Google+ 機動學論壇(TALKING MECHANISMS): 懸吊系統簡介及概述(上)

2007年6月14日 星期四

懸吊系統簡介及概述(上)

1抄這麼多真不好玩!

懸吊系統簡介及 概述(上)
B94611002 蔡篤明

以下是我在網路上找到的一篇關於汽 車懸吊系統的文章
而機汽車中的系統都是藉由各種機動學原理的運用而構成的
也正好符合這門課的精神
因此在閱讀之後摘錄出重點分享給大家

(一)懸吊系統概述
汽車行駛時,會受到地面的震動及衝擊 ,其中一部份由輪胎吸收。
剩下絕大部分的衝擊則需依靠輪胎與車身間的懸吊裝置 來吸收,防止車身各部零件的損壞並使乘坐人員舒適。
懸吊裝置除吸收震動與衝擊 外,並使輪胎所產生的驅動力或制動力傳達到車身,並對行駛的安定性及操縱性均有直 接的影響。

近年來對舒適與震動在理論上的研究有不斷的進展,新形式的懸吊 裝置不斷被發展出來,成為汽車構造上,改進最多之部分。
基本上仍不脫離車軸式 整體懸吊與獨立式懸吊兩大類,但為使車輛在不良路面上行駛時,保持車身穩定的原因 ,故都朝獨立懸吊方面發展。

車輪雖以B的波福跳動,但車身必須以A 線平穩前進。
整體式與獨立式懸吊系統的差別
(二)整體前懸吊裝置

整體式懸吊裝置有以下幾種裝置法 :

1.平衡片狀彈簧式

為整體式懸吊裝置最普遍的懸吊方 式。

2.橫置片狀彈簧式
此式只需一付彈簧 ,但因水平方向的剛性足,因此需要有懸吊臂以保持車軸的位置。

3.圈狀彈簧式


小型乘用轎車之整體式後軸用圈狀 彈簧之懸吊方式易使用甚廣。

4.空氣彈簧式

5.扭轉彈簧式


各式彈簧裝置
使用空氣彈簧之整體式前懸吊裝置


(三)獨立式前懸吊裝置

獨立式懸吊裝置,左右輪互相無關係, 為一獨立動作,故一般轎車及客車多採用此懸吊裝置。在此介紹前懸吊裝置的形式;

