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敢叫板多連桿?扭力梁+瓦特連桿組合

2018-06-19 09:56
FutureCar
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敢叫板多連桿?扭力梁+瓦特連桿組合

關(guān)于扭力梁懸掛,已經(jīng)非常熟悉了,扭力梁式后懸架常見(jiàn)于在發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)(FF)的車型。其外觀與作動(dòng)方式類似于拖曳臂式,只是在連接左右輪的下支架中間以一根粗大的梁連接,而梁的兩側(cè)拖曳臂用于為前后方向定位,整個(gè)懸架系統(tǒng)以拖曳臂的前端與車身連結(jié),在梁的上方有用來(lái)做為橫向定位的連桿,看起來(lái)就像H型。在車身傾斜時(shí)因扭力梁車軸的扭曲,使車輪的傾角會(huì)有變化。由于扭力梁式后懸架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,容易維修且占用車底空間較小,可降低車底盤的高度,從而車內(nèi)空間得以增加,因而常用于小型車。又因?yàn)槠鋭傂詮?qiáng),負(fù)載大的特點(diǎn)也常被用于純種越野車和載重貨車上。

扭力梁式后懸架的左右拖曳臂通過(guò)的中間扭力梁連接,使得懸架看起來(lái)像H型,懸架系統(tǒng)通過(guò)拖曳臂的前端與車身連結(jié)。因?yàn)橥弦繁鄣膭傂源螅ǔ2挥门渲脵M向連桿。而在車身傾斜時(shí)由于扭力梁車軸的扭曲,會(huì)影響車輪傾角的變化。其缺陷便在于,左右兩側(cè)在彈跳時(shí)會(huì)產(chǎn)生互相牽制,劇烈轉(zhuǎn)向時(shí)甚至?xí)l(fā)生舉腳的狀況,而且因?yàn)闊o(wú)法調(diào)整定位角度,影響了汽車的操控性。

敢叫板多連桿?扭力梁+瓦特連桿組合

就因?yàn)榕ちα簯覓熳笥覂蓚?cè)在彈跳時(shí)會(huì)產(chǎn)生互相牽制的特點(diǎn),造成了車輛在高速行駛中的不穩(wěn)定性,所以就要提到今天的主角瓦特連桿了,瓦特連桿并不是最近的新發(fā)明早在18世紀(jì)就已經(jīng)發(fā)明了,發(fā)明它的人就是英國(guó)著名的工程師詹姆斯·瓦特,他的發(fā)明還包括改進(jìn)蒸汽機(jī),直接推動(dòng)了人類進(jìn)入工業(yè)時(shí)代的步伐,最早將扭力梁懸掛和瓦特連桿結(jié)合起來(lái)的是歐寶汽車,并此還申請(qǐng)了專利。

扭力梁+ 瓦特連桿在結(jié)構(gòu)上是很簡(jiǎn)單的,后懸架上左右各增加的一根推桿,兩根推桿通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)連接,相互作用,彼此限制活動(dòng)范圍,于是便能減小兩側(cè)懸架的壓縮和伸張幅度,扭力梁懸架+瓦特連桿能夠保證懸掛在轉(zhuǎn)向時(shí)向車輛受迫一側(cè)的后輪輸出支撐力,并向另一側(cè)后輪輸出相同的反向拉力,從而保持兩側(cè)后輪擁有平穩(wěn)的抓地力,有效減少側(cè)傾。

在極速過(guò)彎時(shí),兩根連桿會(huì)依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)自動(dòng)地相互作用,為外側(cè)車輪提供更多的支撐,避免車輪過(guò)多的形變,同時(shí)還可以有效避免極端情況下內(nèi)側(cè)車輪失去附著力。這種支撐性不僅讓駕駛感更運(yùn)動(dòng),而且還能實(shí)打?qū)嵉靥嵘^(guò)彎特性和主動(dòng)安全性。

瓦特連桿的特性

采用瓦特連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能夠讓兩個(gè)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)盡可能地保證在一個(gè)直線上(圖中藍(lán)色件中點(diǎn)相對(duì)于兩端橙色固定塊的運(yùn)動(dòng)路徑近似為一條直線)

在懸掛系統(tǒng)中的作用

在瓦特連桿的作用下,車身和車軸間的相對(duì)移動(dòng)(注意是移動(dòng),不包括類似側(cè)傾這樣的轉(zhuǎn)動(dòng))能夠盡可能地保持在垂直方向上,即沒(méi)有側(cè)向的移動(dòng)。而如果沒(méi)有了瓦特連桿,車身和車軸的垂直運(yùn)動(dòng)只能靠下圖藍(lán)圈里面的橡膠襯套保證。

瓦特連桿有兩種安裝方式:搖臂安裝在車橋上和搖臂安裝在車身上。

瓦特連桿在這里成了一個(gè)特別的“橫向穩(wěn)定桿”,它是如何實(shí)現(xiàn)橫向穩(wěn)定桿的作用的呢?

敢叫板多連桿?扭力梁+瓦特連桿組合

假設(shè)汽車向右急轉(zhuǎn),車身會(huì)發(fā)生如圖逆時(shí)針?lè)较虻膫?cè)傾,則左輪相對(duì)于車身上跳,右輪相對(duì)于車身下跳。左輪上跳會(huì)導(dǎo)致桿1有往上頂?shù)牧Γ瑮U1往上頂又導(dǎo)致桿2有如圖方向頂橫向穩(wěn)定桿的力;同理,由于右輪下跳,會(huì)導(dǎo)致桿3有如圖方向拉橫向穩(wěn)定桿的力。這個(gè)過(guò)程雖然不會(huì)導(dǎo)致橫向穩(wěn)定桿轉(zhuǎn)動(dòng),但會(huì)使其受力變彎。由于力的作用是相互的,橫向穩(wěn)定桿受力變彎,同時(shí)也阻礙了左輪的上跳和右輪的下跳,從而實(shí)現(xiàn)車身姿態(tài)的穩(wěn)定。

雪佛蘭官方介紹的四大特點(diǎn):1、由于有防傾桿的作用,所以不必用很硬的彈簧,來(lái)防止轉(zhuǎn)向時(shí)候的過(guò)大側(cè)傾(也即官方說(shuō)的舒適性和操穩(wěn)性能夠分別優(yōu)化);2、維持側(cè)向運(yùn)動(dòng)的控制和穩(wěn)定(上述瓦特連桿作用1就是保證“車身和車軸間的相對(duì)移動(dòng)盡可能地在垂直方向上”);3、維持車軸位于車身正下方(其實(shí)還是上述瓦特連桿作用1);4、可靈活設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)側(cè)傾率和側(cè)傾轉(zhuǎn)向特性

總之,扭力梁和瓦特連桿的結(jié)合確實(shí)起到了抑制側(cè)傾,保持車輛穩(wěn)定性的效果,但是這樣的效果在低速下是不明顯的,而且還會(huì)增加車輛自重,在現(xiàn)在注重車輛輕量化的今天確實(shí)不占優(yōu)勢(shì)。

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