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乘用車懸架系統(tǒng)是如何工作的？
2019-09-01 17:13:15· 來(lái)源：IND4汽車人
從交通工具誕生之初，對(duì)乘坐舒適性的追求始終沒(méi)有停止腳步，從最初的剛性車軸都后來(lái)的鋼板彈簧，再到減震器的發(fā)明，直到現(xiàn)在的空氣彈簧，電控懸架，無(wú)不透露出人
從交通工具誕生之初，對(duì)乘坐舒適性的追求始終沒(méi)有停止腳步，從最初的剛性車軸都后來(lái)的鋼板彈簧，再到減震器的發(fā)明，直到現(xiàn)在的空氣彈簧，電控懸架，無(wú)不透露出人們對(duì)舒適性的不懈追求，是人類的欲望刺激了技術(shù)的進(jìn)步，而所有這一切的更迭都沒(méi)有改變其系統(tǒng)屬性---懸架系統(tǒng)（Suspension）。
一、什么是懸架系統(tǒng)
當(dāng)汽車行駛時(shí)，如果沒(méi)有懸架系統(tǒng)，汽車會(huì)劇烈快速地上下跳動(dòng)，這會(huì)給人帶來(lái)不舒服。為了達(dá)到乘坐舒適性，工程師發(fā)明了懸架。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)彈跳頻率小于1.5Hz時(shí)，是舒適的。如果頻率超過(guò)2Hz，大多數(shù)人會(huì)覺(jué)得難受。
因此，行駛的平順性是懸架系統(tǒng)問(wèn)世的一個(gè)主要目的。毫無(wú)疑問(wèn)懸架系統(tǒng)解決了很多問(wèn)題，但是同時(shí)也產(chǎn)生了很多問(wèn)題。當(dāng)汽車快速轉(zhuǎn)向彎道時(shí)，讓側(cè)向力的傳遞不如剛性連接那么迅速，所以操控性也是懸架系統(tǒng)的一個(gè)考核指標(biāo)。
懸架（Suspension）是車輛底盤系統(tǒng)中重要的一個(gè)系統(tǒng)，如果從連接關(guān)系上來(lái)看，他一端連接著車身，一端連接著車輪，是一個(gè)連接機(jī)構(gòu)。從作用上來(lái)講：
1. 懸架支撐作用，整車在X\Y\Z三個(gè)方向上的支撐都通過(guò)懸架來(lái)傳遞；
2 懸架有導(dǎo)向作用，它控制著車輪跳動(dòng)、轉(zhuǎn)向時(shí)的軌跡；
3 懸架有緩沖、阻尼作用，它緩沖、吸收路面帶給車輛的各種沖擊；
一個(gè)好的懸架，它必須擁有以下特性：
1.對(duì)單個(gè)車輪提供獨(dú)立減震，當(dāng)一個(gè)輪子在Bumper上時(shí)，震動(dòng)不會(huì)轉(zhuǎn)移到其他車輪上。
2.有合適的車身側(cè)傾。過(guò)多的側(cè)傾會(huì)導(dǎo)致過(guò)大的重量轉(zhuǎn)移，從而影響轉(zhuǎn)向響應(yīng)，駕乘人員也不舒服。但是過(guò)大的限制車身側(cè)傾也會(huì)因?yàn)檫^(guò)度的離心力，而產(chǎn)生不舒服的感覺(jué)，此外，車身側(cè)傾可以提供信息給司機(jī)，告訴他轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)和汽車是否達(dá)到了極限。徹底消除車身側(cè)傾是不可取的。
3.具有良好的幾何關(guān)系，輪胎與地面的附著關(guān)系，在所有條件保持不變，即加速、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、負(fù)載和顛簸。
4.具有良好的操控性和舒適性，雖然這是一對(duì)矛盾綜合體，但是很多智能化的裝配會(huì)讓二者可以兼得。
二、懸架系統(tǒng)大的分類及對(duì)比
自車輛發(fā)明誕生，懸架就已存在，經(jīng)過(guò)上百年的凈化發(fā)展，大浪淘沙?，F(xiàn)在應(yīng)用在乘用車上的懸架結(jié)構(gòu)也不過(guò)十幾種。如何分類？我們可以按大的結(jié)構(gòu)來(lái)分類，可以分為非獨(dú)立懸架、獨(dú)立懸架、半獨(dú)立懸架。
