汽車 懸架 底盤的案例
淺談汽車懸架設(shè)計(jì)的發(fā)展與趨勢(shì)
摘要：近年來(lái)在世界汽車工業(yè)中，都在努力改進(jìn)汽車的操控穩(wěn)定性和平順性。對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域，懸架的影響力最大。在以往懸架設(shè)計(jì)中主要根據(jù)設(shè)計(jì)者相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和主觀感知進(jìn)行懸架設(shè)計(jì)及性能評(píng)價(jià)。這樣就需要設(shè)計(jì)者有豐富的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，但是往往精度及效率不高難以滿足日益加速的設(shè)計(jì)需求。然而目前懸架設(shè)計(jì)研究中，推薦了一種新的設(shè)計(jì)方法，來(lái)代替那種靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)，這種概念可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的方法來(lái)定量地評(píng)價(jià)懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況。汽車懸架設(shè)計(jì)是底盤設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，對(duì)于保證整個(gè)車體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有重要意義。因此，對(duì)汽車懸架的設(shè)計(jì)分析、底盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及提高整車的操穩(wěn)性具有指導(dǎo)意義。本文針對(duì)當(dāng)前國(guó)產(chǎn)汽車的懸架設(shè)計(jì)現(xiàn)狀和特性進(jìn)行分析，探究汽車前懸架的設(shè)計(jì)走向。
關(guān)鍵詞：汽車懸架 設(shè)計(jì)走向 仿真 設(shè)計(jì)
1 前言
在人們對(duì)汽車駕駛性能要求日益重視的情況下，汽車前懸架性能分析和研究、前懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力仿真學(xué)分析的作用日益突出，這種新的計(jì)算分析方式為汽車前懸架的設(shè)計(jì)提供了一種新的方法和思路。并對(duì)汽車前懸架的集合定位參數(shù)、減震器、襯套、扭桿等組成部分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行分析，使得汽車車輪的角度、前懸架的垂直剛度得到進(jìn)一步改善或強(qiáng)化，改善了前懸架的設(shè)計(jì)。
展開 汽車底盤的電控懸架構(gòu)造
汽車底盤的電控懸架的元器件和工作原理
懸架主要影響汽車的垂直振動(dòng)。傳統(tǒng)的汽車懸架是不可調(diào)整的，在行車中車身高度的變化取決于彈簧的變形。因此就自然存在了一種現(xiàn)象，當(dāng)汽車空載和滿載的時(shí)候，車身的離地間隙是不一樣的。尤其是一些轎車采用比較柔軟的螺旋彈簧，滿載后彈簧的變形行程會(huì)比較大，導(dǎo)致汽車空載和滿載的時(shí)候離地間隙相差有幾十毫米，使汽車的通過(guò)性受到影響。
汽車不同的行駛狀態(tài)對(duì)懸架有不同的要求。一般行駛時(shí)需要柔軟一點(diǎn)的懸架以求舒適感，當(dāng)急轉(zhuǎn)彎及制動(dòng)時(shí)又需要硬一點(diǎn)的懸架以求穩(wěn)定性，兩者之間有矛盾。另外，汽車行駛的不同環(huán)境對(duì)車身高度的要求也是不一樣的。一成不變的懸架無(wú)法滿足這種矛盾的需求，只能采取折中的方式去解決。在電子技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，工程師設(shè)計(jì)出一種可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整的電子控制懸架來(lái)滿足這種需求，這種懸架稱為電控懸架，目前比較常見的是電控空氣懸架形式。
