提及汽车的性能,人们常常会想到功率、扭矩和加速度。然而,假如驾驶员能够控制汽车,那么由发动机产生的动力就是无效的。为使轮胎与路面间的摩擦力最大化,以确保转向和操控平稳,汽车工程师们会将注意力转向悬架系统,这离不开多个部件的协同工作。什么是悬架系统呢?
汽车的悬架系统是由弹簧和减振器等构成的一个保护网络。它吸收道路颠簸及其他方面的冲击载荷,确保驾驶安全平稳。此外,它还能增加轮胎的摩擦力,确保轮胎始终与路面接触。除弹簧和减振器外,悬架系统中还有球接头、拉杆、控制臂、防倾杆、衬套和减振支柱等。现在让我们从弹簧开始,看看这些部件是如何协同工作的。
弹簧就像储能器,当车辆通过不平路面时会压缩弹簧,弹簧回弹会释放能量,这些能量通过减振器转化为热量。在此过程中,弹簧吸收冲击载荷,避免它转移到车架上。弹簧有3种类型,分别是板弹簧、螺旋弹簧和扭杆。板弹簧是一根接一根安装的钢条,因其弯曲形式也叫半椭圆弹簧,但现在几乎都是直的。螺旋弹簧具有恒定的和可变的刚度。刚度恒定的螺旋弹簧,两端的直径相同;刚度可变的螺旋弹簧,弹簧和杆的直径在不同的范围内变化。这两种弹簧的中心都有橡胶减振套,这对于缓冲波动、防止弹簧在完全压缩时受损非常必要。
扭杆是一个金属管,内部有杆,按照扭转的原理工作。它在车桥周围产生扭矩,然后产生解扭力,这种功能由特殊的杠杆以及将杆作为弹性元件的减振器进行控制。
减振器用于保护底盘免受车轮带来的冲击,防止弹簧的不断弹跳,还能将车轮推回路面。它实际上是一个充满油的活塞,能将底盘与车轮分开。当汽车撞上凸物时,活塞推入套管中,油受压流入另一腔室,从而使活塞减速。
转向节用于连接车轮和悬架,转向节臂通常安装在前轮上。车轮安装在来自转向节臂的主轴上并连续转动,通过球接头,转向节与下控制臂相连。转向节有后倾角,在前轮上有主销,可以帮助汽车向左或向右行驶。
减振支柱由弹簧和阻尼器构成,阻尼器的两端分别连接到车架和车轮上。弹簧将动能储存为势能,阻尼器将动能转化为热能,这两个部件协同工作,形成跨步组合。用于减振支柱的弹簧,其大小取决于车辆的承载力。
防倾杆在确保车辆的舒适性和平稳性方面起着关键作用。作为悬架系统的关键部件之一,防倾杆能减少转弯时车身的侧倾或摇摆。
球接头用于承受车上的各种横向载荷,当车辆转弯时,它起旋转轴的作用。球接头由金属外壳和螺柱构成,螺柱在外壳内摆动和旋转。接头中有润滑油,用于润滑彼此摩擦的部件,球头套筒内也有润滑油。球接头有两种类型,即上球接头和下球接头。如果没有油,球接头就不能正常工作。
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