内饰,以为舒适度就是靠屏幕以及各种智能功能堆砌起来。个人觉得,坐得不舒服的话,再大的屏幕都没有意义。


(资料图)

坐得舒服这个问题,个人理解是三方面,空间、座椅、悬挂。前面两者比较容易理解,而悬挂涉及到的技术就多一点,也是争议比较大的部分。本人非专业工程师,下面仅仅列出常见的悬挂系统以及特点,不涉及评价。

汽车悬架是连接车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的传力装置总称,主要起到承载、衰减震动和导向等作用,在车辆操控性、舒适性和安全性等方面起着至关重要的作用。

汽车悬架由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,当前常规轿车悬架大多采用的是螺旋弹簧和扭杆弹簧。

1、 麦弗逊式悬架系统

麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一,大部分车型的前悬挂都是麦弗逊式悬架。虽然麦弗逊式悬挂技术含量并不高,但他是一种经久耐用的独立悬架,具有很强的道路适应能力。

与双横臂式悬挂系统相比,麦弗逊式悬挂系统结构紧凑,车轮跳动时前轮定位参数变化小,有良好的操纵稳定性,加上由于取消了上横臂,给发动机及转向系统的布置带来方便;与烛式悬挂系统相比,它的滑柱受到的侧向力又有了较大的改善。

缺点:行驶在不平路面时,车轮容易自动转向,当受到剧烈冲击时,滑柱更易造成弯曲,稳定性差,抗侧倾和制动点头能力弱。

2、 横臂式悬架系统

按横摆臂数量的多少可分为单横臂式和双横臂式悬挂。单横臂式具有结构简单,侧倾中心较高,抗侧倾能力较强。但是侧倾中心过高带来的是车轮跳动时轮距变化较大,从而导致轮胎偏磨,即常说的“吃胎”,而且在急转弯时左右车轮垂直力转移过大,导致后轮外倾增大,减少了后轮侧偏刚度,从而产生高速易甩尾的严重缺陷。

为了弥补这种缺陷,工程师们研发了双横臂式悬挂,即在现有横臂的上方再增加一个摆臂,并合理布局上下横臂的长度,使轮距及前轮定位参数变化均在限定范围内,保证汽车拥有良好的行驶稳定性。

优点方面,双横臂悬挂系统的减震器没有横向载荷,上端高度较低,有利于降低车头高度,改善车身造型。此外,这种悬挂系统具有非常优秀的操控稳定性和乘坐舒适性,其是一种高级的悬挂系统。

然而,双横臂悬挂系统也存在一些缺点,如结构复杂、成本高、占用空间大等。因此,其在某些情况下可能不是最优选择。

现在不少SUV的后悬挂选择双横臂悬挂,上图就是长城哈弗H6第二代。另外,常见的马自达6及本田思域、雅阁等车型搭载的都是双横臂式独立悬挂。

现在的双横臂独立悬架几乎都是两横臂不等长的结构,这种设计的好处是,当车轮倾斜时,轮距会在3-5mm之间改变,通过轮胎的形变减少侧滑的风险。原先的两横臂等长结构则存在这种风险,慢慢就被淘汰了。3、双叉臂式独立悬挂(双A悬挂)

双横臂经过不断的改良,演变成了如今的双叉臂式独立悬挂,也叫做双A悬挂。从机械结构上讲,双叉臂悬挂可以称得上是最坚固的独立悬架。双叉臂悬挂的上下两根A字臂拥有类似三角形的稳定结构,不仅拥有足够的抗扭强度,而且上下两根A臂对横向力都具有很好的导向作用,因此被使用在性能跑车上时,它可以很好的抑制车辆在高速过弯时的侧倾,不仅如此,如果被使用在SUV上时,它也能够轻松应付极端路况下所带来的巨大冲击。

