扭力梁式悬架设计

扭力梁式（又称拖曳臂式）半独立悬挂说完了独立式悬挂，我们再来说说非独立的，其中最有名，使用最广泛的当然就是扭力梁式（又称拖曳臂式）半独立悬挂。它是用一根粗大的扭力梁把左右两侧的纵向摇臂焊接在一起，这种悬挂的优点是结构简单，左右两侧车轮处所占用的空间很少，同时车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小，乘坐性佳。如果调校得当，可以用最少的成本和空间达到最好的效果，所以现在的小型车和紧凑型车多采用这种形式的后悬挂。典型的扭力梁式后悬挂但这种悬挂形式也有显而易见的缺点：当一侧车轮跳动时，另一侧也会不可避免地收到影响，从而影响舒适性，而且无法提供精确的车轮定位。衡量一个扭力梁式后悬挂最直接的方法，就是看它的扭力梁是不是足够粗壮、足够结实。科鲁兹在刚接触科鲁兹时，我们一直以为它是国产后因为降低成本才将多连杆独立悬挂减配为扭力梁式半独立悬挂，直到看到国外的资料才知道它原本就是扭力梁的结构。不过话说回来，扭力梁也是分为三六九等的，而科鲁兹的扭力梁毫无疑问在紧凑型车中是相当出色的，弹簧也都是为运动而生。 标致307PSA集团一直在它的紧凑型车上坚持使用这种成熟而可靠的悬挂形式，并凭借这套系统驰骋WRC战场，可以说他们已经深谙此道，虽然是半独立结构，但已经做到相当优秀。但比较有意思的是，他们好像不愿意承认自己是标准的半独立结构，而非要加很多定语，并在最后说自己是独立的悬挂，可是怎么跟福克斯、速腾的悬挂形式看起来那么得不一样呢？ 汽车的独立悬架汽车的半独立悬架简单的说，见过架子车吧，两轮之间通过一个轴连接，这叫完全非独立悬挂现在常用的扭力梁就是连接两后轮的那根轴，但是它不是直接连在轮上，而是通过连接在其他连接件上，所以当一个后轮上下跳动时，对这 根梁产生扭力，所以叫扭力梁。没有拖曳臂或其他连杆连接在扭力梁上，那么就没有什么扭力梁了，这根梁只能称之为连轴，有了拖曳臂或其他连杆连接到扭力梁，再连接到轮上，使得后轮的其中一个轮上下跳动时，通过拖曳臂再通过扭力梁来减少跳动，这样只有部分跳动传递到另一个轮上，所以叫半独立悬挂或非独立悬挂，也就是大家笑称的板车悬挂。东西都是有两面性的，扭力梁结构平稳性舒适性是要差一些，但是其结构简单，维修养护的费用相对于独立悬挂也低，而且最大的好处是占用空间少，看看福克斯的轴距，比朗逸大吧，后排空间能和朗逸比吗？看看帕萨特，同样是牺牲悬挂获得更大的后排空间，B级车里能和帕萨特比后排空间的寥寥可数吧，才会获得那么多官老爷们的订单，如果独立非独立悬挂的舒适性真的有天壤之别，那些官老爷们天天坐会感觉不到？帕萨特在政府的销量就证明了一般人根本是感觉不出独立非独立悬挂的区别的，把钱花在这个地方我不如要多几个气囊，多个esp呢现在销量比较好的车型朗逸、克鲁兹、新宝来、新领域等都是这种拖曳臂扭力梁半独立悬挂。第一种,横梁在bushing（衬套轴承）的中心,这个悬挂的表现跟独立的纯trailing arm是类似的.第二种,横梁在bushing和轮子中间,在两边轮子平行的压缩时,bushing就是简单的转心,在侧倾时,因为instant axis在平面看是斜交的,这个悬挂跟独立的semi-trailing arm的特性类似.第三种,横梁是在轮子中心,为了保证轮子不侧向移动,必须加一个panhard bar来固定侧向的变形.如果想具体的看,可以参考Terry Satchell写过一篇文章叫:The Design of Trailing Twist Axles SAE Technical Paper 810420, 1981.你那个图算扭梁（也算拖曳臂的一种），扭梁中间横梁和两侧的悬挂是焊死在一起的（典型车辆标致307、帕萨特）。拖曳臂中间横梁和两侧的悬挂是活动连接的（典型车辆标致206）。汽车的非独立悬架4/6分后排座椅：就是把后座折叠起来，向前翻，后面的空间增大，可以放更多更大一些的东西。把后排的座位 分成2部分 按4:6的比例 叫后座4.6分 1.可以把4的部分翻倒 不必将6的部分翻倒 2.可以把6的部分翻倒 不必将4的部分翻倒 3.可以同时把4的部分和6的部分 同时翻倒 叫4.6分 分别翻倒。