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第二章 懸架、底盤系統(tǒng) 1、懸架、底盤系統(tǒng)概況 早年生產(chǎn)的汽車是人們的代步工具，當(dāng)時的電動汽車是將生產(chǎn)的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。50年代后，汽車設(shè)計主要是考慮人體工學(xué)和汽車外觀完美的流線型。60年代，隨著汽車保有量和汽車速度的增加，交通事故頻發(fā)成了比較嚴(yán)重的社會問題。未來防止交通事故的發(fā)生，除指定新的交通法規(guī)加以限制外，還改造了制動裝置和添加了許多安全裝置。70年代后，能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)是汽車以機(jī)械控制系統(tǒng)或液壓控制系統(tǒng)為主。到了80年代，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車上的電子系統(tǒng)可以說無處不見，電子控制成為電動汽車上的主要控制。如今，已由傳統(tǒng)電器發(fā)展到電腦、傳感器為核心的電子技術(shù)階段?，F(xiàn)代電動汽車廣泛采用電腦及先進(jìn)的傳感器等電子部件，使電動汽車性能大為改善，提高了經(jīng)濟(jì)性和操作方便性、工作可靠性、維修簡便性與乘坐舒適性，排氣污染也得到了較好的控制，尤其是在電動汽車的安全性、操作智能化方面更加突出。在電動汽車底盤方面，隨著電腦控制的引入，電動汽車行駛狀態(tài)中各種動作。都可以進(jìn)行更加精密的控制。如電動汽車速度自動控制系統(tǒng)，在行駛條件許可時，將車速控制在一定的范圍內(nèi)，使電動汽車恒速行駛，駕駛員只需操作轉(zhuǎn)向盤?？傊?，電子控制系統(tǒng)使電動汽車控制項目增多，精度提高，功能增強(qiáng)，特性穩(wěn)定。 目前，電動汽車底盤電子控制技術(shù)已得到了迅速發(fā)展。制動防抱死系統(tǒng)（ABS）和空氣氣囊的使用，對汽車制動安全性和碰撞后的安全性起到了很大改善作用。因此，ABS和空氣氣囊不僅在一些轎車上使用，許多貨車上也都使用，ABS和空氣氣囊逐漸成為現(xiàn)代電動汽車上的標(biāo)準(zhǔn)配備。近些年來，汽車防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)（ASR）也在一些電動汽車上得到應(yīng)用。ASR的應(yīng)用，提高了汽車的起步、加速、通過滑溜路面的能力和汽車在這些情況下的操作穩(wěn)定性。電子控制自動變速器比較早的純液力控制的自動變速器又前進(jìn)了一大步，其控制精度和控制范圍是純液力控制自動變速器無法實現(xiàn)的。電子控制自動變速器通過適時、準(zhǔn)確地自動換擋控制，提高了汽車操縱行、舒適性和安全性，也使汽車燃油消耗有可能比使用普通變速器的汽車更低。電子控制懸架可根據(jù)不同的路面、車速等情況自動控制懸架的剛度和阻尼以及車身的高度，使得汽車的乘坐舒適性和操作穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。此外，動力轉(zhuǎn)向電子控制系統(tǒng)、汽車行駛速度控制系統(tǒng)等電子控制裝置的使用都使汽車的操作性、安全性和舒適性等得到了進(jìn)一步的提高。 現(xiàn)代汽車正從傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)向高科技電子化、智能化方面發(fā)展。電子器件在汽車中所占的比例大幅度提高，這使汽車在舒適性、安全性、駕駛操縱行等方面大為改善。隨著能源、排放、安全等法規(guī)不斷強(qiáng)化和完善，以及人們對舒適、豪華、便利的不斷追求，對汽車性能提出了越來越高的、幾乎是苛刻的要求，而電子技術(shù)的發(fā)展使汽車性能進(jìn)一步提高和改善成為了現(xiàn)實。 