汽车悬挂组件与功能弹簧与减震器
汽车是有很多个组件组成的,各个组件之间相互配合,才能完成汽车的运行,很多司机都不是很了解汽车的组织架构,下面就是小编给车友们整理的一些关于汽车悬挂组件与功能弹簧与减震器 的一些相关知识,希望车友们能够在此文章学到一些有用的知识。
汽车的悬挂系统可以说是汽车知识里最为深奥的一个理论,也是很多车迷朋友一直抱有很多疑问的,包括很多厂家也在不同的媒体层面去宣传所谓身世独立悬架或者是非独立悬架以及所谓舒适性、操控性还有推头甩尾,小灰觉得有必要以比较长的篇幅去为大家解释这些问题的所在。希望大家看完今后的几期栏目也能对汽车的悬架知识有一个系统的认知,我们也会将建立汽车所谓的suspension geometry的概念,当然也包括说如何去正确改装的问题。
首先我们要从不同的悬挂组件的功能开始说起,最早的汽车上是没有所谓悬挂这个概念的,车架和轴基本上是属于硬性连接的结构,随着人们对驾驶舒适性的要求提高除了橡胶轮胎的应用,人们还尝试将车架和车轴去分离,将一些组件加入在其中,于是就有了汽车悬挂的概念。
说白了,悬挂就是起到减震作用的,为了实现减震的效果,人们又将一些零件加入到了悬挂组件中间,比如说最显而易见的就是弹簧、橡胶块一些常规的组件。
我们先来看汽车的弹簧,在这里我们先要击破一个误区,就是弹簧根本没有办法来起到减震的作用,而弹簧的作用而是缓冲,缓冲和减震的区别在于弹簧不会减少汽车的震动,弹簧只不过是延长汽车受到的冲击的作用时间,就是在单位时间里的受力变小,从而形成所谓缓冲的作用,那大家想想如果一台车没有弹簧受到冲击的感觉应该是怎样的呢?车辆就是以一种很大的力量和地面形成一种强烈的冲击,如果有了弹簧,车辆上的冲击就会被缓解掉许多。
所以说一台汽车在车架和车轴之间只有弹簧在作用的话,车辆的行驶状态就是不停的去跳动,从理论上来说弹簧在发生压缩和延展时如果没有一个外力去抑制的话,弹簧会在车辆行驶中发生永久的震动。一样车辆行驶的舒适性也不会得到什么改善,于是后来人们给车的悬架组件上加上了另外一个零件就是减震器。
当然弹簧的概念并不是简单一句话能够描述的,在目前世界上大部分乘用车和商用车上弹簧被分为四种形式螺旋弹簧、空气弹簧、叶片弹簧、和扭杆弹簧。
在以上这些弹簧种类中,应用最广泛的一种就是螺旋弹簧,因为这种弹簧具备一下这些有点,重量小、结构简单、制造成本低、可靠性强等等。螺旋弹簧对车辆的性能提升在于劲度系数很相对比较均匀,简单来说弹簧受到的压缩力越大,它的形变量或者说释放出来的力也是比较线性的。这些特性就决定了它在民用车、乘用车、甚至赛车上一些广泛的应用。
第二种就是空气弹簧,其实说的简单一点,空气弹簧就是两个气囊组成的一个结构,这意味着充其量越大它的力特性就表现的越硬,外形也就越长。它的优点就在于随着充气量的大小或者说压力,可以比较自由的调节弹簧的软硬和弹簧的高度。其实空气弹簧最早被应用在一些商用车上面,比如一些卡车和大型客车,一些大型客车在使用了空气弹簧了后可以实现快速的升高和降低底盘,就比如可以辅助一些老弱病残人员方便的上下车辆。
近几年空气弹簧的应用不仅仅局限于商用车上,逐渐也被一些SUV和轿车上面,有了空气弹簧的帮助,车辆的底盘可以很轻松的实现升起和降低,特别是一些纯种越野车就会使用它。当然轿车也在使用空气弹簧,通过改变空气的压力或者说充气量来实现比较快速的调整车身的高度或者说软硬。比如特斯拉,支持各种驾驶模式比如普通、舒适、运动,甚者有些车可以实现高位举升模式。
但是我们在这里必须指出的是原厂车的空气弹簧的内部结构是十分复杂的,会分成很多的气室和气体流动腔,这个结构和改装店里的单气囊或者说单气室的空气弹簧有着本质性区别的。同时空气弹簧内部的充气量或者说弹性系数等等,也都是根据车辆本身重量行驶特性一些复杂的原因做了很复杂的调校。
