为什么几根连杆就能支撑住汽车?
汽车的悬挂系统大家一定不陌生,什么独立悬挂、非独立悬挂、半独立悬挂,还有什么麦弗逊悬挂、双叉臂悬挂、多连杆悬挂,可谓是各种各样。
平时我们给爱车补胎时需要拆下车轮,这时候就能看到悬挂系统了。估计很多人看完后都有这样的疑惑:悬挂系统只有这么简单的几根支柱,怎么就能支撑起整个车身呢?今天咱们就以家用车最常见的麦弗逊悬挂系统为例,来聊聊这个话题。
汽车悬挂是干什么的
简单来说悬挂就是连接车轮(车桥)与车身的装置。比如上面这张图片里,我用红色和绿色标注出来的部件就是悬挂,从图中可以看出来它们把轮胎连接在了车架上。
悬挂系统的作用
悬挂系统主要有三个作用:
1、力的传递,比如驱动轮通过悬架推动车身前进,而车身又通过悬架推动从动轮跟随车身前进。
2、缓冲,缓冲来自路面的冲击力,提高舒适度。
3、约束车轮运动轨迹,让车轮始终以合理的状态与地面接触,保证车辆行驶稳定性。
悬挂是如何支撑起车身的
想弄明白这个问题,最简单的方法就是弄清楚悬挂系统是如何控制车轮的,因为支撑车身的最终是车轮,而非悬挂,悬挂只是起到了中间作用。而悬挂系统对车轮的控制可以从上图所示的三个方向来分析,只要控制住这三个方向,悬挂系统就可以牢牢控制住车轮。
上图是一个麦弗逊式独立悬挂系统的示意图,其中参与支撑车身的主要有如下几个部件:
(1)X轴方向
车轮在X轴方向上主要承受侧向力,悬挂系统必须保证车轮在受到侧向力时依然能垂直于地面,不会歪倒,不然的话转个弯车就趴地上了。
对于麦弗逊独立悬挂系统来说,X轴方向主要由下摆臂和减震、弹簧、转向节负责控制。它们组成了一个类似三角形的结构,保证车轮在受到侧向力的时候能保持稳定,不会歪倒。
(2)Y轴方向
Y轴方向也就是平行于车身的方向,在这个方向上悬架要保证车轮与车身共进退,不能出现车轮走了车身不走,或者车身走了车轮不走的情况。
而实现这个功能的就是下摆臂,麦弗逊独立悬挂的下摆臂本身就是一个三角形结构,它的三个支点其中一个与转向节相连,另外两个与车身相连,刚好形成一个三角形结构,在Y轴方向约束着车轮。车轮前进时通过下摆臂驱动车身一起前进。
(3)Z轴方向
Z轴方向最好理解了,也是负重最大的方向,这个方向车轮承担着车身的重量。而承担该任务的当然是减震和弹簧了。
其实麦弗逊悬挂是结构相对简单的一种悬挂形式,但是万变不离其宗,只要弄清楚每个节点的作用,那么不管悬挂结构再复杂我们也能看懂每一个部件的作用了。