【正文】 推廣，對空氣彈簧、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)的研究也得到了重視。 J. R. EVANS 等人在 1970 年做了空氣彈簧垂直特性實(shí)驗(yàn)，建立空氣彈簧垂直動態(tài)特性模型； 1994 年做了空氣彈簧的側(cè)向特性實(shí)驗(yàn)，在大頻率和大幅值情況下，測量了空氣彈簧在不同載荷下的側(cè)向力和變形。 Katsuya Yoyofuku等通過研究振動頻率和彈簧反應(yīng)之間 的關(guān)系，分析管道和氣室對彈簧特性變化的影響。交通部重慶公路科學(xué)研究所的丁良旭對空氣懸架的一些性能進(jìn)行了探討，擬合了空氣彈簧的特性曲線。 Jon Bunne 和 Roger Jable 研究了空氣懸架對傳動系統(tǒng)振動的影響。 John Woodrooffe 通過試驗(yàn)分別評價了重型貨車空氣彈簧懸架和鋼板彈簧懸架的路面附著性和行駛平順性。 空氣懸架系統(tǒng)的特性： 空氣彈簧的特點(diǎn) （ 1）空氣彈簧具有非線性特性，可將其特性曲線設(shè)計(jì)成理想形狀。如圖 1所示空氣彈簧特性曲線，靜、動剛度隨著載荷的增加而增大。 （ 2）空氣彈簧質(zhì)量 輕，內(nèi)摩擦極小，對高頻振動有很好的隔振、消聲能力。 （ 3）空氣彈簧的剛度和承載能力可以通過調(diào)節(jié)橡膠氣囊內(nèi)的壓力來調(diào)整。 （ 4）空氣彈簧制造工藝復(fù)雜，費(fèi)用高。 空氣懸架對整車性能的影響 （ 1）空氣懸架為剛度可變的非線性懸架。當(dāng)簧載質(zhì)量變化時，剛度隨之變化，以保持空載和滿載時車身高度相同，懸架固有頻率基本不變。根據(jù)需要，可以選擇不同的氣囊工作高度，獲得理想的固有頻率，從而得到良好的行駛平順性。 （ 2）空氣懸架質(zhì)量輕，彈簧剛度低 ,高速行駛時，輪胎與地面的附著能力強(qiáng)，制動距離短；轉(zhuǎn)向時，過多轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向傾向減 小，轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性強(qiáng)，提高了整車的操縱穩(wěn)定性。 （ 3）空氣彈簧內(nèi)的空氣壓力直接反映了簧載質(zhì)量，可取空氣壓力作為信號，控制制動缸內(nèi)的氣壓，來控制制動時的制動力，更好地保證了行駛安全性。 （ 4）可通過給空氣彈簧氣囊充氣或放氣來調(diào)節(jié)車身高度。在平坦的路面上，降低車身高度，保持空氣阻力系數(shù)為最佳值，可以減小油耗或在功率不變的情況下獲得最大車速。在崎嶇不平的道路上，為了通過障礙物，可以提高車身高度。 （ 5）減少整車的振動噪聲 ,提高汽車零部件使用壽命。 （ 6）由于空氣懸架剛度低，輪胎動載荷小，能夠降低載重汽車對高速公路的破 壞。 第 二 章 汽車懸架系統(tǒng) 汽車懸架系統(tǒng)簡介 簡單來說，懸掛系統(tǒng)就是指由車身與輪胎間的彈簧和避震器組成整個支持系統(tǒng)。懸掛系統(tǒng)應(yīng)有的功能是支持車身，改善乘坐的感覺，不同的懸掛設(shè)置會使駕駛者有不 同的駕駛感受。外表看似簡單的懸掛系統(tǒng)綜合多種作用力，決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。 一般來說，汽車的懸掛系統(tǒng)分為非獨(dú)立懸掛和獨(dú)立懸掛兩種，非獨(dú)立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端，當(dāng)一邊車輪跳動時，另一側(cè)車輪也相應(yīng)跳動，使整個車身 振動或傾斜 ；獨(dú)立懸掛的車軸分成兩段，每只車輪由螺旋彈簧獨(dú)立安裝在車架下面，當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動時，另一邊車輪不受影響，兩邊的車輪可以獨(dú)立運(yùn)動，提高 了汽車的平穩(wěn)性和舒適性。 由于現(xiàn)代人對車子乘坐舒適性及操縱安定性的要求愈來愈高，所以非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)已漸漸被淘汰。而獨(dú)立懸掛系統(tǒng)因其車輪觸地性良好、乘坐舒適性及操縱 安定性大幅提升、左右兩輪可自由運(yùn)動，輪胎與地面的自由度大，車輛操控性較好等優(yōu)點(diǎn)目前被汽車廠家普遍采用。常見的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)有多連桿式懸掛系統(tǒng)、麥佛 遜式懸掛系統(tǒng)、燭式懸掛系統(tǒng)、拖曳臂式懸掛系統(tǒng)等等。 首先我們來看 看最常見的麥佛遜式和燭式懸掛系統(tǒng)。它們形狀相似，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架形式，形狀似燭形而得名。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動而變化，有利于汽車的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(jié)式 滑柱與下橫臂組成的懸架形式，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(diǎn)是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化，這點(diǎn)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(dú) 立懸架是麥弗遜式懸架。 關(guān)于麥弗遜懸架，車壇歷史上還有這么一段記載。麥弗遜 (Mcpherson)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 年加入了通用汽車公司的工程中心。 30 年代，通用的雪佛蘭分部想設(shè)計(jì)一種真正的小型汽車，總設(shè)計(jì)師就是麥弗遜。他對設(shè)計(jì)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 噸以內(nèi)，軸距控制在 米以內(nèi)，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是懸架。麥弗遜一改當(dāng)時盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸架 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(shí)踐證明這種懸架形式的構(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架的商品車。麥弗遜懸架由于構(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(jì)。 在來看看拖曳臂式懸掛系統(tǒng)，拖曳臂式懸掛系統(tǒng)是專為后輪設(shè)計(jì)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(diǎn)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(diǎn)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。 最后再來看看多連桿懸掛系統(tǒng)，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(diǎn)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(shí)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?yàn)橛陕菪龔椈衫旎驂嚎s 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(diǎn)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(yùn)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 A 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)，如何是非獨(dú)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 4 連桿的懸掛系統(tǒng)了。少了一種懸掛種類懸掛系統(tǒng)有三種基本形式，即非獨(dú)立懸掛、獨(dú)立懸掛和介于這兩者之間的半獨(dú) 立懸掛。 非獨(dú)立懸掛由于是用一根桿件直接剛性地連接在兩側(cè)車輪上，一側(cè)車輪受到的沖擊、振動必然要影響另一側(cè)車輪，這樣自然不會得到較好的操縱穩(wěn)定性及舒適性，同