汽車發(fā)展到今天，機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展空間已經(jīng)非常有限，只有引進(jìn)電子技術(shù)，汽車的性能及安全、舒適、環(huán)保等指標(biāo)才能進(jìn)一步提高。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，幾乎所有先進(jìn)的電子信息技術(shù)及設(shè)備均可應(yīng)用在汽車上。 業(yè)內(nèi)專家預(yù)言，在21世紀(jì)，汽車的概念將發(fā)生質(zhì)的變化——現(xiàn)在汽車是帶有一些電子控制的機(jī)械裝置，而將來的汽車將轉(zhuǎn)變?yōu)閹в幸恍┹o助機(jī)械的電子裝置，汽車的主要部分將向消費類電子產(chǎn)品轉(zhuǎn)移。 汽車底盤控制電子系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用將越來越普遍，這對汽車的使用與維修提出了更高的要求。因此，檢修這些裝備了電子裝置的汽車，除需要具備相應(yīng)的機(jī)械知識外，還需要具備電子技術(shù)和電子設(shè)備知識及故障檢修基本技能。 2、懸架的基本功能 汽車的懸架裝置是連接車身和車輪之間全部零件和部件的總稱，主要由彈簧(如板簧、螺旋彈簧、扭桿等)、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。當(dāng)汽車行駛在不同路面上而使車輪受到隨機(jī)激勵時，由于懸架裝置實現(xiàn)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(wěn)定性，達(dá)到提高平均行駛速度的目的。圖表示了由螺旋彈簧和液壓筒式減振器所組成的普通懸架，這種懸架當(dāng)結(jié)構(gòu)確定后，其彈簧剛度K和減振器的阻尼系數(shù)C在汽車行駛過程中都不能人為地加以控制改變，即具有固定的懸架剛度和阻尼系數(shù)，因而也稱之為被動懸架。這種懸架所產(chǎn)生的彈性力和”阻尼力由道路和車速等條件決定，雖然不能適應(yīng)廣泛的道路狀況，但因其加工容易、成本低，目前仍然是汽車上的主導(dǎo)裝備產(chǎn)品。 　　汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性是衡量懸架性能好壞的主要指標(biāo)，但這兩個方面是相互排斥的性能要求。平順性一般通過車體或車身某個部位(如車底板、司機(jī)座椅處等)的加速度響應(yīng)來評價，操縱穩(wěn)定性則可以借助車輪的動載來度量。圖5.1.2表示出的彈簧剛度和減振器阻尼不同時車體加速度與輪胎負(fù)荷變化之間的關(guān)系。例如，若降低彈簧的剛度，則車體加速度減小使平順性變好，但同時會導(dǎo)致車體位移的增加，由此產(chǎn)生車體重心的變動將引起輪胎負(fù)荷變化的增加，對操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響；另一方面，增加彈簧剛度會提高操縱穩(wěn)定性，但硬的彈簧將導(dǎo)致汽車對路面不平度很敏感。，使平順性降低。因此，理想的懸架應(yīng)在不同的使用條件下具有不同的彈簧剛度和減振器阻尼，既能滿足平順性要求又能滿足操縱穩(wěn)定性要求。被動懸架因具有固定的懸架剛度和阻尼系數(shù)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上只能在滿足平順性和操縱穩(wěn)定性之間矛盾的折衷，無法達(dá)到懸架控制的理想目標(biāo)。如圖所示，賽車由于行駛速度高，道路條件復(fù)雜多變，需要確保良好的操縱穩(wěn)定性，為此以犧牲一定的平順性為代價；豪華轎車一般行駛環(huán)境良好，為確保良好的平順性，則以犧牲一定的操縱穩(wěn)定性為代價。