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底盤與輪胎之間的秘密,,簡評主流六大懸架類型

 EV世紀(jì) 2020-12-23

目前市面上主流獨(dú)立和非獨(dú)立懸架大概可以概括為六個(gè)類型,,下面我們一一道來。


百姓常說汽車三大件發(fā)動機(jī),、變速箱和底盤,,其中唯底盤懸架恍若一門玄學(xué),仿佛道不透說不明,。汽車文章每每談及“底盤”二字,,分分鐘能給你繞得云里霧里、似是而非,、不知所云,。每當(dāng)掰扯不明白,只消道一句“調(diào)?!薄肮Φ住痹圃?,便似乎一切都合情合理。

其實(shí)關(guān)乎底盤日常表現(xiàn)得最重要部分便是底盤與輪胎的連接部分,,即懸架系統(tǒng)了,。目前市面上主流的獨(dú)立和非獨(dú)立懸架大概可以概括為六個(gè)類型,下面我們就一一道來,。

1,、麥弗遜

麥弗遜懸架是當(dāng)今乘用車最常用最主流的前懸架類型,麥弗遜懸架(MacPhersan Strut)的正式名字,,應(yīng)該叫彈簧減振支柱式獨(dú)立懸架,,因發(fā)明人麥弗遜而得名。其最大特點(diǎn),,是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單:一體式彈簧減振支柱(也叫滑柱),,加上下方的 A 字形控制臂(下叉臂)。

之所以下控制臂要做成 A 字形,,是因?yàn)槠嚽拜喴?fù)責(zé)轉(zhuǎn)向,。A 字形的“尖端”與車輪(其實(shí)連的是轉(zhuǎn)向節(jié))單點(diǎn)連接,于是前輪轉(zhuǎn)向時(shí),,可以繞著“減振器頂點(diǎn)-A 臂與車輪連接點(diǎn)”這根軸線轉(zhuǎn)動(學(xué)名叫主銷),。

麥弗遜懸架成本低、占空間小,、結(jié)構(gòu)簡單,,性能表現(xiàn)比較一般。因?yàn)槠嚽拜S需要負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)向功能,,前懸架設(shè)計(jì)時(shí)受限更多,,一來要照顧前輪轉(zhuǎn)向的角度,二來中間還有個(gè)大塊頭的發(fā)動機(jī)占地方,。麥弗遜懸架最初被發(fā)明出來,,正是為了橫置引擎前輪驅(qū)動的家用車,幫助它們進(jìn)一步縮減成本,、節(jié)省空間,。

麥弗遜懸架的三個(gè)短板:

負(fù)外傾角增益特性變化無規(guī)律,結(jié)果是不利于提高車輛彎道性能,;

側(cè)傾中心與重心形成的側(cè)傾力臂難以縮短,,結(jié)果是抗側(cè)傾能力難提高;

縱傾中心與重心形成的縱傾力臂難以縮短,,結(jié)果是剎車點(diǎn)頭現(xiàn)象難抑制,。

麥弗遜懸架是如今最為常見和主流的汽車前懸架類型,不過也有少數(shù)產(chǎn)品將其用作后懸架,。多年前,,豐田凱美瑞的后軸使用這種懸架結(jié)構(gòu)時(shí),官方給出的名稱是“雙連桿懸架”,。如今的保時(shí)捷 718 前,、后軸皆為麥弗遜結(jié)構(gòu),不過其彈簧支柱向內(nèi)傾斜的角度相當(dāng)可觀,,由此獲得的負(fù)外傾角增益,、抗側(cè)傾能力等等,遠(yuǎn)不是使用前后麥弗遜的轎車,、SUV 所能同日而語,。所以千萬不要看到保時(shí)捷用前后麥弗遜就笑嘻嘻,保時(shí)捷是保時(shí)捷,,你是你,。

2、E 形多連桿

E 形多連桿算是多連桿世界中的“入門款”了,。名字很直白:因其結(jié)構(gòu)為“三橫一縱”的四根連桿,,從上往下看形似字母 E 而得名,。E 形多連桿有時(shí)也被稱為四連桿。這種后懸架結(jié)構(gòu),,正逐漸在中價(jià)位車型中流行開來,,取代了不少曾用麥弗遜式后懸架的舊車型。

E 形多連桿也有兩個(gè)縱臂,,也被稱為 control blade,。然而不同的是,E 形多連桿有三根彼此交錯(cuò)的橫向連桿,,車輪位置完全由三橫一豎四根連桿來束縛,,彈簧減振器只承擔(dān)垂直方向的力,各司其職,。

作為結(jié)構(gòu)較簡單,、成本較低的一類多連桿懸架,E 形多連桿也有著明顯的不足,。因?yàn)?control blade 向前伸出較長,,頂端無法連接到副車架,只能直接連接車身,。沒有了副車架這層緩沖,,振動和噪聲會直接傳導(dǎo)至車身。另外 control blade 的幾何運(yùn)動軌跡,,從車側(cè)面看是一個(gè)扇形,,后輪上下跳動時(shí),難免會附帶一定的前后位移,,對于后輪的束縛定位不夠精細(xì),。