1.雞胸骨臂式獨立懸吊系統

雞胸骨臂 式為小轎車使用最多之獨立懸吊方式。

因使用彈簧的不同而有許多裝置方法。 如圖所示,

因上控制臂較下控制臂長,故又稱為梯形連桿型獨立吊法。

因上控制臂之形狀與雞胸骨形式相似,故稱為雞胸骨臂式。


雞胸骨臂式獨立懸吊裝置
*以下為各式彈簧裝置於雞胸骨臂式獨立懸吊裝置 圖 圈狀彈簧裝於下控制臂與車架間之雞胸骨臂 式獨立前懸吊裝置

使用扭桿彈簧之雞胸骨臂式獨立前懸吊裝置

使用圈狀彈簧裝於上控制臂
與車身 間之雞胸骨臂式獨立前懸吊裝置
使用片狀彈簧之
雞胸骨臂式獨立前懸吊裝置

2.滑柱式獨立懸吊系統

滑柱式獨立懸吊又稱為麥臣式(Mc PhersonType)或 垂直導管式(Vertical Guide)獨立懸吊裝置,

為目前單體 式車身小轎車中使用最多之方式,上端固定在車架
上,下端用連桿連結以定位, 避震器為筒形,裝在支柱內部。
支柱可在導管內上下滑動。

優點:構造簡 單,佔位置小,前輪之後傾角不會因車輪之跳動而改變。

缺點:行駛不平路面 時,車輪易自動轉向,故駕駛人需用力
保持方向盤,當受到劇烈之衝擊時,滑柱 易造成彎曲,因而影響轉向性能。

滑柱式獨立前懸吊裝置
使用片狀彈簧 加強之滑柱式獨立懸吊裝置
圈狀彈簧裝於下控制臂與大樑間之

滑柱式獨立懸吊 裝置

3.橫置片狀彈簧式獨立懸吊系統

基本上屬於雞胸骨臂式(梯形連桿型)獨立前懸吊,使用一只或兩只片 狀彈簧,
以替代上下控制臂,故構造簡單。

4.雙橫 樑型獨立懸吊系統

為使用兩跟衡量及圈狀之獨立懸吊裝置,因強大構 造簡單多用於中型貨車及客貨兩用車上。

雙橫樑型獨立式前懸吊裝置

(四)空氣懸吊系統

空氣懸 吊是由空氣彈簧(Air-spring)、平位閥(Leveling Valve)、貯氣箱(air tank)、
空氣壓縮機 (Air compressor)、調節閥(Regulating valve) 、限速器(Governor)、安全閥(safty valve)、 除水器(Water trap)、副箱(Surge tank)、排水 閥(Drain cock)等相關零件構成。

前懸吊系統如下圖所示 ,左、右各一個空氣彈簧裝置於車架邊樑(Frame side member)和前 軸(Frond Axle)之間。扭力感支持縱方向的力量,橫桿(Lateral)支 持橫方向的力量。扭力桿(torque rod)在下側左右各一枝,中央上 側也用一枝。各桿的一端固定於前軸的座,另一端固定於車架邊樑,橡膠襯墊(Rubber bush)介於連結部的中間。 空氣前懸吊的構造

橫桿也 是裝著橡膠襯墊和前軸及車架邊樑連結。史前軸的左右位置固定。又前面的副箱 (Surge tank)內,為防止壓縮空氣回轉,用

隔離板分成左 右兩部分,各自使用鋼管與空氣彈簧連接。

在空氣懸吊系統中,四個鋼製彈 簧乃由四個橡皮筒,即空氣彈簧所取代,每個橡皮筒都灌滿壓縮空氣來支撐汽車重量。 當車輪碰道路面隆起時,空氣會做進一步的壓縮而能吸收震動。並發展為電子空氣懸吊 系統,以微電子控制高度傳感器與空氣彈簧,平衡底盤高度。

(五)油壓氣動式懸吊
每個車輪處都有一個充滿氣體的彈簧單位,稱為液壓氣彈簧,每單位有一 密封室,含有高壓氮氣,旗下則有一為移室灌滿以水為主的液體。車輪碰到凹凸時,液 體會被推上去,於是壓縮上面的氣體產生彈簧的效果。此外,汽車各側兩單位前後相互 連接,如果前輪遇到隆起地面,左前單位的一部份液體會經由一條管子被擠至左後單位 ,使左後輪亦提升,震動被平均分配至前後輪上,增加車體的平穩。

(六)鋼板彈簧後懸吊系統

鋼板的前端捲曲形成彈簧銷 孔,此銷孔界螺栓與彈簧吊耳相連接,向皮乘套將螺栓與彈簧調耳隔開,彈簧的後端也 捲曲形成彈簧銷孔,銷孔界彈簧鉤環與車架相連,鉤環使鋼板彈簧於彎曲時可已有長度 上的變化。及彈簧在路面凹凸不平的情況下會被上推或下推,使二彈簧孔銷距離變化。

彈簧中央則有一對U形螺栓掛在後軸殼上,軸上的車架 並裝有橡皮緩衝墊,為防止軸殼上移撞擊車架,緩衝墊可吸收此震動。

1.橡皮襯套功能

一是吸收震動,不至於波及車架和車 耳,二是鋼板彈簧彎曲時可使彈簧銷孔前後運動。鉤環亦包括橡皮襯套,能吸收震動平 穩車架和車身。

2.螺旋彈簧後懸吊系 統

典型螺旋彈簧後懸吊,每一車輪中均有一個螺旋彈簧。車輪只許上 下運動,因而壓縮或伸展彈簧,但車輪不能向兩側或前後移動,此時必須使用控制臂。 常見為四個控制臂,其中兩個防止後軸殼及車輪前後移動,另兩臂可防止其向兩側移動 。此外每個車輪均有一避震器。

3.麥佛遜支柱式後懸吊

有許多後懸 吊系統使用麥佛遜撐桿,麥佛遜撐桿將彈簧與避震器合併為一體,其構造與運動懸吊系 統的麥佛遜撐桿是相同的


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