为了提高后背箱的容积，用来装载一些大件物品，很多汽车的后排座椅被设计成可以放平的形式，这样后排与后背箱就连成了一体。为了使用的方便，后排座椅不是整体的，而是分成两部分，整个长度如为10，按46的位置分开，就叫4/6分折，此外还有5/5分折和3/7分折等，可以分别放倒或是全部放倒。这样后排座椅可以灵活使用，可以将一部分放倒用于放大件物品，而另一部分还可以坐人。 座椅手动调节是一种棘轮装置，类似手刹，需要按下或是松开才可以旋转移动。六向是指座椅的前后，高低和靠背的角度。都是手动的，不是电动开关。副车架可以看成是前后车桥的骨架,是前后车桥的组成部分。副车架并非完整的车架，只是支承前后车桥、悬挂的支架，使车桥、悬挂通过它再与“正车架”相连，习惯上称为“副架”。副架的作用是阻隔振动和噪声，减少其直接进入车厢，所以大多出现在豪华的轿车和越野车上，有些汽车还为引擎装上副架。传统的没有副车架的承载式车身，其悬挂是直接与车身钢板相连的。因此前后车桥的悬挂摇臂机构都为散件，并非总成。在副车架诞生以后，前后悬挂可以先组装在副车架上，构成一个车桥总成，然后再将这个总成一同安装到车身上。副车架对于舒适性、操控性有重要作用副车架简单的说，就是悬挂连接部件与车身之间的一种辅助装置。没有副车架的车型，悬挂的部件，如连杆、减震器、弹簧等等，都是直接与车身相连的。在这种情况下，车辆与地面之间产生的振动，会通过悬挂部件直接传递给车身，从而影响到乘坐者的舒适性。有了副车架以后，悬挂部件是与副车架相连的，相同的振动通过副车架的缓冲，再传递到车身时，振动会大幅度降低，从而提升了整车的舒适性。另外由于副车架的刚度比车身更强，通过副车架的连接以后，大大提升了悬挂连接刚度，不仅提升舒适性，而且在提升底盘强度和操控性方面，同样有着独到的优势。副车架分全承载和半承载，性能差异明显很多人认为只要有了副车架，性能上就会很接近，这实际上存在着一定误区，也是最不为人所知的地方。有些车型，虽然采用了副车架，但并不是所有的悬挂部件都与副车架相连，其中有一部分会与车身直接相连，这样的副车架，对于性能的提升是相对有限的。最典型的例子就是那些采用连杆支柱式悬挂设计的车型，它的两根横向连杆会通过一个很小的副车架与车身相连，而支柱部分则仍然与车身直接相连。这种状况下，振动仍然会比较明显的反馈到车身，而无法通过副车架的过滤。类似采用这种副车架的车型，有凯美瑞、君越等等。另外，即使是采用多连杆后桥这种比较高端悬挂的车型，仍然有采用半承载副车架设计的。典型的例子如刚刚上市的荣威550，它的悬挂结构和名称仿佛与之前所说的明锐相似，但实际上有较大差异，就在于它的弹簧元件，是直接与车身相连的。而基于大众最先进A级车平台打造的明锐，在副车架的设计上则是标准的全承载式，所有的悬挂部件都是通过副车架的缓冲以后，才与车身相连，只有这样的副车架，才能真正达到之前所说的，整体提升整车舒适性和操控性的诉求。总结：副车架是一项很重要的衡量车型设计档次的参考依据。然而并不一定是配备了副车架的车型，悬挂级别就一定高，特别是对于那些同样可以称作多连杆后悬挂的车型，更需要注意。虽然看上去它们的悬挂与明锐的类似，但由于副车架的差异，在舒适性和操控性上，仍然不能属于同一个层面。这种带副车架的悬挂总成，除了在设计，安装上能带来各种方便和优越性以外，最重要的还是其舒适性和悬挂刚度的提高。这种带有副车架的悬挂总能分5级减小震动的传入。第一级震动由轮胎台面的软橡胶变形来吸收，这一级变形能吸收大量的高频震动，第二级为轮胎的整体变形吸收震动，这一级主要吸收比第一级稍高的路面震动，比如石子之类引起的震动。第三级为悬挂摇臂各个连接点内的橡胶衬套进行震动的隔绝，这一环节主要是减小悬挂系统的总成冲击。第四级为悬挂系统的上下运动，这一运动主要吸收长波震动，也就是过沟过槛时引起的震动。第5级为副车架悬置对震动的吸收，这里主要吸收的是前4级没有完全屏蔽的震动。优点： 1.副车架能够带来很好的悬挂连接刚度 2.能够隔绝路面震动带来良好的舒适性 3.把悬挂变成总成部件，提高了悬挂的通用性，降低研发成本。 4.总成部件安装方便，降低了装配成本。 缺点： 1.庞大的副车架会增加车重，用铝合金打造虽然可以减小重量但会使成本增加。 2.