以前空氣懸架多用于大客車上，停車時(shí)懸架下降汽車離地間隙減少，便于乘客上下車，開車時(shí)懸架上升便于通行。這種空氣懸架系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、閥門、彈簧、氣室（氣囊）、減振器所組成。車輛高度直接靠閥門控制氣室的空氣流進(jìn)流出來(lái)調(diào)整。
現(xiàn)在轎車用的電控懸架引入空氣懸架原理和電子控制技術(shù)，將兩者結(jié)合在一起。典型的電控懸架由電子控制元件（ECU）、空氣壓縮機(jī)、車高傳感器、轉(zhuǎn)向角度傳感器、速度傳感器、制動(dòng)傳感器、空氣彈簧元件等組成。
空氣彈簧元件是由電控減振器、閥門、雙氣室所組成。電控減振器頂部有一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)，可通過(guò)它轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)調(diào)整量孔大小的控制桿將阻尼分成多級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)控制阻尼的目的。閥門也充當(dāng)了一個(gè)調(diào)節(jié)氣流的作用，通常雙氣室是連通的，合起來(lái)的總?cè)莘e起著空氣彈簧的作用，比較柔軟；但當(dāng)關(guān)閉雙氣室之間的閥門時(shí)，則以一個(gè)氣室的容量來(lái)承擔(dān)空氣彈簧的作用，就會(huì)變得硬，因此閥門起到控制“彈簧”變軟變硬的作用。
展開 汽車底盤懸架關(guān)鍵部件輕量化設(shè)計(jì)分析
1.底盤懸架概述
底盤懸架是彈性連接車輪和承載系統(tǒng)的裝置，其作用不僅有衰減振動(dòng)、傳遞載荷，還有緩和沖擊，另外，對(duì)處于行駛狀態(tài)的汽車而言，底盤懸架往往可用來(lái)調(diào)節(jié)車身位置，避免安全事故出現(xiàn)。
現(xiàn)將其核心功能概括如下：①向車架傳遞車輪受路面作用所產(chǎn)生應(yīng)力，如支承力、制動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力和側(cè)向反力，當(dāng)然，上述應(yīng)力帶來(lái)的力矩同樣經(jīng)由底盤懸架向車架進(jìn)行傳遞，這點(diǎn)易被忽視；②緩沖并吸收不平路面給行駛中汽車帶來(lái)的沖擊、振動(dòng)，為車載貨物的安全性提供保證，乘坐體驗(yàn)也會(huì)得到一定程度優(yōu)化；③確保車輪和車身的關(guān)系始終滿足動(dòng)態(tài)幾何特征，具體來(lái)說(shuō)，就是車輪按照特定規(guī)律跳動(dòng)，車身自然可以按照預(yù)期軌跡運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)有汽車的底盤懸架，以非獨(dú)立懸架較為常見，該懸架主要分為兩部分，由穩(wěn)定桿、減振器等部件組成的前懸架以及由緩沖塊、平衡軸等部件構(gòu)成的后懸架，其中，后懸架結(jié)構(gòu)以平衡結(jié)構(gòu)為主。
2.輕量化設(shè)計(jì)探究
2.1 優(yōu)化策略
要想使底盤懸梁達(dá)到輕量化設(shè)計(jì)所提出的要求，有關(guān)人員應(yīng)著重考慮結(jié)構(gòu)、工藝及材料的優(yōu)化，以下將逐一對(duì)其進(jìn)行介紹，希望能夠給人以啟發(fā)。
2.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
