为什么几根连杆就能支撑住汽车?

中国人的乐吧


题主所说的几根连杆,这种悬挂指的是汽车的多连杆悬挂结构,先来简单介绍下这种悬挂结构的一些特点。

多连杆独立悬挂结构是由多根连杆、前束拉杆、横向稳定杆、下摆臂、减震器和减震弹簧等部件所组成,它能通过前后置定位臂和上下控制臂,来有效地控制车轮的外倾角,一般4连杆以上的悬挂结构会被布置在后轮,在前轮悬挂上则多采用3连杆或4连杆悬挂的结构。

多连杆悬挂结构可以让车轮和地面保持最大的垂直面,减小车身的倾斜幅度,在运动的过程中可以自动调整车轮的外倾角、前束角,让车轮获得一定的转向角度。通过对连接运动点的约束角度设计,可以让悬挂在压缩的过程中对车轮的定位进行相应的调整。

那么底盘工程师就可以利用多连杆的这些结构特点,针对车型的特点对悬挂进行相应的调校,以发挥出该车型最大的操控性,和最大限度的发挥轮胎的抓地力。由于每个车轮都处于处于独立弹跳的状态,当一侧车轮发生弹跳时,其他车轮将不会受到该车轮所带来的影响,因此多连杆悬挂的结构可以最大限度保证汽车的行驶姿态,提高车内人员的舒适性。

不过多连杆悬挂结构的缺点就是结构复杂,成本较高且结构体积较大,很占用汽车底盘和汽车后排的有限空间。

那么在简单了解完多连杆悬挂的结构特点之后,我们再回过头来看看,为什么就这几根细细的金属连杆,就可以承受着车身运动时的各种颠簸呢?

要回答这个问题,我们首先就从多连杆悬挂结构,在车身运动时所产生的受力范围进行分析。

我们根据车身不同的行驶姿态,来分析多连杆在各自状态下的应力状况,这几种行驶姿态大致可分为:

1、正常行驶状态;2、制动状态;3、加速状态;4、转弯状态。

在这四种状态下,多连杆悬挂都会出现各种作用力,但在各自状态下车身悬挂所产生的最大应力范围却是不同的,那么在这四种行驶姿态下,悬挂所发生的最大应力分别为:1、最大垂直力;2、最大制动力;3最大驱动力;4、转弯时左右车轮所承受的最大垂直力。

那么我们在了解完多连杆悬挂结构,在四大行驶姿态时的最大应力状态后,我们就可以直接通过分析各种应力状态下的悬挂受力点,来了解连杆是否在整个受力过程中所扮演的角色。

第一类和第四类的最大垂直力:它主要是发生在多连杆的控制臂和减震连接处、控制臂和副车架的连接处、控制臂与转向节总成的连接处。

第二类最大制动力和第三类最大驱动力:它们都主要体现在车轮的垂直力荷载方面;

我们通过以上多连杆悬挂结构,在汽车行驶过程中的主要受力分布点就可以看到,连杆在整个悬挂结构上并未起到核心的应力承受作用。也就是说,连杆在整个多连杆悬挂中的主要作用,不是用来承受车身在行驶过程中所产生的垂直作用力。

当然,我们也不能说连杆在整个过程中就不受力,连杆的受力主要来自于横向方面的。比如当车身出现行驶姿态不稳定的时候,连杆就会对轮胎的前束角进行约束,将其控制在可控的摆动范围之内。或者在车辆经过路面坑洼,车轮发生弹跳时,多连杆悬挂的上下臂会给车轮一个可控的摆动范围,准确且及时地控制车轮的弹跳行程,令车身始终处于一个较为稳定的行驶姿态。

所以,考虑到连杆在悬挂结构中所承担的责任,工程师们就没必要把多连杆悬挂中的连杆,设计的过于粗壮,这不仅是白白浪费成本,也会给悬挂增加额外的重量,并减小了悬挂结构上的可调整空间。但是,某些车型上的多连杆悬挂,他们的连杆看上去给人一种很羸弱的感觉,瘦瘦的几根连杆确实会让人产生太容易断裂的感觉

像有些车型只采用最简单的3连杆悬挂结构,这在本质上也是一种节约成本的简配行为,所以壹车热评认为这类车企确实应该被喷。

这里提到了3连杆悬挂,壹车热评之所以说它是最简单的多连杆结构,因为再往下的2连杆悬挂(也称双连杆悬挂)则不属于多连杆悬挂的范畴,因为这种悬挂从结构上来讲,依旧属于麦弗逊悬挂的结构体系中。

