汽車懸架技術現狀及發展趨勢
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- 汽車懸架技術現狀及發展趨勢懸架系統是汽車的重要組成部分之一。汽車懸架系統是指連接車身和車輪之間全部零部件的總稱,主要由彈簧、減振器和導向機構三大部分組成,其作用是傳遞車輪和車架之間的一切力和力矩,并且緩和由不平路面傳給車架(或車身)的沖擊載荷,衰減由此引起的承載系統的振動,以保證汽車的平順行駛。當汽車行駛在不同路面上而使車輪受到隨機振動時,由于懸架裝置實現了車體和車輪之間的彈性支承,有效地抑制、降低了車體與車輪的動載和振動,從而保證汽車行駛的平順性和操縱穩定性,達到提高平均行駛速度的目的。
舒適性是轎車重要的性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有關,而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關。所以,汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時,汽車懸架作為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機件,又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此,轎車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術規格表,作為衡量轎車質量的指標之一。
現代轎車的懸架都有減振器。當轎車在不平坦的道路上行駛,車身會發生振動,減振器能迅速衰減車身的振動,利用本身的油液流動的阻力來消耗振動的能量。人們為了更好地實現轎車的行駛平穩性和安全性,將阻尼系數不固定在某一數值上,而是能隨轎車運行的狀態而變化,使懸架性能總是處在最優的狀態附近。因此,有些轎車的減振器是可調式的,將阻尼分成兩級或三級,根據傳感器信號自動選擇所需要的阻尼級。
在現代轎車懸架上,麥弗遜式及燭式懸架都將螺旋彈簧和減振器組合在一起,這是因為乘坐的舒適性有賴于對沖擊的緩沖和對沖擊產生的振動的消減兩個方面,缺一不可。只有緩沖沒有消振只能暫時緩和沖擊力的影響而不能最終使它消失;只有對振動的消減而沒有緩沖則不能有效地避免沖擊所造成的破壞。螺旋彈簧是緩沖元件,它具有不需潤滑,不怕污垢,重量小且占空間位置少的優點。當路面對車輪的沖擊力傳到螺旋彈簧時,螺旋彈簧產生變形,吸收車輪的動能,轉換為螺旋彈簧的位能(勢能),從而緩和了地面的沖擊對車身的影響。
但是,螺旋彈簧本身不消耗能量,儲存了位能的彈簧將恢復原來的形狀,把位能重新變為動能。如果單獨使用彈簧而沒有消振元件,汽車就會像雜技演員跳“蹦蹦床”一樣,受到一次沖擊后連續不斷地上下運動。因此,螺旋彈簧與減振器組合使用是一種力學上的巧妙組合,充分利用二者的特點,能夠即時緩沖地面的沖擊,并在螺旋彈簧幾個來回過程中拖動減振器活塞,驅動油液把大部分振動能量吸收掉,使得汽車迅速平穩下來。
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