對(duì)于底盤懸架而言，結(jié)構(gòu)優(yōu)化既能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)目標(biāo)，又可使零件質(zhì)量與成本處于平衡狀態(tài)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)滲透到各行各業(yè)的當(dāng)下，利用計(jì)算機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)和優(yōu)化成為大勢(shì)所趨。隨著尺寸優(yōu)化及形狀優(yōu)化手段被引入，汽車業(yè)可在成本維持不變的前提下，盡量降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量。經(jīng)由CAE 確定材料密度分布優(yōu)化方向，得出符合扭力梁主體需求的方案，通過(guò)對(duì)尺寸加以優(yōu)化，掌握結(jié)構(gòu)、管梁厚度的最佳參數(shù)，可使汽車質(zhì)量顯著降低，這也是輕量化設(shè)計(jì)被提出的初衷。
展開 汽車懸架布置的方案
汽車懸架布置
汽車懸架系統(tǒng)是汽車底盤設(shè)計(jì)的重要組成部分，懸架系統(tǒng)性能的好壞，直接影響到車輛的行駛平順性、操縱穩(wěn)定性以及制動(dòng)轉(zhuǎn)向性能，因此，懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)是轎車設(shè)計(jì)的重要工作。
為了確保所期望的行使特性和直線行使能力以及避免輪胎的過(guò)度磨損，需要規(guī)定所有車輛定位角，包括允許的公差在內(nèi)。僅僅是把空載狀況作為測(cè)量基準(zhǔn)。
(1)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置方案
由于軸荷的變化,及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)干涉都要檢驗(yàn)，懸架的元件需作優(yōu)化, 如減震器、螺旋彈簧校核，調(diào)整其阻尼及剛度,下擺臂長(zhǎng)度調(diào)整, 橫向穩(wěn)定桿重新布置, 縱向拉或推力桿設(shè)計(jì), 副車架需重新設(shè)計(jì),懸架常用結(jié)構(gòu)有幾十種,請(qǐng)?jiān)斠?em>懸架設(shè)計(jì)章節(jié)。
(2) 懸架布置與設(shè)計(jì)硬點(diǎn)獲取
汽車總布置設(shè)計(jì)的目的是為確定汽車懸架設(shè)計(jì)硬點(diǎn)和相關(guān)零部件設(shè)計(jì)硬點(diǎn).在滿足汽車懸架設(shè)計(jì)基本要求情況下先初步布置懸架布置設(shè)計(jì),為精確懸架設(shè)計(jì)及車身等零部件設(shè)計(jì)提供依據(jù)和硬點(diǎn). 在選定某一懸架平臺(tái)基礎(chǔ)上,滿足懸架設(shè)計(jì)初步定位參數(shù),以便得到設(shè)計(jì)硬點(diǎn).懸架主要設(shè)計(jì)定位參數(shù),可初定待懸架詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí), 再優(yōu)化最后結(jié)果.一般轎車按照空載,半載和滿載三種工況分別進(jìn)行優(yōu)化.
在半載狀態(tài)(轎車只乘3人),主銷內(nèi)傾角一般在11~13度公差-0.5~+0.5度, 側(cè)偏移距-10~+10mm;主銷后傾角0~+3度公差-0.3~+0.3之間;車輪外傾角+0~+0.5度公差-0.25~+0.25度.
(3) 汽車懸架尺寸布置及建模要求
(a)總布置建模時(shí)要將沿用件盡力建準(zhǔn),定位面誤差應(yīng)在-0.25~0.25之間,非定位面誤差應(yīng)在-1~+1mm,車輪輪輞定位和按裝面建模精度誤差為-0.25~+0.25mm,轉(zhuǎn)向節(jié)或輪軸輪轂及輪輞按裝平面的建模軸向精度誤差為-0.25~+0.25mm.
(b)轉(zhuǎn)向節(jié)球頭坐標(biāo)定位建模精度空間誤差為-0.25~+0.25mm.
