前、后悬架方案的选择

前、后悬架方案的选择目前汽车的前、后悬架采用的方案有：前轮和后轮均采用非独立悬架；前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架；前轮与后轮均采用独立悬架等几种。前、后悬架均采用纵置钢板弹簧非独立悬架的汽车转向行驶时，内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载状态，于是内侧悬架受拉抻，外侧悬架受压缩，结果与悬架固定连接的车轴(桥)的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度。对前轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加；对后桥，则增加了汽车过多转向趋势，如图6—3a所示。轿车将后悬架纵置钢板弹簧的前部吊耳位置布置得比后边吊耳低，于是悬架的瞬时运动中心位置降低，与悬架连接的车桥位置处的运动轨迹如图6—3b所示，即处于外侧悬架与车桥连接处的运动轨迹是oa段，结果后桥轴线的偏离不再使汽车具有过多转向的趋势。图6—3汽车的轴转向效应另外，前悬架采用纵置钢板弹簧非独立悬架时，因前轮容易发生摆振现象，不能保证汽车有良好的操纵稳定性，所以轿车的前悬架多采用独立悬架。发动机前置前轮驱动的中高级及其以下级别的轿车，常采用麦弗逊式前悬架和扭转梁随动臂式后悬架。图6—4所示为麦弗逊式前悬架，其弹性元件——螺旋弹簧套装在减振器外部，下摆臂的球头伸到轮辋空间内，使结构非常紧凑。当主销轴线的延长线与地面的交点位于轮胎胎冠印迹中心线外侧时，具有负的主销偏移距rs，这对保证汽车制动稳定性有利。图6—4麦弗逊式悬架图6—5传统橡胶衬套及其产生的轴转向效应扭转梁随动臂式后悬架，除在表6—1中介绍的一些特点外，由于扭转梁随动臂式支承点处采用各向异性的橡胶衬套，既具有隔振性能，又能防止汽车因后轴轴转向而产生过多转向。图6—5a所示为悬架铰接点处采用传统橡胶衬套支座。因橡胶部分比较厚大，能较好地隔振、隔声。但是在侧向力作用下，由于橡胶的弹性作用，后轴会产生不利于操纵稳定性的轴转向效应(图6—5b)。图6—6a所示橡胶衬套，在横截面上按对角线方向开有楔形孔，使之在不同的方向有不同的刚度。即沿汽车纵轴线方向衬套有较小的刚度，以保证汽车在驶过道路接缝或小凸起障碍时能较好地缓和冲击与振动；而当车轮承受Fy1和Fy2侧向力作用时，可将Fy1和Fy2简化到作用在衬套上的力Fl、F2和力矩M1、M2(图6—6c)，橡胶衬套在侧向力F1、F2作用下，衬套内侧相对外侧移动，同时与锥形凸肩相互压紧(图6—6b)，使纵向刚度和总扭转刚度增大，减轻了轴转向效应。因此，装用这种橡胶衬套的汽车转弯行驶时，比装用传统橡胶衬套的汽车具有更好的操纵稳定性。值得指出的是，在装配时要特别注意这种衬套的安装方向。轿车后悬架采用纵置钢板弹簧非独立悬架，而前悬架采用双横臂式独立悬架时，能够通过将上横臂支承销轴线在纵向垂直平面上的投影设计成前高后低状，使悬架的纵向运动瞬心位于有利于减少制动前俯角处，使制动时车身纵倾减少，保持车身有良好的稳定性能(详见本章第五节)。图6—6扭转梁随动臂式悬架用橡胶衬套