為了使被動懸架能夠?qū)Σ煌牡缆窏l件具有一定的適應(yīng)性，通常將懸架的剛度和減振器的阻尼設(shè)計成具有一定程度的非線性，如采用變節(jié)距螺旋彈簧和三級阻力控制的液壓減振器等。 　　圖所示為一種汽車被動懸架中常用的雙筒液壓減振器，以液壓油液為工作介質(zhì)，由于液體流過節(jié)流閥時產(chǎn)生與車體和車輪振動速度相反方向的節(jié)流阻力，從而起到衰減車體和車輪振動的效果。減振器工作時，將工作缸和活塞相對遠(yuǎn)離(相應(yīng)于車輪彈向地面)的過程叫作復(fù)原行程，而把工作缸和活塞相對移近(相應(yīng)于車輪彈向車體)的過程叫作壓縮行程。汽車行駛時，減振器處于“壓縮一復(fù)原”兩個行程的連續(xù)交變過程中，工作液體流經(jīng)工作缸中的活塞閥和工作缸與儲油腔之間的底閥系，兩個閥系之間的相互協(xié)調(diào)配合便構(gòu)成了產(chǎn)生始終與振動方向相反的減振阻力。 減振器所產(chǎn)生的阻尼力隨著其工作速度(定義為活塞與工作缸筒的相對速度)變化的關(guān)系稱為減振器的速度特性。如圖5.1.4所示。速度特性是評價減振器性能好壞和進(jìn)行懸架匹配設(shè)計的基礎(chǔ)。圖中的Fe和Ve代表復(fù)原阻力和復(fù)原速度，F(xiàn)c和Vc代表壓縮阻力和壓縮速度。當(dāng)速度相同時，通常Fc=(0.25～0.50)Fe。圖示的速度特性曲線可分為三個階段，即常通孔節(jié)流階段，此時阻尼系數(shù)為Ce和Cc，且有Fe=Cev，F(xiàn)c＝Ccv；以后是以彈性元件控制閥門進(jìn)行節(jié)流的階段，也有一個近似線性的阻尼系數(shù)(可以用Ce和Cc來表示)，第三是彈性元件達(dá)到最大的變形量，控制閥達(dá)到最大開度的階段，此時以較大的常通孔節(jié)流為基礎(chǔ)，形成更高的工作阻力，并且有近似線性的阻尼系數(shù)(可以用Ce和Cc來表示)。這樣，可把整個非線性速度特性看成是分段線性的。由于在不同的階段減振器所提供的阻尼力不同，這三種速度階段的阻尼力變化關(guān)系也稱為被動懸架的“三級阻力控制”。阻力隨速度變化關(guān)系的好壞直接影響著汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。低工作速度階段對應(yīng)于低車速或較好路面，此時以平順性為主要矛盾，所提供的阻尼力較低，高工作速度階段對應(yīng)于高車速或較壞路面，此時以操縱穩(wěn)定性為主要矛盾，所提供的阻尼力較高。 電子控制汽車懸架的基本目的是通過控制調(diào)節(jié)懸架的剛度和減振器阻尼，突破被動懸架的局限區(qū)域；使汽車的懸架特性與行駛的道路狀況相適應(yīng)，保證平順性和操縱穩(wěn)定性兩個相互排斥的性能要求都能得到滿足。目前，采用電子控制的懸架主要有主動和半主動懸架兩種，電子控制的半主動懸架已經(jīng)達(dá)到了商品化的程度，而主動懸架目前還處在以理論研究和樣機(jī)研制為主的階段。 3、主動懸架 由于被動懸架設(shè)計的出發(fā)點是在滿足汽車平順性和操縱穩(wěn)定性之間進(jìn)行折衷，所以，對于不同的使用要求，只能是在滿足主要性能要求的，基礎(chǔ)上犧牲次要性能，無法適應(yīng)廣泛的性能需求和道路條件。盡管被動懸架在設(shè)計上以不斷改進(jìn)被動元件而實現(xiàn)了低成本、高可靠性的目標(biāo)，但始終無法徹底解決同時滿足平順性和操縱穩(wěn)定性之間相矛盾的要求。為此，自60年代起產(chǎn)生了主動懸架的概念，并且隨著現(xiàn)代控制理論和電子技術(shù)的發(fā)展及其在汽車上的廣泛應(yīng)用，為從根本上 解決平順性和操縱穩(wěn)定性之間相矛盾的要求展示出了新的途徑。 　　主動懸架的組成如圖所示，采用電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)取代了被動懸架的彈簧和減振器。