因为2连杆的两根连杆和麦弗逊悬挂一样,其螺旋弹簧是和减震器套为一体的,共同承担着车身的重量,并吸收车轮的弹跳,但其他多连杆悬挂的减震弹簧则是和减震筒分离的。不过2连杆悬挂也可以通过布置横向稳定杆的方式,来增强其对车辆横向角度偏移的控制,以及增强车身的抗侧倾能力。


壹车热评


在汽车圈中,有一种悬架结构被网友戏称为筷子悬架,这就是多连杆悬挂。因为这种悬挂的连杆就跟筷子一样比较细。很多人认为筷子悬架容易断裂,我想说大哥你的灵感都是哪来的?是来自于“一根筷子轻轻被折断,十根筷子抱呀嘛抱成团”这首歌吗?说多连杆悬挂节省成本是不错,但是你要说它容易断,你以为汽车工程师还没有你聪明?

凯美瑞上采用所谓的筷子悬架,被一些媒体和网友黑成了马蜂窝,首先这种悬架确实有节省成本的考虑,这个没得洗,针对这一点网友怎么说丰田减配也是正常,但是抛开减配不说,我们就谈谈这种悬架到底是否真的容易断裂。

首先我们先聊聊悬架的支撑结构,悬挂系统包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。实际上主要承受车身重量的并不是连杆,而是悬架弹簧和避震器,它们吸收了大部分的车轮弹跳以及车身重量,车身重量通过减振筒传递到车轮由车轮承担,即使满载,也依然在悬架弹簧和避震器的承受范围之内。

而三根连杆既然不承担主要重要,那么它们的作用是什么呢?两根横向拉杆,只要承担车辆转弯时候的侧向拉力,纵向连杆则承担车辆加速和减速时候的纵向拉力。注意到一点,这里的力量是拉力,而不是横向的压力。

举个简单的例子,你可以轻易把一根筷子折断,但是如果一直手抓住筷子头,一只手抓住筷子尾,在保持拉力与筷子的方向垂直的情况下,你可以把筷子拉断吗?

所以,多连杆这种形式的悬架,连杆起到的作用并不是支撑车辆,而是稳定车辆。这样做最大的优点就是既能够保证悬架整体的刚度,也能够节省成本,简化制造工艺。但与此同时,这样的悬架抗侧倾的能力较弱,只能依靠减震器来承受侧倾力,所以需要加装横向稳定杆来更好地抗侧倾。

总的来说,这种多连杆形式的悬架,虽然有厂商节省成本的目的,但是确实是不容易断裂的,我们在购买的时候无需太过担心。如果真的不放心,也大可以选择其他形式的悬架。


老司机侃侃车儿


大家好,我是淘车邦。作为一名汽车领域的原创作者,在这里我想简单的发表一下我个人的观点,希望可以对您所帮助。

首先我们先聊聊悬架的支撑结构,悬挂系统包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。实际上主要承受车身重量的并不是连杆,而是悬架弹簧和避震器,它们吸收了大部分的车轮弹跳以及车身重量,车身重量通过减振筒传递到车轮由车轮承担,即使满载,也依然在悬架弹簧和避震器的承受范围之内。

其次三根连杆既然不承担主要重要,那么它们的作用是什么呢?两根横向拉杆,只要承担车辆转弯时候的侧向拉力,纵向连杆则承担车辆加速和减速时候的纵向拉力。注意到一点,这里的力量是拉力,而不是横向的压力。

最后多连杆这种形式的悬架,连杆起到的作用并不是支撑车辆,而是稳定车辆。这样做最大的优点就是既能够保证悬架整体的刚度,也能够节省成本,简化制造工艺。但与此同时,这样的悬架抗侧倾的能力较弱,只能依靠减震器来承受侧倾力,所以需要加装横向稳定杆来更好地抗侧倾。

以上就是我的观点,希望可以对你有所帮助,同时也希望大家关注我的头条号,我会定期的发表一些和汽车相关的文章

在这里同时也希望大家能够喜欢我的分享,大家如果有更好的关于这个问题的解答,还望分享评论出来共同讨论这话题。

我最后在这里,祝大家每天开开心心工作快快乐乐生活,健康生活每一天,家和万事兴,年年发大财,生意兴隆,谢谢!


