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双叉式悬架详解

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双叉式悬架顾名思义就是由两个叉臂将车轮与车身连接起来的悬架结构。与麦弗逊相比它多了一根上叉臂,因此结构要复杂一些。这种复杂结构的悬挂系统在性能上肯定是有优于麦弗逊之处的。因此我们有必要单独把它拿出来分析分析它的结构特点以及使用性能。

如下图为双叉式悬挂结构图:


正如上图所示,经典双叉式悬架由两个不等长的A字型控制臂组成。通常是上短下长。两控制臂之间装配有转向传动机构和转向托盘,转向主销由转向托盘与两A字控制臂的连接位置和角度确定。转向轮可绕转向主销做一定角度的转向,也可随摇臂上下运动。所以这种结构非常复杂,无论是设计还是制造还是组装,都有非常高的要求。从图上我们可以看出悬挂两叉臂与转向主销的连接部位,既要支持车轮做左右方向的转向动作,又要支持悬挂上下浮动,那么传统的单向束缚显然是不可取的,这里必须使用球头连接才能满足4个方向运动的需要。如图:




球头中有树脂座套作为运动支撑和润滑,同时也能起到一定的减震效果。但这种连接方式强度非常有限,而且树脂磨损以后会发出令人不快的噪音,需要定期更换。当然,这指的是经典型的双叉式悬挂,随着时代的发展和技术的进步,双叉式悬挂也进化出了各种版本,标致407的前悬挂就抛弃了传统的球头式连接设计,采用单导向的机械结构。如图:


它比传统的双叉式悬挂多了一个运动部件。两个叉臂与一根支柱相连完成悬挂上下浮动的运动约束;一个转向机构与转向主销相连完成左右转向的运动约束。因此,它的减震和转向是由两个独立的机构完成,而且都具有单导向性,那么连接强度大大提高,所以耐用性也随之提高。但其结构复杂程度也要比经典型的双叉式悬挂复杂得多,成本也要高一些。与麦福逊式悬挂一样,双叉式悬挂也可以增加稳定杆来提高行驶稳定性:(如图)




了解这么多双叉式悬挂的结构特点我们再来看看他在性能上到底有哪些过人之处吧。我们知道,双叉式悬挂使用的是不等长的上下控制臂;而麦弗逊悬挂只使用了一个下控制臂,这就造成了他们在运动时,几何变形的区别:麦弗逊悬挂在收缩时外倾角变化大,而且这种变化是很难控制的,但轮距变化小;双叉式悬挂在收缩时外倾角变化相对小,而且外倾角变化的大小可以通过改变上下控制臂的相对长度来调节,因此在设计和匹配时设计师的设计自由度更大,更能针对汽车的运动性和舒适性作出合适的调校。事实上,在悬挂调校时设计师们要达到的一个最理想的目标就是要让轮胎能够时刻与路面尽可能的接触,接触面越大越好。如果是麦福逊悬挂,它会因为外倾角的增大而使轮胎内侧负荷增大,磨损加速;双叉式悬挂由于有较大的设计自由度,设计师能在调校时作出最好的匹配,让轮胎胎面尽可能的完全与路面接触。
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