降低行车稳定性，操纵感不直接，赛车上很少采用随着汽车产销量的高速发展，国内汽车的保有量也达到了空前的规模，消费者在购车的时候也不再简单把汽车看成是面子工程，而是越来越关心其汽车的各项性能，尤其是汽车的操控性能受到了极大关注。 在这个言必谈操控、论必说运动的年代里，几乎所有汽车品牌多在大力的宣传自己产品优秀的操控性能，从欧系的宝马、奥迪、萨伯到日系的讴歌、英菲尼迪等高端品牌无不在极力宣传自己良好的操控性和运动性，就连一向以舒适性能为取向的奔驰、凯迪拉克、雷克萨斯等高端品牌也在新近的设计中加入了更多的运动取向。从以福克斯为代表的紧凑型轿车到以迈腾为代表的中级车到以宝马5系为代表的高档车无不标榜自己的运动性能。那么他们是否如宣传所说这么优秀，此次汽车探索就为大家解读影响汽车运动性能的汽车底盘的核心悬挂系统，并分析不同悬挂对汽车操控性及舒适性的影响。悬挂在汽车底盘安放位置的示意图 悬挂的概念和分类 首先让我们来了解一下什么是悬挂：悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心件。根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。奥迪S4前后均采用了独立悬挂非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左右两侧车轮的互相影响，也容易影响车身的稳定性，在转向的时候较易发生侧翻。独立悬挂底盘扎实感非常明显。由于采用独立悬挂汽车的两侧车轮彼此独立地与车身相连，因此从使用过程来看，当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力，这种冲击力不会波及另一侧车轮，使得厂家可在车型的设计之初通过适当的调校使汽车在乘坐舒适性、稳定性、操纵稳定性三方面取得合理的配置。选用独立悬挂汽车一般来说其操控性和舒适性均要明显好于选用非独立悬挂的汽车。多连杆悬挂是独立悬挂的典型代表悬挂把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能，是汽车最重要的三大总成之一（其它两个分别是：发动机和变速箱）。从结构上看，汽车悬挂仅是由一些杆、筒以及弹簧等简单构件组成，但汽车悬挂却是一个非常难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车操纵稳定性的要求，又要保证汽车的舒适性要求，而这两方面又是相互矛盾的。为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及严重侧倾偏向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。迈腾原型车大众、帕萨特B6前后悬挂示意图悬挂的构件虽然简单但参数的确定却相当的复杂，厂家不但要考虑汽车的舒适性，操控稳定性还要考虑到成本问题。基于这三个问题不同厂家有不同的倾向性策略。也就产生了国内现在比较常见的五种悬挂：麦弗逊式独立悬挂、双叉臂式独立悬挂、单纵臂扭杆梁式半独立悬挂、连杆支柱式独立悬挂、多连杆式独立悬挂。下面就让我们来逐一分析以上五款国内常见悬挂，今天首先来介绍下使用最普遍的麦弗逊式独立悬挂 麦弗逊式独立悬挂 麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。典型的麦弗逊式前悬挂示意图麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意，不过由于其构造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力，抗刹车点头作用较差，悬挂刚度较弱，稳定性差，转弯侧倾明显。典型的麦弗逊式悬挂由于其占用空间小适合小型车以及大部分中型车使用国内常见的广州本田飞度、东风、一汽丰田、卡罗拉、上海通用、君越、一汽、大众、迈腾等前悬挂均采用了麦弗逊式独立悬挂。麦弗逊式独立悬挂比较常见 需要特别说明的是作为超级跑车的保时捷也采用了麦弗逊式前悬挂，这足以证明这款悬挂具有广泛的适应性。