汽车悬挂系统承受纵向力的主要方式包括以下几个方面:
1. 悬挂连杆与导向机构
多连杆、麦弗逊或双叉臂等悬挂结构中,连杆和摆臂通过刚性连接传递纵向力。例如,控制臂(如A臂或H臂)通过铰接点与副车架或车身连接,利用其几何刚度限制车轮的前后位移。部分悬挂还采用纵向推力杆(如扭力梁悬挂中的纵臂)直接抵消加速或制动时的纵向力。
2. 减震器与弹簧的协同作用
减震器(阻尼器)在压缩或回弹时通过内部油液阻力吸收纵向冲击,而螺旋弹簧或空气弹簧则通过形变储存能量,共同分担部分纵向载荷。高性能车型可能采用斜置减震器设计,进一步优化纵向力传递路径。
3. 副车架与车身连接点
副车架作为悬挂系统的安装基体,通过橡胶衬套或液压衬套与车身连接。这些衬套在过滤高频振动的同时,通过弹性变形允许有限位移,避免刚性冲击传递到车身。
4. 稳定杆(防倾杆)的间接作用
横向稳定杆在车辆侧倾时通过扭转刚度抑制车轮垂直运动,其支臂连接方式可能分担部分纵向力,尤其在多连杆悬挂中表现更明显。
5. 轮胎与路面的摩擦力传递
轮胎接地面的纵向摩擦力通过轮毂轴承、转向节等部件传递至悬挂系统。高性能悬挂会强化这些节点的刚度,例如采用锻造铝合金转向节减轻簧下质量并提升强度。
扩展知识:
纵置板簧悬挂(如商用车)直接利用钢板弹簧的弯曲刚性承受纵向力,属于传统方案;
主动悬挂(如电磁减震或液压主动悬架)可通过实时调节阻尼力优化纵向动态响应;
F1赛车采用推杆/拉杆式悬挂,将纵向力转化为避震器的轴向载荷,实现高效传递。
悬挂的纵向刚度设计需平衡操控精准性与舒适性,过度硬化会导致颠簸感,而偏软设定可能引发“点头”或“抬头”现象。
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