汽車懸架掃盲——2.非獨立懸架

懸架掃盲分為兩部:1.獨立懸架 2.非獨立懸架

本篇為非獨立懸架,需要看獨立懸架的可以自行去我微博搜索

非獨立懸架

總分類:非獨立懸架分為剛性懸架和複合懸架

1.剛性懸架

剛性懸架的兩側車輪是由不能變形的剛性物體連接的,兩個車輪+剛性連接就形成了一個整體橋,整體橋不能變形不能扭轉不能彎曲。

汽車懸架掃盲——2.非獨立懸架


在獨立懸架中,有很多連桿擺臂連接著車輪架(羊角),控制了羊角的自由度,我們還得出了約束車輪5個自由度的規律(參考懸架掃盲1)。那麼在剛性懸架裡,是怎樣的呢?

在剛性懸架裡,連桿擺臂接在整體橋上,於是便控制著整體橋的自由度,在車輛行駛時,兩個車輛同上同下地跳動,整體橋上下運動,這是需要釋放的1個自由度;一個車輪跳動或者一邊彈簧壓縮一邊彈簧拉伸,整體橋就在繞x軸旋轉,這是需要釋放的另外1個自由度。所以,在剛性懸架裡,我們需要約束整體橋的4個自由度,這就是萬變不離其宗的規律。

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整體橋通過不同的方式連接在車架上,就形成了不同種類的剛性懸架。

1.1 縱置鋼板彈簧剛性懸架

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縱板簧懸架結構比較簡單,鋼板板簧本身既是彈性元件又是懸架導向零件,鋼板彈簧的自由度怎麼算呢?

一個鋼板彈簧裝在整體橋上,相當於一個整體橋上裝了兩個可以約束3個自由度的縱臂,這就是6個自由度,然後由於葉片彈簧自身既可彎曲又能扭曲,釋放了2個自由度,所以一個板簧就能約束4個自由度,那麼兩個板簧就是8個自由度嗎?當然不是,兩個縱板簧仍然是4個自由度,它們互相約束的自由度都是平行的,也就是說多加一個板簧,只增強了約束力,而並沒有增加約束的自由度的數量。以此類推,一個整體橋上安裝三幅平行的縱板簧,仍然可以工作,只不過浪費;如果減去一個縱板簧,用一個寬大又居中的縱板簧,也可以工作,只不過約束力不強。

縱板簧剛性懸架成本低承載能力強,常見於極便宜車型和載重車型。大多數皮卡車都是縱板簧的後橋以保證承載能力,而“皮卡加蓋”的SUV則都把後縱板簧懸架改成其他整體橋懸架以照顧舒適性。

1.2 多連桿式整體橋剛性懸架

整體橋需要被約束4個自由度,理論上用四根連桿,或者2根連桿+A臂就可以做到,如圖:

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上圖就是一個4連桿整體橋,常見於一些輕型車輛。

很多自重較大的車輛,為了增強橫向支撐,防止橫向加速度時車橋和車架位移,在4連桿整體橋的基礎上,單獨增加一個橫向約束裝置,panhard杆或者watt連桿,這樣4連桿互相直接就不用形成夾角了,甚至可以平行放置,就形成了常見的5連桿整體橋剛性懸架,常見於各種越野車型的後橋,從幾萬塊的國產越野車到幾百萬的全新奔馳G都是這樣的結構。

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小知識插播:整體橋懸掛的好搭檔之panhard杆和watt連桿

panhard杆和watt連桿都是用來提供橫向支撐的,它們的特點就是提供橫向限位時不影響懸架上下跳動。

區別就是:panhard杆的上下運動行程大,但上下跳動會導致車橋的整體橫移。

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watt連桿上下運動行程小,但跳動時在一定範圍內不會導致車橋橫移。


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1.3 彈性縱臂式整體橋剛性懸架

一個縱臂就可以約束3個自由度,縱臂自身可變形或者連接處柔性襯套可變形釋放一個自由度,兩個彈性縱臂就可約束4個自由度。由於縱臂提供的橫向約束力很小,這種懸掛都要添加橫向限位裝置。

如圖老款奔馳G-klass的懸架就是這種,又稱關刀式,新款的已經換成5連桿整體橋了。

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1.4 牽引杆懸架

乘用車上的牽引杆懸架大多為弓形(s),前方通過球頭與車架連接,本身就已經被約束了3個自由度,再加上一套橫向限位裝置就可以使用了,一般為瓦特連桿。如圖所示為奔馳老B-klass的後橋,除此之外還有奔馳smart的後橋,也是牽引杆懸架。

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1.5 DeDion 又稱弟迪安 又稱迪翁軸

迪翁軸並不是一種懸掛類型,而是一種懸掛佈置形式,帶驅動的剛性懸架,驅動總稱不安裝在車橋上,即為迪翁軸。把驅動總成安裝在車架或者車身上,可以有效降低簧下質量。牽引杆懸架天生給驅動總成的佈置預留了空間,所以常見的迪翁軸多為牽引結構,比如奔馳smart for two。

汽車懸架掃盲——2.非獨立懸架

直觀展示迪翁軸,驅動總稱不在橋上

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2.複合懸架

複合懸架就是我們常說的扭力梁。扭力梁的“梁”可以變形,而剛性懸架的“梁”不可以變形,這就是它們的區別。

常見的扭力梁有以下三種形式。

汽車懸架掃盲——2.非獨立懸架

重點講下第三種扭力梁,大名鼎鼎的斷軸速騰、老別克GL8、奧拓等車就是這種。

我們可以看到,它帶有panhard杆,整體造型與彈性縱臂整體橋非常像,它們的區別就是扭力梁的“梁”可以變形,而剛性懸架的“梁”不可以變形,這就是它們的區別。

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如上圖圈出的紅圈,如果此處是焊接方式或一體,則屬於扭力梁。如果此處為螺絲固定,則為彈性縱臂整體橋剛性懸掛。

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