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#汽車懸架#9個(gè)汽車懸架的經(jīng)典姿勢(shì)
1.懸架的概念
首先了解一下什么是懸架：
專業(yè)的說(shuō)是車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱。
懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力等，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動(dòng)、保證乘員的舒適性。
典型的汽車懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、減振器以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，這三部分，分別起緩沖，減振和力的傳遞作用。大多數(shù)懸架都有螺旋彈簧和減振器結(jié)構(gòu)，不過(guò)不同類型的懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)差異卻很大，這也是懸架性能差異的核心構(gòu)件。
2.懸架的分類
根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩種。目前國(guó)內(nèi)的乘用車，前懸架都是獨(dú)立式懸架，只有后懸架才會(huì)出現(xiàn)非獨(dú)立懸架。
3.關(guān)于獨(dú)立懸架
獨(dú)立懸架只要調(diào)教得當(dāng)，在公路性能和操控上是一定會(huì)好于非獨(dú)立懸架。畢竟獨(dú)立懸架每一側(cè)的車輪都是單獨(dú)地通過(guò)彈性懸架系統(tǒng)連接在車架或車身下面的。
優(yōu)點(diǎn)：
質(zhì)量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；
可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；
可以使發(fā)動(dòng)機(jī)位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；
左右車輪單獨(dú)跳動(dòng)，互不相干，能減小車身的傾斜和震動(dòng)。
缺點(diǎn)：
獨(dú)立懸架系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn)，同時(shí)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，會(huì)侵占一些車內(nèi)乘坐空間，當(dāng)然像是翼虎斷軸這類，其實(shí)也是獨(dú)立懸架的問(wèn)題之一，因?yàn)槠鋸?fù)雜性，有一個(gè)零部件質(zhì)量不過(guò)關(guān)就會(huì)造成較為嚴(yán)重的問(wèn)題。
獨(dú)立式懸架種類：
按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨(dú)立懸架系統(tǒng)又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式以及麥弗遜式懸架等。
4.麥弗遜
麥弗遜懸架是目前最為常見的前懸架，也是最為成熟的一種懸架類型，其最大的特點(diǎn)就是體積比較小，有利于對(duì)比較緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)艙布局。不過(guò)也正是由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)側(cè)向不能提供足夠的支撐力度，因此轉(zhuǎn)向側(cè)傾以及剎車點(diǎn)頭現(xiàn)象會(huì)比較明顯。
展開 汽車懸架知識(shí)專題（8）：汽車性能對(duì)懸架的要求
懸架的側(cè)傾角剛度及前后匹配是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。當(dāng)汽車受側(cè)向力作用發(fā)生車身側(cè)傾，若側(cè)傾角過(guò)大，乘客會(huì)感到不安全，不舒適，如側(cè)傾角過(guò)小，車身受到橫向沖擊較大，乘客也會(huì)感到不適，司機(jī)路感不好。所以，整車側(cè)傾角剛度應(yīng)滿足：當(dāng)車身受到0.4g側(cè)向加速度時(shí)，其側(cè)傾角在2.5～4°范圍內(nèi)，汽車有一定不足轉(zhuǎn)向特性，前懸架側(cè)傾角剛度應(yīng)大于后懸架側(cè)傾角剛度。一般前懸架側(cè)傾角剛度與后懸架側(cè)傾角剛度比應(yīng)在1.4～2.6范圍內(nèi)，如前后懸架本身不能滿足上述要求，可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿，提高汽車操縱穩(wěn)定性。
展開 汽車懸架知識(shí)專題（5）：主動(dòng)懸架
現(xiàn)代汽車中的懸架有兩種，一種是從動(dòng)懸架，另一種是主動(dòng)懸架。
從動(dòng)懸架即傳統(tǒng)式的懸架，是由彈簧、減振器（減振筒）、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，它的功能是減弱路面?zhèn)鹘o車身的沖擊力，衰減由沖擊力而引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)。其中彈簧主要起減緩沖擊力的作用，減振器的主要作用是衰減振動(dòng)。由于這種懸架是由外力驅(qū)動(dòng)而起作用的，所以稱為從動(dòng)懸架。