非獨(dú)立懸架
獨(dú)立懸架
半獨(dú)立懸架
直到70年代后期，大多數(shù)汽車仍然使用這種簡(jiǎn)單的非獨(dú)立懸架，特別是在后軸上。基本上，它是固定在左右車輪之間的剛性軸，車體懸掛在車軸/車輪單元上的鋼板彈簧或螺旋彈簧上。
正如你所看到的，車輪不是獨(dú)立的。當(dāng)一個(gè)輪子在駝峰上行駛時(shí)，震動(dòng)就會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)輪子上。
作為簧下質(zhì)量的非獨(dú)立懸架很重。如果是驅(qū)動(dòng)橋，將會(huì)更重重。由于跳動(dòng)時(shí)的動(dòng)量、動(dòng)能都非常的大，所以彈簧、減震需要處理大量的沖量和動(dòng)能，所以對(duì)于非獨(dú)立懸架，乘坐品質(zhì)非常的不好。
非獨(dú)立懸架的優(yōu)勢(shì)：第一：便宜！便宜！便宜！第二：車身的側(cè)傾不會(huì)影響輪胎Camber的變化，所以操控性穩(wěn)定
非獨(dú)立懸架的劣勢(shì)：第一：舒適性太差 ！太差！太差！第二：兩側(cè)輪胎相關(guān)性太大。
應(yīng)用：卡車、商用車、工程車；大部分純?cè)揭暗腟UV （尤其后橋）；一些北美的轎車、甚至是跑車。
當(dāng)非獨(dú)立懸架的技術(shù)發(fā)展，跟不上人們對(duì)乘坐舒適性的追求速度的時(shí)候，獨(dú)立懸架誕生了。
相比較非獨(dú)立懸架，獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的。當(dāng)然作為回報(bào)，非獨(dú)立懸架有先天的優(yōu)勢(shì)，那就是舒適性。正如你所看到的，車輪是獨(dú)立的。當(dāng)一個(gè)輪子在跳動(dòng)時(shí)，另一個(gè)車輪是基本不動(dòng)的。
獨(dú)立懸架最大貢獻(xiàn)是將很多原先的簧下質(zhì)量變成了簧載質(zhì)量，比如差速器、主減速器、橋殼等等….另外現(xiàn)在獨(dú)立懸架大量的使用了輕質(zhì)材料，比如鋁合金、鎂合金。進(jìn)一步降低了簧下質(zhì)量，所以獨(dú)立懸架車輛的舒適性是非獨(dú)立懸架車輛沒(méi)法比肩的。
獨(dú)立懸架的優(yōu)勢(shì)。第一：舒適！舒適！舒適！第二：左右兩側(cè)車輪相關(guān)性小。
獨(dú)立懸架的劣勢(shì)。第一：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、太貴、太貴；第二：車輛操控性方面的控制比較復(fù)雜。
應(yīng)用：輕型卡車；絕大多數(shù)轎車；SUV 前軸
三、懸架系統(tǒng)的主要組成部件
如果將懸架系統(tǒng)的零部件按功能來(lái)區(qū)分，可以分為三類：
1.導(dǎo)向原件
導(dǎo)向桿件決定著輪胎的跳動(dòng)軌跡，是懸架系統(tǒng)的核心
2.緩沖原件
緩沖元件，決定懸架系統(tǒng)的舒適性。一般有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧來(lái)充當(dāng)。
3.阻尼原件
阻尼元件（減震器），吸收來(lái)自輪胎跳動(dòng)的動(dòng)能，轉(zhuǎn)化成減震器油液的熱能散發(fā)出去。
四、懸架系統(tǒng)的關(guān)鍵性參數(shù)
懸架系統(tǒng)包含眾多關(guān)鍵的參數(shù)，比如四輪定位參數(shù)、系統(tǒng)偏頻、輪胎側(cè)傾中心、車身側(cè)傾中心Bumper Steering …
五、懸架開(kāi)發(fā)的一般流程
雖然懸架類型繁多，各家開(kāi)發(fā)過(guò)程又有差異，但大體上還是遵循一定的套路，始于多體，終于批量。
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