3、梯形多連桿

梯形多連桿也被稱為 H 臂多連桿,,核心部件是底部一個(gè)帶有四連接點(diǎn)的 H 臂或稱梯形連桿(下圖中黃色),,除此之外還會有兩根單獨(dú)的橫向連桿(一根藍(lán)色,另一根未做顏色標(biāo)注),,再加上一個(gè)被稱為 integral link 的活動導(dǎo)桿(紫紅色),。

梯形多連桿算是真正可以體現(xiàn)多連桿懸架優(yōu)勢的結(jié)構(gòu),好用,,但是貴,。

梯形多連桿后懸架,在高端豪華車上非常常見,。蹲在車尾俯下身,,你能在各色奔馳、寶馬等車底見到它的身影,。電動車愛好者也可以一起揚(yáng)眉吐氣,,特斯拉 Model S 和 Model X 的后懸架,,都是標(biāo)準(zhǔn)的梯形多連桿結(jié)構(gòu)。以后跟人聊起特斯拉,,不要只知道一個(gè)“空氣懸架”就沒詞了,,空氣懸架只是說把螺旋彈簧換成了空氣彈簧,決定其性能基礎(chǔ)的,,還是懸架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。

梯形多連桿懸架中,,僅一個(gè) H 臂就可以約束車輪在多個(gè)方向上的自由度,,縱向與橫向空間占用都較小,卻能實(shí)現(xiàn)比較完美的車輪定位控制,。但 H 臂結(jié)構(gòu)需要高剛性,,若采用鋼制會很重,高端車型有時(shí)會動用昂貴的鋁材,。大尺寸的鑄鋁中空 H 臂,,對于沖擊振動有著很好的吸收過濾效果,天然就適合高端車型,。

4,、五連桿

雖然五連桿是連桿數(shù)最多的,卻也是最好理解的:任何物體在空間中都有六個(gè)自由度(x,、y,、z 軸,平移與翻滾,,3×2=6),,車輪要允許上下平移(減振器和彈簧伸縮),于是剩下五個(gè)自由度需要限制(前輪則是剩四個(gè)),,每個(gè)連桿可以束縛一個(gè)自由度,,于是五連桿誕生了。

五連桿懸架的連桿和襯套更多,,調(diào)校起來擁有很高的靈活性,。使用鋁材的五連桿重量可以很輕,輕量化方面的優(yōu)勢,,可以幫車企應(yīng)付越來越嚴(yán)苛的排放法規(guī),。近幾年,奔馳,、寶馬,、奧迪等廠商幾乎無一例外,紛紛從梯形多連桿后懸轉(zhuǎn)向五連桿后懸,。連桿在車輪上的五個(gè)連接點(diǎn)(稱為硬點(diǎn))間距較大,,對于瞬時(shí)大扭矩特性的電動機(jī)適應(yīng)能力更好,,特斯拉在 Model 3 和 Model Y 上改用了五連桿后懸。

5,、雙叉臂

雙叉臂懸架(double wishbone),,它和五連桿有很大相通性。五連桿懸架的五根連桿,,上面兩根合二為一變成上叉臂,,下面兩根合二為一變成下叉臂。剩下一根,,在后軸上用于束縛后輪角度(束角),,假如用在前軸上就作為轉(zhuǎn)向拉桿。雙叉臂通常用于前軸,,因?yàn)檩喍说奈鍌€(gè)硬點(diǎn)合并為兩個(gè),,形成一條轉(zhuǎn)向軸線(主銷)。

雙叉臂式懸掛的上下兩個(gè)A字形叉臂可以精確的定位前輪的各種參數(shù),,前輪轉(zhuǎn)彎時(shí),,上下兩個(gè)叉臂能同時(shí)吸收輪胎所受的橫向力,加上兩叉臂的橫向剛度較大,,所以轉(zhuǎn)彎的側(cè)傾較小,。雙叉臂式懸掛通常采用上下不等長叉臂(上短下長),讓車輪在上下運(yùn)動時(shí)能自動改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損,,并且能自適應(yīng)路面,,輪胎接地面積大,貼地性好,。雙叉臂式懸掛運(yùn)動性出色,,為法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車所運(yùn)用,。

當(dāng)然,,最后還一個(gè)中國消費(fèi)者非常敏感的懸架類型不得不提——“扭力梁”。

跑到車尾蹲下看看車底,,如果有一根顯眼的粗壯鋼梁連接著左右后輪,,就是扭力梁后懸無疑。作為一種結(jié)構(gòu)更加簡單的非獨(dú)立懸架,,其在10 萬元以下的中低端車型中極為常見,,是一種非常普遍的后懸架結(jié)構(gòu)。

獨(dú)立和非獨(dú)立,,是指左右車輪之間是否有剛性連接,。獨(dú)立懸架,左右車輪完全分離,,各自獨(dú)立跳動,,左側(cè)車輪碾到凸起,,不會影響到右側(cè)車輪。非獨(dú)立懸架反之,,左右車輪有物理連接,,左側(cè)車輪碾到凸起,會影響到右側(cè)車輪的姿態(tài),。所以扭力梁懸架最廣為人知的弊端,,是左右不分離導(dǎo)致的舒適性天然劣勢,注定只能用在價(jià)格相對較低的車型上,。


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