而主動(dòng)懸架的控制環(huán)節(jié)中安裝了能夠產(chǎn)生抽動(dòng)的裝置，采用一種以力抑力的方式來(lái)抑制路面對(duì)車身的沖擊力及車身的傾斜力。由于這種懸架能夠自行產(chǎn)生作用力，因此稱為主動(dòng)懸架。
主動(dòng)懸架是近十幾年發(fā)展起來(lái)的，由電腦控制的一種新型懸架，具備三個(gè)條件：（1）具有能夠產(chǎn)生作用力的動(dòng)力源；（2）執(zhí)行元件能夠傳遞這種作用力并能連續(xù)工作；（3）具有多種傳感器并將有關(guān)數(shù)據(jù)集中到微電腦進(jìn)行運(yùn)算并決定控制方式。因此，主動(dòng)懸架匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識(shí)，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。
例如裝置了主動(dòng)懸架的法國(guó)雪鐵龍桑蒂雅，該車懸架系統(tǒng)的中樞是一個(gè)微電腦，懸架上有5種傳感器，分別向微電腦傳送車速、前輪制動(dòng)壓力、踏動(dòng)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)的懸架狀態(tài)。同時(shí)，微電腦獨(dú)立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件，通過(guò)控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動(dòng)，從而能在任何時(shí)候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸架運(yùn)動(dòng)。因此，桑蒂雅橋車備有多種駕駛模式選擇，駕車者只要扳動(dòng)位于副儀表板上的“正常”或“運(yùn)動(dòng)”按鈕，轎車就會(huì)自動(dòng)設(shè)置在最佳的懸架狀態(tài)，以求最好的舒適性能。
另外，主動(dòng)懸架具有控制車身運(yùn)動(dòng)的功能。當(dāng)汽車制動(dòng)或拐彎時(shí)的慣性引起彈簧變形時(shí)，主動(dòng)懸架會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與慣力相對(duì)抗的力，減少車身位置的變化。
展開 底盤電控系統(tǒng)-CDC半主動(dòng)懸架
引言
隨著汽車電動(dòng)化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于底盤舒適性的要求越來(lái)越高。空氣彈簧和連續(xù)可調(diào)阻尼減振器(CDC)是提高底盤舒適性的強(qiáng)有力配置，越來(lái)越多主機(jī)廠在新車型的配置上搭載空氣彈簧和CDC。本文主要介紹某供應(yīng)商的CDC系統(tǒng)。
系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)由四個(gè)位移傳感器，三個(gè)加速度傳感器，電控單元(ECU)和四個(gè)CDC減振器組成。如圖1所示。位移傳感器測(cè)量每個(gè)車輪與車身的相對(duì)位移，前軸兩個(gè)加速度傳感器和后軸一個(gè)加速度傳感器測(cè)量車身垂直加速度。這些信號(hào)和CAN總線信號(hào)(比如車速、方向盤轉(zhuǎn)角、縱向加速度、側(cè)向加速度等)輸入給ECU，ECU控制軟件根據(jù)控制策略輸出控制電流給減振器以調(diào)節(jié)阻尼力。
圖1 系統(tǒng)架構(gòu)
CDC減振器的阻尼力由基礎(chǔ)閥系和電磁閥產(chǎn)生的阻尼力疊加而成。如圖2所示。
圖2 CDC減振器阻尼力
控制策略
在實(shí)際駕駛工況中，CDC半主動(dòng)系統(tǒng)需要處理多種情景。如圖3所示，包括車輛狀態(tài)，路面輸入和駕駛員輸入。本節(jié)主要介紹路面輸入的控制策略，如圖4所示。
圖3 車輛駕駛場(chǎng)景
圖4 車輛駕駛場(chǎng)景簡(jiǎn)化
CDC控制策略的主要目標(biāo)是保證車輛安全和舒適性，也就是保證輪胎接地、提升車身控制以及最大化舒適性。如圖5所示。而通常輪胎接地和舒適性對(duì)于阻尼力的需求是相互矛盾的，如圖6所示。
圖5 車輛性能目標(biāo)
圖6 阻尼力平衡
為了達(dá)到車輛的性能目標(biāo)，CDC軟件的控制策略由圖7所示的功能模塊組成。
圖7 控制策略功能模塊
為了保證輪胎接地從而保證安全性，需要基礎(chǔ)阻尼力。“Base Current”模塊的功能就是根據(jù)車輛的速度提供基礎(chǔ)阻尼力。
展開 懸架設(shè)計(jì)對(duì)底盤性能的要求
懸架的側(cè)傾角剛度及前后匹配是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。當(dāng)汽車受側(cè)向力作用發(fā)生車身側(cè)傾，若側(cè)傾角過(guò)大，乘客會(huì)感到不安全，不舒適，如側(cè)傾角過(guò)小，車身受到橫向沖擊較大，乘客也會(huì)感到不適，司機(jī)路感不好。所以，整車側(cè)傾角剛度應(yīng)滿足：當(dāng)車身受到0.4g側(cè)向加速度時(shí)，其側(cè)傾角在2.5～4°范圍內(nèi)，汽車有一定不足轉(zhuǎn)向特性，前懸架側(cè)傾角剛度應(yīng)大于后懸架側(cè)傾角剛度。一般前懸架側(cè)傾角剛度與后懸架側(cè)傾角剛度比應(yīng)在1.4～2.6范圍內(nèi)，如前后懸架本身不能滿足上述要求，可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿，提高汽車操縱穩(wěn)定性。