第三种悬架结构是叶片式弹簧,一般车友称其为钢板弹簧,但是这种弹簧的材质不仅仅是钢制,还有些是复合材料制成的,某些车辆就是在使用的横置复合弹簧结构。
但是叶片弹簧还有一个比较好的优点就是不会占据车辆太多的纵向空间,这意味着工程师可以把一台车悬架设计的比较扁平,说回克尔维特C6的后背箱其实就特别大,因为悬挂不会占据车身太多的内部空间。
有横置叶片弹簧的构造,还有纵置结构,一般会被用在整体式车桥相匹配,这里的例子基本上就是硬派的越野车或者说是载重的卡车。纵置叶片弹簧的优势在于可以承受载重,一般我们可以在国内的可以很清晰的卡到这样的结构,一般老司机俗称它为"工"字板,经常可以看到一些超载的卡车或者渣土车就是用这类的结构。再来的一个优势就是弹簧本身能实现一种所谓导向的作用,因为弹簧首尾连接点的问题,本身也起到了一个类似连杆的作用,所以这种弹簧上可以被直接固定上整体桥结构,不用再去增加导向连杆装置,但是如果我们用其它三种形式的弹簧的话哪怕横置叶片弹簧都是要给悬挂安装导向零件的。还有就是多片式纵置叶片弹簧上下运动受力的时候弹簧片之间也会产生摩擦,摩擦的物理特性也能吸收一部分颠簸所产生的能量,在更早的时候使用这类悬挂结构的汽车是不配备减震单元的,就是利用叶片之间的运动和摩擦来实现减震作用的,我们可以从一些轻型的载重车的后桥只有叶片弹簧却没有减震器的结构,就是用弹簧来辅助实现减震。
但是纵置叶片弹簧和空气弹簧都有一个巨大的硬伤,就是它们的弹性系数或者说劲值系数是会有变化的,这两种弹簧结构不太适用于极端强调于性能取向的车辆,而且自身重量也非常大,一般这类结构只被用在商用和越野车上面使用。
此外还有还有一种结构,弹簧结构被称之为扭杆式弹簧,通俗来说就是通过一根金属杆的扭动来实现弹力,这种结构就基本只被在坦克或者军用车上使用,民用车上就有陆地巡洋舰100。这种悬挂比较好的优点就是节省空间,概念等同于横置叶片弹簧结构不用占用太大的纵向空间。但是从目前来看,这种结构基本不太被使用了。当然还有极少数的法国车辆的后桥还在应用这种结构,类似于扭力管的结构,我们就不在这里赘述了。但是目前民用车运用的比较多的弹簧结构就是螺旋弹簧、空气弹簧、叶片弹簧三种类型。
原理其实并不复杂,减震器内部其实是充满了油液的,减震器的活塞头上是有钻孔的,可能是一个或者更多,当减震器上下运动时腔体里的油液通过活塞头上的小孔在上端腔和下端腔之间来回的去流动,因为油液是有粘性的,同时也会释放大量的热量,相当于把车辆因颠簸所产生的动能转化成了热能。
减震器在压缩和回弹的时候,都是能够吸收能量的,压缩被称之为压缩阻尼,回弹的过程也就被称为回弹阻尼,目前的减震器压缩和回弹两个不同的回路,它们分别是压缩阀和回弹阀,一般工程师会把压缩和回弹的阻尼量调的不一样,目的无非就是在舒适性操控性之间取得一定的平衡。但是减震器也不能独立存在,因为减震器自身不能起到支撑的作用,所以说减震器如果独立存在的话,车辆静止在一处,底盘一定会是保持在最低点。即使行驶起来了也没有办法起到减震的作用,所以减震器必须与弹簧配合并协调作用于一台汽车上,等于弹簧压缩的一个过程和回弹的一个过程同时去吸收能量,但最终弹簧还是会恢复并把车辆支撑到一个正常的高度,现在随着技术的发展和进步很多减震器已经发展到了可变阻尼的功能,说的直白一点就是减震器可以去改变减震器的软硬,而且压缩与回弹的冲程都能去改变,其实原理也不难,就是去调整减震器里活塞上孔的大小,油孔越大油液流动就越快,自然阻尼就越小,等于吸收震动的能力也越差,但是相反如果活塞上的孔径变小,那油液的流速必然变慢,阻尼也随之变大,那减震器向下压缩的动作也就会越缓慢去吸收更多的能量。
以上就是小编给车友们整理的一些关于汽车悬挂组件与功能弹簧与减震器 的一些相关作用,希望车友们对此有所了解。
最后编辑:小熊司令
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