德系跑车代言人保时捷911也采用麦弗逊式前悬挂主要优点：结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低。 主要缺点：横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大。 适用车型：中小型轿车、中低端SUV前悬架。 以上就是五种常见悬挂中麦弗逊式独立悬挂的详细介绍，相信您已经有了较深刻的理解，您是不是很期待了解其他四种悬挂的特性呢？汽车探索将在接下来每天为您详细介绍一种悬挂，明天带来的是双叉臂式独立悬挂的。丰田YARSI雅力士底盘篇丰田YARSI雅力士底盘篇在底盘配置方面，丰田Yaris与同样将在今年上市的新本田飞度和马自达2三厢版一样，同样采用前麦弗逊式独立悬架和后H形扭力梁式悬架，同样具有电动助力转向系统，同样配置前盘后鼓制动器，同样搭配ABS+EBD+BA刹车系统，同样支持ESC（电子稳定系统）选装，可以说，这样的底盘系统代表了目前新一代小型车的结构与配置趋势（原文发布时间：2008-04-07） 丰田两厢Yaris采用了丰田惯用的麦弗逊支柱式独立前悬架和扭力梁式拖曳臂后悬架。这样结构的悬架配置不仅仅出现在威驰Vios，威姿Vitz也同样出现在Yaris三厢版的底盘中。丰田著名的NBC平台派生了丰田多款小型车，每推出新车型时丰田都在其基础上进行了更深入的调校和技术改进。丰田一贯稳健保守的作风不仅创造了质量神话，也充分体现在产品中。换代车型不换悬架结构在丰田的产品线中是很平常的事，但是不断的调校和技术改进却始终没有停止。 图1：丰田Yaris采用了麦弗逊支柱式独立前悬架和扭力梁式拖曳臂后悬架，这种结构类型的悬架在小型车上非常普遍 图2：丰田著名的NBC平台派生了丰田多款小型车，每推出新车型时丰田都在其基础上进行了更深入的调校和技术改进 作为Yaris的悬架结构，麦弗逊支柱式独立前悬架相信已经非常令人熟悉，而扭力梁式拖曳臂后悬架却常常被人误解。事实上，扭力梁式拖曳臂后悬架作为非独立悬架结构是一款在小型车中非常常见的悬架形式。几乎绝大多数厂家的小型车甚至紧凑级车都使用这种悬架形式，例如大众波罗，标致206，新马自达2，大众宝来，甚至帕萨特B5（即领域）这样的中级轿车也采用后拖拽臂悬架的结构。作为专为后轮而设计的悬架结构，它的结构简单，因此制造成本也相对不高，但是在舒适性和操控性方面与如多连杆，双叉臂等独立悬架存在差距。不过这种结构的后悬架用在小型车上说能达到的性能已经能满足大多数人的需要，如PSA（标致/雪铁龙），雷诺等欧洲厂商对于拖曳臂后悬架更是情有独钟。 图3：相比三厢版Yaris（新威驰），两厢Yaris偏高的车身设计和车内高座位的布置使其在操控性上略逊一筹。 图4：偏高的车身设计, 车内高座位的布置，舒适的弹簧悬架和轻松柔和的电动助力方向盘充分说明两厢Yaris 是一辆适合在繁忙拥挤的城市中轻松驾驶的代步工具。 相比三厢版Yaris（新威驰），两厢Yaris偏高的车身设计和车内高座位的布置使其在操控性上略逊一筹。这样重空间和舒适度的设计，不可避免地让两厢Yaris整车重心更高，从而在弯道中所负担的车身侧倾更大，虽然支撑力不错的悬架使得发生侧倾时并没有突然倾倒的不安定感，但是较大的侧倾幅度仍然使人缺乏高速攻弯的信心。偏高的车身设计, 车内高座位的布置，舒适的弹簧悬架和轻松柔和的电动助力方向盘充分说明两厢Yaris 是一辆适合在繁忙拥挤的城市中轻松驾驶的代步工具。如果想要两厢Yaris表现得更激进更运动，也许丰田提供的Yaris TS运动版和五花八门的改装件可以为操控性增色不少。 图5：塑料材质的方向盘手感不错，操纵起来也是轻松自如 图6：Yaris前悬架中被加大了的主销后倾角很明显增强了来自车轮的力度，从而使得电动助力方向盘得到更多的路感反馈 由于电动机介入控制转向，不仅节省了燃油，也使得Yaris方向盘的手感与一般液压助力的车型有很大的不同。Yaris的电动助力方向盘给人最大的感受便是轻松自如，在低速停车时，轻松的方向盘只需要一只手便可以左右打轮，而在高速时，自动切换的较重手感过渡非常自然，而加重手感的方向盘在使用时也并不费力。同样采用的电动助力方向盘