展開 汽車懸架系統(tǒng)專題（7）：圖解各類獨(dú)立懸架
鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架
鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件，由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。如下圖所示。這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中。它中部用U型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過(guò)鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動(dòng)，形成活動(dòng)吊耳。當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能。
為了提高汽車的平順性，有些輕型貨車采用主簧下加裝副簧，實(shí)現(xiàn)漸變剛度鋼板彈簧。如南京汽車工業(yè)公司引進(jìn)的依維柯后懸架。其主簧由厚度為9mm的4片（或3片）和副簧厚度為15mm的2片（或3片）組成幾種車型漸變剛度鋼板彈簧。在小載荷狀況時(shí)，僅主簧起作用，而當(dāng)載荷增到一定值時(shí)，主簧與副簧接觸，共同發(fā)揮作用，懸架剛度得到提高，彈簧特性變?yōu)榉蔷€性的，當(dāng)副簧全部參加工作后，彈簧特性又變成線性的。這類懸架特點(diǎn)是副簧逐漸隨載荷增加而參加工作，因此懸架剛度的變化平穩(wěn)，改善了汽車行駛平順性能。
螺旋彈簧非獨(dú)立懸架
因?yàn)槁菪龔椈勺鳛閺椥栽荒艹惺艽怪陛d荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器。
空氣彈簧非獨(dú)立懸架
汽車在行駛時(shí)由于載荷和路面的變化，要求懸架剛度隨著變化。當(dāng)空車時(shí)車身被抬高，滿載時(shí)車身則被壓得很低，會(huì)出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況。因而對(duì)于不同類型汽車提出不同的要求，礦山及大型客車要求 其空車與滿載時(shí)的車身高度變化不大；對(duì)于轎車要求在好路上降低車身高度，提高車速行駛；在壞路上提高車身，可以增大通過(guò)能力。因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)。空氣彈簧非獨(dú)立懸架可以滿足要求。
如下圖所示。囊式空氣彈簧5的上下端分別固定在車架和車橋上。
展開 底盤平臺(tái)設(shè)計(jì)的靈魂 — 懸架與相關(guān)技術(shù)
底盤平臺(tái)設(shè)計(jì)的靈魂 — 懸架與相關(guān)技術(shù)
汽車懸架知識(shí)專題（4）：電控懸架
懸架主要影響汽車的垂直振動(dòng)。傳統(tǒng)的汽車懸架是不可調(diào)整的，在行車中車身高度的變化取決于彈簧的變形。因此就自然存在了一種現(xiàn)象，當(dāng)汽車空載和滿載的時(shí)候，車身的離地間隙是不一樣的。尤其是一些轎車采用比較柔軟的螺旋彈簧，滿載后彈簧的變形行程會(huì)比較大，導(dǎo)致汽車空載和滿載的時(shí)候離地間隙相差有幾十毫米，使汽車的通過(guò)性受到影響。
汽車不同的行駛狀態(tài)對(duì)懸架有不同的要求。一般行駛時(shí)需要柔軟一點(diǎn)的懸架以求舒適感，當(dāng)急轉(zhuǎn)彎及制動(dòng)時(shí)又需要硬一點(diǎn)的懸架以求穩(wěn)定性，兩者之間有矛盾。另外，汽車行駛的不同環(huán)境對(duì)車身高度的要求也是不一樣的。一成不變的懸架無(wú)法滿足這種矛盾的需求，只能采取折中的方式去解決。在電子技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，工程師設(shè)計(jì)出一種可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整的電子控制懸架來(lái)滿足這種需求，這種懸架稱為電控懸架，目前比較常見的是電控空氣懸架形式。
以前空氣懸架多用于大客車上，停車時(shí)懸架下降汽車離地間隙減少，便于乘客上下車，開車時(shí)懸架上升便于通行。這種空氣懸架系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、閥門、彈簧、氣室（氣囊）、減振器所組成。車輛高度直接K閥門控制氣室的空氣流進(jìn)流出來(lái)調(diào)整。
現(xiàn)在轎車用的電控懸架引入空氣懸架原理和電子控制技術(shù)，將兩者結(jié)合在一起。典型的電控懸架由電子控制元件（ECU）、空氣壓縮機(jī)、車高傳感器、轉(zhuǎn)向角度傳感器、速度傳感器、制動(dòng)傳感器、空氣彈簧元件等組成。
圖示ECU、壓縮機(jī)(5)、閥門(3)(4)、空氣彈簧元件(1)(2)。電控懸架工作時(shí)，閥門的相互作用控制通向空氣彈簧元件的氣流量。傳感器檢測(cè)出汽車的行駛狀態(tài)并反饋至ECU，ECU綜合這些反饋信息計(jì)算并輸出指令控制空氣彈簧元件的電動(dòng)機(jī)和閥門，從而使電控懸架隨行駛及路面狀態(tài)不同而變化：在一般行駛中，空氣彈簧變軟、阻尼變?nèi)酰@得舒適的乘坐感；在急轉(zhuǎn)彎或者制動(dòng)時(shí)，則迅速轉(zhuǎn)換成硬的空氣彈簧和較強(qiáng)的阻尼，以提高車身的穩(wěn)定性。