淘车邦


问题中的连杆属于汽车悬架中的一部分,汽车悬架系统是指车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统,而这个结构系统包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。当汽车行驶在路面上时因地面的变化而受到震动及冲击,这些冲击的力量其中一部份会由轮胎吸收,但绝大部分是依靠轮胎与车身间的悬架装置来吸收的。

悬架的构件虽然简单但参数的确定却相当的复杂,厂家不但要考虑汽车的舒适性,操控稳定性还要考虑到成本问题。基于这三个问题不同厂家有不同的倾向性策略。也就产生了现在比较常见的五种悬架:麦弗逊式独立悬架、双叉臂式独立悬架、单纵臂扭杆梁式非独立悬架、连杆支柱式独立悬架、多连杆式独立悬架。

一般的车轮都有3-5根连杆组成支撑,全车会有十数根一起来承接汽车重量,大部分的汽车重量在1吨到2吨之间,一根连杆理论上可以支撑的重量至少300-500KG,所以不用担心连杆无法支撑汽车的重量。



海说海车


题主问这个问题是小看了悬挂系统的支撑力量,立木顶千斤的道理相信大家都是很清楚的,既然连立起的木头都可以支撑起千斤,那么汽车四个角各一个支撑点,支起一吨多重的车子也就不奇怪了,每一个支点也就分个两百公斤左右的重量,而这个重量对于高强度金属连杆来说完全是小菜一碟的,同样也不要小看弹簧、避震筒的作用,其实容易受到冲击、产生形变的是塔顶附近的零件,对于那些改装轮毂过大的车子来说,源于地面的冲击力会顺着避震上爬到塔顶,并最终作用于塔顶周边零件!



支撑起汽车的其实并不是那些连杆,而是弹簧与避震筒

如上图所示,支撑车身的只要是弹簧,可不要小看避震弹簧的力量,通常我们会根据K值大小来选择合适的弹簧,K值简单点说就是比如某弹簧4K,那么就代表用四公斤的力量去压缩它、或去拉伸它,只会产生一毫米的形变,而通常车用的避震弹簧都能产生几十毫米的形变程度,所以承受起百八十公斤的重量并不是什么难事;况且K值大的避震弹簧很多,前悬挂可以到11K、后悬可以到8.5K左右,当然系数更大的也有,只是不常用;


选择弹簧K值的时候应注意,k值太大的弹簧比较硬,遇到冲击产生的形变程度很低,虽然能提供充足的支撑,但无法通过较大程度的形变去泄力,所以冲击力会作用于车内、塔顶,让车内人员感觉不舒服,而一般赛车的弹簧都是这样的,目的就在于提供充足的支撑、而牺牲掉舒适性;而K值太低也不行,k值过低的舒适性肯定更好,因为弹簧可以利用较大的形变程度对冲击力充分的进行缓冲,但由于太软则容易吃避震筒的行程,因为形变程度太大会容易用把避震筒的行程用到极限,会导致避震器加速报废。。。其实从图上就能看出,大部分的悬挂系统支撑起车身其实主要靠的就是弹簧、避震器,当然这只的是静态支撑,而只有当车子跑起来的之后那些个连杆、横臂才能发挥出作用;四个避震筒➕弹簧都顶得上四个千斤顶了,所以支撑起车身是没有任何问题的,千斤顶一个都能把车子顶起来对吧?道理是很容易理解的;车辆保持静态时,所有的重量都是由避震系统所支撑,只不过在运动状态下各个连杆、或上下横臂开始介入承担来至于各个角度的撕扯力,当然从这个角度就考验悬挂的构造了,当然调教功底也很重要!

上图就是典型的麦弗逊悬挂,优势就是结构更加小巧,对于促进横置前驱车的普及有很大的贡献,因为横置发动机太占用空间,大型悬挂系统如多连杆、双横臂占地面积大,不容易布置;从理论上讲麦弗逊悬挂的运动性不如双叉臂、舒适性不如多连杆,但通过高超的调校技术也能比拟双叉臂悬挂,只不过差异就在于极限偏低,不过像保时捷911这样的发动机后置跑车,前悬挂用麦弗逊还可以,因为车头重量不大过弯时产生的横向撕扯力不大,所以麦弗逊足以应付,但保时捷的麦弗逊悬挂可不是普通的麦弗逊,无论设计、结构、材质都属于上品!
如上图所示最适合运动的双横臂前悬挂,最主要的就是比麦弗逊多了一个上横臂(图中弹簧附近的横臂),更善于控制高速行驶中来至于横向的撕扯力,其实普通车友用不到这些,很多配置都是在很极端的条件下才能发挥出其应该有的作用,而日常行驶中是很难以感觉出来的;鄙人最喜欢的悬挂就是双横臂,倒不是因为它性能强,只是看上去更粗壮、厚重,有种安全感;悬挂就是这样,往往一些结构越简单的悬挂,虽然造价低,但由于其控制变量太少却给设计、调教带来了极大的困难,而如五连杆、双叉臂这样的大型悬挂组,造价成本会更高些,但由于控制变量多,所以更容易调教出优秀的性能!