双叉臂独立悬架和双横臂独立悬架在结构上很相似,可是它的上下支臂却分叉了,呈A字形或Y字形分布,从几何结构上来说,这种类似三角形的结构具有很强的稳定性,受力也不易变形,因此,它就用不着在麦弗逊和双横臂独立悬架上很常见的横向稳定杆和导向杆了。结构上优势还能让车辆行驶时的横向力由上下叉臂同时吸收,弹簧支柱只负责承载车身重量,横向刚度可以设定得更大。

双叉臂式独立前悬架避免了出现侧滑、侧倾的风险,由于它的体积较大、成本较高,在20万以下车型上便很少出现,在横置平台的车型上也很少出现。如果说双横臂弥补了麦弗逊的缺点,那么,双叉臂就弥补了双横臂的缺点,它的各方面都十分均衡。

4、 多连杆式悬挂系统

多连杆式悬挂系统是由(3—5)根杆件组合起来控制车轮的位置变化的悬挂系统。能使车轮绕着与汽车纵轴线成二定角度的轴线内摆动,是横臂式和纵臂式的折衷方案,适当地选择摆臂轴线与汽车纵轴线所成的夹角,可不同程度地获得横臂式与纵臂式悬挂系统的优点,能满足不同的使用性能要求。

多连杆悬挂上有复杂的运动几何,通过不同连杆构成的约束条件,得出车厂要求的运动轨迹,根据不同的连杆设计可以制造成不同的效果,可以将其调校成舒适倾向或运动倾向。所以说多连杆悬挂的调校才是重中之重。

优点:车轮跳动时轮距和前束的变化很小,不管汽车是在驱动、制动状态都可以按司机的意图进行平稳地转向,其不足之处是汽车高速时有轴摆动现象。

缺点也是成本高。

5、 空气悬挂

空气悬架就是将普通的螺旋弹簧替换成了空气弹簧系统,并且增加一套电子控制系统和气泵。

空气悬架系统主要由空气弹簧、空气供给单元(具体包含空气压缩机、储气罐、分配阀等)、ECU控制器、减振器、以及传感器(包括车身高端传感器、加速度传感器)等部件组成。实践表明,在车辆行驶过程中,空气悬架系统能显著提升驾驶体验,增加乘坐舒适性。例如,当汽车高速路段行驶时,控制单元会控制底盘降低,减震器阻尼变硬,悬架变硬,提高车身稳定性;当汽车长时间低速行驶时,特别是经过颠簸路面,控制单元会控制底盘抬升,悬架变软来提高乘坐舒适性。另外,空气悬架系统还能自动保持车身水平高度,无论空载还是满载,车身都能保持水平状态,提升乘坐舒适性。

相较于传统燃油车,空气悬架系统在新能源汽车当中的应用更为重要,这是因为新能源汽车对底盘系统的稳定性要求更高。数据显示,目前新能源汽车的车身重量普遍在2.6吨3吨之间甚至更高(燃油D级车车重在2.4吨2.5吨之间),这就使得单车车轴载荷越来越大,单个弹簧载荷也越来越大。以极氪001为例,若该车型搭载传统的螺旋弹簧,其钢丝直径要达到18毫米,这样车辆的舒适性会大打折扣,而空气弹簧既可以满足较大的承载,又能够提供良好的舒适性。

由于系统结构较为复杂,其出现故障的几率和频率要远远高于螺旋弹簧悬挂系统,而用空气作为调整底盘高度的“推进动力”,减振器的密封性还需要进一步提高,倘若空气减振器出现漏气,那么整个系统就将处于“瘫痪”状态。而且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。

目前,蔚来汽车全系均配置空气悬架的车型,最低价格下探至39万元;红旗多款电动车配有空气悬架,最低售价在40多万元;岚图FREE和极氪001定价在30万元上下区间,虽只有中高配才能配备空气悬架系统,但与过去动辄50万起步的高档车型相比,价格已有明显下降。

除此之外,还有一些非独立悬架系统,但是舒适度不一定适合家用就不再分析了。基本上来说,舒适度和成本相关,而架构复杂度高也意味着维修成本和故障率的提高。而且结构是一方面,调校才是考验车厂“软”实力的关键,同样的结构不代表舒适度一模一样。

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