主動懸架既無固定的剛度又無固定的阻尼系數(shù)，可以隨著道路條件的變化和行駛需要的不同要求而自動地改變彈簧剛度和減振器阻尼系數(shù)。能夠?qū)崿F(xiàn)對每個車輪進(jìn)行單獨控制，是懸架控制的最終目標(biāo)。主動懸架一般包括決策和執(zhí)行兩大部分，決策部分由ECU和傳感器等組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測道路條件、汽車的運行狀態(tài)和駕駛員的需求，按照所設(shè)定的控制規(guī)律向執(zhí)行機(jī)構(gòu)適時地發(fā)出控制命令；執(zhí)行部分包含裝在每個車輪上的電液執(zhí) 4、懸架的結(jié)構(gòu)介紹 簡單說來，汽車懸掛包括彈性元件、減振器和導(dǎo)向裝置三部分，分別起緩沖、減振和受力傳遞的作用。 從轎車上來講，彈性元件多指螺旋彈簧，它只承受垂直載荷，緩和及抑制不平路面對車體的沖擊，具有占用空間小、質(zhì)量小、無需潤滑的優(yōu)點，但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。減振器又指液力減振器，其功能是為加速衰減車身的振動，它也是懸掛系統(tǒng)中最精密和復(fù)雜的機(jī)械件。導(dǎo)向裝置則是指車架的上下擺臂等叉形鋼架、轉(zhuǎn)向節(jié)等元件，用來傳遞縱向力、側(cè)向力及力矩，并保證車輪相對于車架有確定的相對運動規(guī)律. 5、懸架分類 (l)非獨立式懸掛：將非獨立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端，這樣當(dāng)一邊車輪運轉(zhuǎn)跳動時，就會影響另一側(cè)車輪也作出相應(yīng)的跳動，使整個車身振動或傾斜。采取這種懸掛系統(tǒng)的汽車一般平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于其構(gòu)造較簡單，承載力大，該懸掛多用于載重汽車、普通客車和一些其他特種車輛上。 (2)獨立式懸掛：獨立懸掛的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨立地安裝在車架下面，這樣當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動時，另一邊車輪不受波及，車身的震動大為減少，汽車舒適性也得以很大的提升，尤其在高速路面行駛時，它還可提高汽車的行駛穩(wěn)定性。不過，這種懸掛構(gòu)造較復(fù)雜，承載力小，還會連帶使汽車的驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變得復(fù)雜起來。目前大多數(shù)轎車的前后懸掛都采用了獨立懸掛的形式，并已成為一種發(fā)展趨勢。 獨立懸掛的結(jié)構(gòu)分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種，其中燭式和麥弗遜式形狀相似，兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起，但因結(jié)構(gòu)不同又有重大區(qū)別。燭式采用車輪沿主銷軸方向移動的懸掛形式，形狀似燭形而得名，特點是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動而變化，有利于汽車的操控和穩(wěn)定性。麥弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸掛形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動，特點是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化，與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡單、布置緊湊、前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，目前轎車使用最多的獨立懸掛是麥弗遜式懸掛。 彈性元件優(yōu)劣各異 (1)鋼板彈簧：由多片不等長和不等曲率的鋼板疊合而成。安裝好后兩端自然向上彎曲。鋼板彈簧除具有緩沖作用外，還有一定的減振作用，縱向布置時還具有導(dǎo)向傳力的作用。非獨立懸掛大多采用鋼板彈簧做彈性元件，可省去導(dǎo)向裝置和減振器，結(jié)構(gòu)簡單。 (2)螺旋彈簧：只具備緩沖作用，多用于轎車獨立懸掛裝置。由于沒有減振和傳力的功能，還必須設(shè)有專門的減振器和導(dǎo)向裝置。 (3)油氣彈簧：以氣體作為彈性介質(zhì)，液體作為傳力介質(zhì)，它不但具有良好的緩沖能力，還具有減振作用，同時還可調(diào)節(jié)車架的高度，適用于重型車輛和大客車使用。 (4)扭桿彈簧：將用彈簧桿做成的扭桿一端固定于車架，另一端通過擺臂與車輪相連，利用車輪跳動時扭桿的扭轉(zhuǎn)變形起到緩沖作用，適合于獨立懸掛使用。 筒式減振器更受歡迎 減振器上端與車身或者車架相連，下端與車橋相連。當(dāng)轎車在不平坦路上行駛，車身會發(fā)生振動，減振器能迅速衰減車身振動，利用本身油液流動的阻力來消耗振動的能量?，F(xiàn)代轎車大多都是采用筒式減振器，當(dāng)車架與車軸相對運動時，減振器內(nèi)的油液與孔壁間的摩擦形成了對車身振動的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。阻尼力會將車身的振動能轉(zhuǎn)化為熱能，被油液和殼體所吸收。人們?yōu)榱烁玫貙崿F(xiàn)轎車的行駛平穩(wěn)性和安全性，將阻尼系數(shù)不固定在某一數(shù)值上，而是隨轎車運行的狀態(tài)而變化，使懸掛性能總是處在最優(yōu)的狀態(tài)附近。因此，有些轎車的減振器是可調(diào)式的可根據(jù)傳感器信號自動選擇. 傳力裝置必須另設(shè)獨立懸掛上的彈性元件，大多只能傳遞垂直載荷而不能傳遞縱向力和橫向力，必須另設(shè)導(dǎo)向傳力裝置，如上、下擺臂和縱向、橫向穩(wěn)定器等。 目前這些懸掛在中高級及以下車型上普遍運用，特別是麥弗遜式懸掛作為一種經(jīng)典的懸架系統(tǒng)在小車上基本成為了標(biāo)配的前懸，而后懸掛系統(tǒng)目前小車上多是運用扭力梁式懸掛系統(tǒng)。而在高級點的就是雙叉臂式獨立懸掛。而名聲和質(zhì)量最高的要算多連桿式獨立懸掛了。 5.1、麥弗遜式懸掛 麥弗遜（Macphersan）式懸掛是獨立懸掛的一種，是當(dāng)今最為流行的獨立懸掛之一，一般用于轎車的前輪。簡單地說，麥弗遜式懸掛的主要結(jié)構(gòu)即是由螺旋彈簧加上減震器組成，減震器可以避免螺旋彈簧受力時向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的振動，并可以用減震器的行程長短及松緊，來設(shè)定懸掛的軟硬及性能。 雖然麥弗遜式懸掛在行車舒適性上的表現(xiàn)令人滿意，其結(jié)構(gòu)體積不大，可有效擴(kuò)大車內(nèi)乘坐空間，但也由于其構(gòu)造為直筒式，對左右方向的沖擊缺乏阻擋力，抗剎車點頭作用較差。 麥弗遜式懸掛是因應(yīng)前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動（FF）車型的出現(xiàn)而誕生的。FF車型不僅要求發(fā)動機(jī)要橫向放置，而且還要增加變速箱、差速器、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)，以往的前懸掛空間不得不加以壓縮并大幅刪掉，因此工程師才設(shè)計出節(jié)省空間、成本低的麥弗遜式懸掛，以符合汽車需求?，F(xiàn)在一般轎車的前后懸掛基本都是麥弗遜式或其變型。 麥弗遜（Mcpherson）是個人名。他是美國伊利諾斯州人，1891年生。大學(xué)畢業(yè)后他曾在歐洲搞了多年的航空發(fā)動機(jī)，并于1924年加入通用汽車公司的工程中心。30年代，通用的雪佛蘭公司想設(shè)計一種真正的小型汽車，總設(shè)計師就是麥弗遜。他對設(shè)計小型轎車非常感興趣，目標(biāo)是將這種四座轎車的質(zhì)量控制在0.9噸以內(nèi)，軸距控制在2.74米以內(nèi)，設(shè)計的關(guān)鍵是懸掛。麥弗遜一改當(dāng)時盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸掛方式，創(chuàng)造性地將減振器和螺旋彈簧組合在一起，裝在前軸上。實踐證明這種懸掛形式構(gòu)造簡單，占用空間小，而且操縱性很好。后來，麥弗遜跳槽到福特，1950年福特在英國的子公司生產(chǎn)的兩款車，是世界上首次使用麥弗遜懸掛的商品車。麥弗遜懸掛由于構(gòu)造簡單，性能優(yōu)越的緣故，被行家譽(yù)為經(jīng)典的設(shè)計。 5.2、拖曳臂式懸掛 拖曳臂式懸掛本身具有非獨立懸掛的存在的缺點但同時也兼有獨立懸掛的優(yōu)點，拖曳臂式懸掛的最大優(yōu)點是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化，避震器不發(fā)生彎曲應(yīng)力，所以摩擦小。這種懸掛的舒適性和操控性均有限，當(dāng)其剎車時除了車頭較重會往下沉外，拖曳臂懸掛的后輪也會往下沉平衡車身，無法提供精準(zhǔn)的幾何控制。 不同廠家對這種懸掛的稱謂不同：如：縱臂扭轉(zhuǎn)梁獨立懸掛，縱臂扭轉(zhuǎn)梁非獨立懸掛，H型縱向擺臂懸掛等等。歸根結(jié)底他們都是同一種懸掛結(jié)構(gòu)——拖曳臂式懸掛，只是調(diào)教稍有不同。 在拖曳臂式懸掛的設(shè)計過程中，橫梁在縱臂上的安裝位置不同其表現(xiàn)出來的性能會非常的大，若橫梁安裝越靠近縱臂與車身的連接點，車子的舒適性就會越好但轉(zhuǎn)彎時的側(cè)傾也會大些。若橫梁的安裝在越靠近縱臂接近車輪中心，舒適性能會大打折扣，表現(xiàn)出來的特性則是以通過性和承載性為主。也更接近整體橋的設(shè)計。國內(nèi)采用拖曳臂式后懸掛的主要有：東風(fēng)標(biāo)致206、廣州本田飛度、一汽豐田卡羅拉、上海大眾桑塔納等。 拖曳臂式懸掛系統(tǒng)是專為后輪設(shè)計的懸掛系統(tǒng)，像標(biāo)致車系、雪鐵龍車系、歐寶車系等歐洲轎車比較喜歡采用這種懸掛系統(tǒng)。對于拖曳臂式懸吊的復(fù)雜結(jié)構(gòu)由于專業(yè)性過強(qiáng)，我們在此不作介紹。您只需要了解拖曳臂式懸掛系統(tǒng)的最大優(yōu)點是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化，避震器不發(fā)生彎曲應(yīng)力，所以摩擦小，乘坐性佳，當(dāng)其剎車時除了車頭較重會往下沉外，拖曳臂懸吊的后輪也會往下沉平衡車身；而其缺點是無法提供精準(zhǔn)的幾何控制。所以某些車廠就會結(jié)合一些連桿來解決，形成復(fù)雜的多連桿懸掛。 5.3、多連桿懸掛 多連桿懸掛系統(tǒng)，又分為5連桿后懸掛和4連桿前懸掛系統(tǒng)。顧名思義，5連桿后懸掛系統(tǒng)包含5條連桿，分別為控制臂、后置定位臂、上臂、下臂和前置定位臂，其中控制臂可以調(diào)整后輪前束。5連桿懸掛的優(yōu)點是構(gòu)造簡單、重量輕，減少懸掛系統(tǒng)占用的空間。5連桿后懸掛能實現(xiàn)主銷后傾角的最佳位置，大幅度減少來自路面的前后方向力，從而改善加速和制動時的平順性和舒適性，同時也保證了直線行駛的穩(wěn)定性，因為由螺旋彈簧拉伸或壓縮導(dǎo)致的車輪橫向偏移量很小，不易造成非直線行駛。在車輛轉(zhuǎn)彎或制動時，5連桿后懸掛結(jié)構(gòu)可使后輪形成正前束，提高了車輛的控制性能，減少轉(zhuǎn)向不足的情況。同時緊湊的結(jié)構(gòu)增加了后排座椅和行李廂空間。 由于這種懸掛優(yōu)點顯著，易于調(diào)整，因而受到廣泛的歡迎。而全新的4連桿前懸掛系統(tǒng)多用于豪華轎車，它通過運動學(xué)原理巧妙地將牽引力、制動力和轉(zhuǎn)向力分離，同時賦予車輛精確的轉(zhuǎn)向控制。4連桿式懸掛系統(tǒng)在奧迪A4、A6以及中華轎車上都可以看到。所以車主們在選購輕巧型轎車的時候，懸掛的最佳搭配應(yīng)該是前輪麥佛遜式或者燭式懸掛系統(tǒng)，后輪拖曳臂式懸掛系統(tǒng)，如果是非獨立懸掛的最好不要采用。在選購高檔車輛的時候不用說當(dāng)然是選擇多連桿的懸掛系統(tǒng)了。 5.4、主動懸掛系統(tǒng) 主動懸掛系統(tǒng)是近十幾年發(fā)展起來的、由電腦控制的一種新型懸掛系統(tǒng)。它匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。例如裝置了主動懸掛系統(tǒng)的法國雪鐵龍桑蒂雅，該車懸掛系統(tǒng)系統(tǒng)的中樞是一個微電腦，懸掛系統(tǒng)上的5種傳感器分別向微電腦傳送車速、前輪制動壓力、踏動油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度等數(shù)據(jù)。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較，選擇相應(yīng)的懸掛系統(tǒng)狀態(tài)。同時，微電腦獨立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件，通過控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動，從而能在任何時候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸掛系統(tǒng)運動。因此，桑蒂雅轎車備有多種駕駛模式選擇，駕車者只要扳動位于副儀表板上的“正?！被颉斑\動”按鈕，轎車就會自動設(shè)置在最佳的懸掛系統(tǒng)狀態(tài)，以求最好的舒適性能。 主動懸掛系統(tǒng)具有控制車身運動的功能。當(dāng)汽車制動或拐彎時的慣性引起彈簧變形時，主動懸掛系統(tǒng)會產(chǎn)生一個與慣力相對抗的力，減少車身位置的變化。例如德國奔馳2000款Cl型跑車，當(dāng)車輛拐彎時懸掛系統(tǒng)傳感器會立即檢測出車身的傾斜和橫向加速度。電腦根據(jù)傳感器的信息，與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較計算，立即確定在什么位置上將多大的負(fù)載加到懸掛系統(tǒng)上，使車身的傾斜減到最小。 主動懸掛系統(tǒng)能根據(jù)需要改變汽車的懸掛狀態(tài)，從而使原本運動與舒適無法兼顧的情況得到徹底改善。 5.5、空氣懸架 5.5.1、空氣懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1、空氣懸架系統(tǒng)包括空氣彈簧、減振器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和車身高度控制系統(tǒng)。 2、空氣懸架系統(tǒng)一般采用囊式空氣彈簧。 3、減振器主要用來衰減車身的振動。 4、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由縱向推力桿和橫向推力桿等組成，用來傳遞車身和車橋之間的縱向力、側(cè)向力及驅(qū)動、制動時產(chǎn)生的力矩。 5、車身高度控制系統(tǒng)分為機(jī)械式控制系統(tǒng)和電控控制系統(tǒng)。 空氣懸架系統(tǒng)的原理 利用空氣彈簧內(nèi)密閉氣體受壓縮后的剛性遞增性，也就是隨著空氣彈簧不斷被壓縮，其剛度逐漸增加，同時，其內(nèi)部氣體隨空氣彈簧被壓縮或拉長而壓入或排出，導(dǎo)致空氣懸架系統(tǒng)具有接近理想的動態(tài)彈性特性。 5.5.2、空氣懸架系統(tǒng)的主要特點 1、當(dāng)客車乘員的數(shù)量和貨車的載重量變化及汽車處在各種運動狀態(tài)時，可實現(xiàn)車身高度的自動調(diào)節(jié)。 2、空氣彈簧具有相對恒定的低自然振動頻率，可以提高汽車行駛的平順性。 3、改善路面不平度激勵向車身的傳遞，減少不良振動造成汽車零部件的早期損壞。 4、對道路的磨損量可以減少50%，道路粗糙狀態(tài)可以改善15%。 5、通過空氣彈簧內(nèi)氣體的連通原理，可以方便地實現(xiàn)多橋軸荷和制動力的平衡。 6、當(dāng)汽車發(fā)生偏載時，汽車仍可以保持水平。 7、延長汽車及其零部件的使用壽命，減少維修停工時間，提高汽車的營運效率。 中國市場上的車用空氣懸架系統(tǒng)的種類 第一類：是隨著引進(jìn)車型整體進(jìn)入中國市場上的空氣懸架系統(tǒng)。西安沃爾沃、常州依維柯、亞星奔馳等引進(jìn)車型上的空氣懸架系統(tǒng)就屬于這一類。這一類在中國車用空氣懸架系統(tǒng)市場上占有主導(dǎo)地位。 第二類：是直接從國外引進(jìn)的車用空氣懸架系統(tǒng)。這一類車用空氣懸架系統(tǒng)供貨周期一般在三個月以上，難以適應(yīng)中國人在一個月以內(nèi)供貨的習(xí)慣，而且運輸成本高。其最大的弊病是在中國不服水土，因為進(jìn)口空氣懸架系統(tǒng)是國外企業(yè)按照國外的路況、車況和運輸特點設(shè)計的，和中國的路況、車況和運輸特點不相匹配。中國有的企業(yè)在自己生產(chǎn)的汽車上用了進(jìn)口空氣懸架系統(tǒng)，卻陷入了非常尷尬的境地。 第三類：是有的企業(yè)以引進(jìn)消化吸收國外先進(jìn)的車用空氣懸架系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，兼顧中國汽車狀況、道路情況和運輸特點，堅持先進(jìn)性和可靠性相結(jié)合的原則，依據(jù)用戶的具體車型進(jìn)行二次開發(fā)和個性化設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)匹配的合理性和科學(xué)性，量體裁衣，改善底盤的整體性能。 5.5.3、空氣懸架系統(tǒng)的優(yōu)缺點 與大多數(shù)轎車目前采用的傳統(tǒng)的不可變高度的螺旋彈簧懸掛系統(tǒng)相比，空氣懸掛系統(tǒng)可以根據(jù)道路的起伏不同調(diào)高或調(diào)低底盤高度，使得車輛能夠適應(yīng)多種路況條件下的駕駛需求。出于這種設(shè)計目的，空氣懸掛系統(tǒng)多用于經(jīng)常在惡劣的路況條件下行駛的越野車上，以保證車輛能夠順利地通過泥濘、涉水、砂石等路面。空氣懸掛系統(tǒng)是一種很先進(jìn)實用的配置，但是卻很“脆弱”。由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其出現(xiàn)故障的幾率和頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于螺旋彈簧懸掛系統(tǒng)，而用空氣作為調(diào)整底盤高度的“推進(jìn)動力”，減振器的密封性還需要進(jìn)一步提高，倘若空氣減振器出現(xiàn)漏氣，那么整個系統(tǒng)就將處于“癱瘓”狀態(tài)。而且如果頻繁地調(diào)整底盤高度，還有可能造成氣泵系統(tǒng)局部過熱，會大大縮短氣泵的使用壽命。 懸架簡單說就是連接車輪和車身的那一套東西。有時也說懸掛，英國話叫suspension。懸架很重要，評價車好不好，首先兩個基本要求：操控性和平順性。懸架對這兩項性能都起到至關(guān)重要的作用。所以，搞汽車的人都說，先有好的懸架再有好的整車。懸架的作用除了減震，還要控制車輪的跳動，這個控制不是不讓車輪不跳動，而是引導(dǎo)車輪跳動。車輪跳動對汽車的操控性影響很大。