非专业车评


恩,那种视频我也经常看,不过视频那种车辆往往都是带大梁的硬派越野车,后轴悬挂往往都是多连杆整体桥的。我们常见的多数车辆支撑车身重力还得靠车架、副架将整车重量分摊给整体桥、螺旋弹簧和减震器,最后再均分到各个轮子上。这其中连杆也会起到一丢丢的支撑作用,但连杆的主要作用是连接车轮和车架、平衡稳定、保持车轮在标定范围内可以独立的随意变动。

多连杆后悬挂

以多连杆后悬挂为例,车轮会通过副架连接到车身骨架上(活性连接),螺旋弹簧、减震器一端连接车轮另一段也会通过车身副驾连接到车身骨架。车辆静止或者满座的情况下车身的重量基本都是靠它俩来支撑的,连杆几乎不会承车身重量。当车辆行驶起来车身重力主要仍是靠它俩支撑,但由于路面不平整会造成轮子摆动、倾斜、受力不均匀的情况,连杆这时会守到重力惯性影响但它的主要作用是:连接、平衡、拖拽、调节并分担一小部分运动惯性支撑。不过连杆的活动区间和力度也不是没有限度的,只要在调教设定的范围内都没事,不过一旦过于激烈驾驶,超过承受额定范围断杆、断轴、断副驾的情况也很多。


另外常见几款悬架支撑可以了解下:

麦弗逊

家用车居多也是最常见的前悬挂,麦弗逊悬挂的受力支撑主要靠的是减震和螺旋弹簧。当然在车辆运动的情况中下摆臂和防倾杆也会由于运动惯性受重力影响,但是受重力影响并不大,主要仍是控制轮子在一定范围内可独立调整。类似演变出来的双叉臂前悬挂、双球节、三连杆等虽然结构有差异但是性质一样。

双叉臂后悬挂

前悬挂遇到的比较多,一般多用于偏运动和性能的车型中,或者是中大型豪华车上但在一些老车中也出现在后悬挂中。特点是由上下两个A型叉臂连接车身骨架或者副架。双叉臂后悬挂车身重量的支撑主要还是得靠减震器和螺旋弹簧,在运动状态悬挂也是主要用来调整震动和轮子摆动幅度。

扭力梁悬挂

扭力梁就不多说了,一根大梁连接车轮,由减震器主要承担承受车身重量。运动起来后震动不可避免,两轮各自不独立只能靠减震和弹簧抵消震动。



扭力梁+瓦特连杆半独立悬挂

和扭力梁大差不差,只是多了一套副架+连杆的组合,承重仍然靠减震和弹簧。由于瓦特连杆的存在车辆运动起来驾驶感和操控感要比非独立悬挂好很多。这么粗壮结实的横梁你应该不会担心它断吧,不过结实不结实连接处的设计和用料才是关键。(回忆下别克的分体式衬套)



总之你可以理解为连杆是控制车轮调节摆动的的它并不是承载车身重量的。


旋转的方向盘


这种多连杆悬挂结构连杆的分工不同,细的是承受拉力,不承受扭力和支撑力,直立粗的是立轮轴承受扭立和支撑力,由这一组分别承受不同力矩的轴杆将车轮固定在一个正确位置,这种结构可以以最低成本实现悬挂轴下轻量化,较细承受拉力的轴负荷承载量厂家己经验证强度完全不是问题可以放心使用。


红衫树16


这四根钢板卡子能承受一百吨的压力。



八品武仙


汽车连杆主要作用就是起到支撑车辆,缓冲路面对车辆冲击,提高乘员舒适性。

我们看到的普通家用轿车,连杆将作用力都是传递到车身上的,由车身承受最终的力。所以有的家用轿车车身刚度不够的话,走烂路会出现咯吱的异响。

越野车会有一个从前贯穿到后的纵梁,承受路面的冲击。越野车用承载式车身的话,很容易车身变形无法使用了




Auto内参消息


从力学的角度来说,这些杆虽然细了点,但通过合理的结构设计,组合成一套连杆系统,使得每根杆都受拉力,而不是弯矩或扭矩,避免了应力集中,因而不会有很大的应力,正常工况下是安全的。

扭力梁受弯矩,太薄了就,,,比如某高级车某腾,主要是省得太狠了!


分享到:


相關文章: