我们看汽车新闻时经常能看到“这辆车的悬挂是3连杆4连杆甚至7连杆”;很多新车上市时,直接说“这辆车采用多连杆悬挂”。那么多连杆到底是几连杆?4连杆是比3连杆多了一根连杆吗?7连杆就是传说中的至尊悬挂吗?
带着这些疑问我们就来谈一谈汽车的独立悬挂。
悬挂的作用
悬挂就是将车轮和车身连接,并且让车轮相对车身只能沿一条特定的轨迹运动或者跳动。
基础知识
要了解悬挂,我们要从自由度的角度入手,弄懂本质,才能不为所乱。
空间内任何一个刚性物体都有6个自由度,沿XYZ轴分别移动,有3个自由度,沿XYZ轴分别转动,又有3个自由度,3+3=6,一个刚性物体的任何运动轨迹都是由这个6个自由度组合而来。
那么说回悬架,车轮也有6个自由度。我们需要车轮能够上下跳动,如果随着上下跳动的幅度,车轮的倾角、束角等等也能按照设计者希望的参数变化,那就更好了。所以悬挂的工作,就是在6个自由度中释放1个上下运动的自由度,然后再约束其他5个自由度,让车轮沿着设计者设想的样子跳动...
万变不离其宗
了解了自由度原理,现在再看悬架的连杆摆臂,就可以做到不为所乱,独立悬架,不管这样的还是那样的,都是约束车轮的5个自由度。让我们一起验证一下:
下面是各种悬架摆臂的特性,某种零件能约束几个自由度,车迷朋友请牢记:
验证:
1. 麦弗逊
麦弗逊滑柱约束2个自由度+A臂约束2个自由度(有时把A臂拆成两根连杆例如3系ATSL双球节麦弗逊)+转向拉杆约束1个自由度=5个自由度
2. 双叉臂
上下A臂各约束2个自由度x2+转向拉杆约束1个自由度=5个自由度(有时把下面A臂拆成2个连杆例如奔驰或者上下A臂都拆例如奥迪)
3. 5连杆
一个连杆约束1个自由度x5=5个自由度
4. 3连杆+A臂(也叫4.5连杆)
一个连杆约束1个自由度x3+一个A臂约束2个自由度=5个自由度
5. HA3(E46老Z4、前驱宝马、mini、日产部分车型等使用)
纵臂和羊角是死的或者就是一体,一个纵臂约束3个自由度+2个连杆约束2个自由度=5个自由度
6. Control Blade(目前最常用独立后悬架,也叫E形多连杆、4连杆)
纵臂和羊角是死的或者就是一体,一个纵臂约束3个自由度—柔性纵臂或衬套释放1个自由度+3个连杆约束3个自由度=5个自由度
7. H臂+1连杆(89代思域及同期CRV、奥迪老A6和宝骏一些顶配车等)
一个H臂约束4个自由度+一个连杆约束1个自由度=5个自由度
8. Integral &H臂(高级车常用后悬架)
一个H臂约束4个自由度—H臂断开一脚用活动导杆连接或用大衬套释放一个自由度+2个连杆约束2个自由度=5个自由度
9. 拖曳臂(拖曳臂转动轴线与车身中线夹角90°时称为全拖,夹角为锐角时称为半拖)
古代宝马、奔驰维亚诺等车使用
拖曳臂和羊角是死的或者就是一体,一个拖曳臂就可以约束5个自由度
10. Integral &拖曳臂(本人偶然发现,貌似只有一款古代马自达跑车用)
拖曳臂和羊角是死的或者就是一体,一个拖曳臂就可以约束5个自由度—断开一个脚用活动导杆连接释放一个自由度(同时还能调节倾角)+加入一个连杆约束一个自由度(控制束角)=5个自由度
至高无上的宾利慕尚后悬架
从下面看有个标准A臂,好似赛车双叉臂,从上面看竟然是个Integral H臂,一算约束的自由度貌似为6!说好的万变不离其宗呢?原来它的上H臂和下A臂是平行的,虚约束了一个自由度,实际约束的还是5个自由度。
还有很多不常见的独立悬架不一一列举,万变不离其宗。