汽车悬挂臂与轮毂的连接方式主要取决于悬挂系统的类型,常见的连接结构包括以下技术和设计要点:
1. 球头连接(球节/球铰)
大多数现代乘用车采用球头连接,即悬挂臂(如控制臂)末端通过球铰与轮毂轴承座(转向节)相连。球铰由球头销、球座和防尘套组成,允许多向旋转,适应车轮上下跳动和转向时的角度变化。球头通常设计为可更换组件,磨损后需单独更换以避免更换整个悬挂臂。
2. 衬套与硬连接
悬挂臂的车身端多采用橡胶或液压衬套与副车架连接,吸收振动;而轮毂端则为刚性较高的球头或螺栓硬连接,确保转向精准性。部分高性能车型会使用金属-金属的鱼眼轴承(Heim Joint)替代衬套,减少形变但牺牲舒适性。
3. 多连杆悬挂的特殊结构
在多连杆后悬架中,轮毂通过多个连杆(如上控制臂、下控制臂、拖曳臂等)协同定位,每个连杆末端可能使用球铰或衬套。例如,奥迪五连杆悬挂中,三根连杆直接与轮毂轴承座相连,通过几何布局控制轮胎运动轨迹。
4. 麦弗逊悬挂的简化设计
麦弗逊式悬挂的下控制臂通过单球铰连接轮毂,减震器支柱顶部则与车身固定,底部与轮毂刚性锁紧。这种结构节省空间但需承受侧向力,对球头强度要求较高。
5. 卡车/越野车的重型连接
商用车的整体桥悬挂采用钢板弹簧或推力杆连接轮毂,硬派越野车(如牧马人)可能使用D形耳轴(Dana Axle)与控制臂螺栓固定,强调抗扭刚性。
6. 材料与工艺细节
连接部件常采用锻钢或铝合金材质,轻量化车型可能使用空心铸铝控制臂。球头销表面需渗碳淬火处理,硬度达HRC58以上;螺栓连接处采用锥形垫片防松,扭矩需按标准值紧固(如大众MQB平台控制臂螺栓通常要求80-100N·m+90°转角)。
7. 转向联动关系
在转向节设计中,悬挂臂球头与转向拉杆球头分别位于轮毂轴承座的不同支点,共同决定主销后倾角(Caster)和外倾角(Camber)。改装时调整控制臂长度可改变定位参数。
8. 故障与维护
球头磨损会导致底盘异响和轮胎偏磨,检查时需顶起车轮用撬杠测试间隙。部分豪华车配备电子主动悬挂,其控制臂可能集成线束接口,连接轮速传感器或主动转向执行器。
悬挂系统的连接刚性直接影响操纵稳定性,例如宝马双球节前悬通过两个铰接点虚拟主销轴线,提升转向反馈;而F1赛车采用碳纤维推杆+钛合金叉臂的极致轻量化设计,通过万向节与轮毂连接。
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