展開 汽車懸架知識(shí)專題（2）：懸架的種類
現(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)，嶄新的懸架裝置。按控制形式不同分為被動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用被動(dòng)懸架，如下圖所示也就是汽車姿態(tài)（狀態(tài)）只能被動(dòng)地取決于路面及行駛狀況和汽車的彈性元件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減振器這些機(jī)械零件。20世紀(jì)80年代以來(lái)主動(dòng)懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開發(fā)中。主動(dòng)懸架可以能動(dòng)地控制垂直振動(dòng)及其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動(dòng)調(diào)整懸架剛度和阻尼。
1. 彈性元件；2. 縱向推力桿；3. 減振器；4. 橫向穩(wěn)定桿；5. 橫向推力桿
根據(jù)汽車導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同懸架種類又可分為獨(dú)立懸架，非獨(dú)立懸架。如下圖所示。
a. 獨(dú)立懸架 b. 非獨(dú)立懸架
非獨(dú)立懸架如上圖(a)所示。其特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時(shí)懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。
獨(dú)立懸架是兩側(cè)車輪分別獨(dú)立地與車架（或車身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運(yùn)動(dòng)不直接影響到另一側(cè)車輪，獨(dú)立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動(dòng)空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時(shí)獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。如上圖(b)所示。
展開 汽車懸架知識(shí)專題（1）：懸架概述
舒適性與車身的固有振動(dòng)特性有關(guān)，而車身的固有振動(dòng)特性又與懸架的特性相關(guān)。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時(shí)，汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機(jī)件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表，作為衡量轎車質(zhì)量的指標(biāo)之一。
汽車車架（或車身）若直接安裝于車橋（或車輪）上，由于道路不平，由于地面沖擊使貨物和人會(huì)感到十分不舒服，這是因?yàn)闆](méi)有懸架裝置的原因。汽車懸架是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動(dòng)，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢(shì)，改善操縱穩(wěn)定性；同時(shí)懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力（牽引力和制動(dòng)力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架（或車身）上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對(duì)車架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)的導(dǎo)向作用。
懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對(duì)汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一。
一般懸架由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。彈性元件用來(lái)承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對(duì)車身的沖擊。彈性元件種類包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧。減振器用來(lái)衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來(lái)傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時(shí)保持車輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)，通常導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。
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