汽车悬挂系统很重要。它连接车轮和车身。车辆行驶时路面不平。悬挂系统减少震动。它让乘坐更舒服。它影响车辆安全。车辆转弯需要悬挂。车辆刹车需要悬挂。它保证轮胎贴紧路面。本文讨论悬挂系统内容。介绍悬挂系统基本知识。分析独立悬挂和非独立悬挂。研究减震器和弹簧工作。探讨现代悬挂技术发展。说明悬挂系统设计方法。列举悬挂系统测试手段。

悬挂系统有多个部分。弹簧是主要零件。钢板弹簧以前常用。它结构简单很坚固。载重货车用它很多。螺旋弹簧现在常见。它重量轻占空间小。轿车用它很多。扭杆弹簧也用。它像一根金属杆。一端固定一端连接车轮。车身跳动时杆子扭转。扭转产生弹力。空气弹簧有些车用。它用压缩空气当弹簧。客车和高级轿车用它。弹簧软硬影响感觉。弹簧太软车身晃动大。弹簧太硬颠簸感强。弹簧要合适。

减震器配合弹簧工作。弹簧反弹时来回震动。减震器控制这种震动。它让震动很快停止。减震器里面有油液。活塞在油里运动。小孔限制油流动。油流过小孔产生阻力。阻力消耗震动能量。震动就减弱了。减震器坏了车会跳。过坑后车身晃很多次。好的减震器很重要。它让车轮贴住地面。贴地越好刹车越稳。转弯时也不容易滑。

悬挂有不同结构形式。非独立结构简单。一根轴连接两个车轮。左边车轮压到石头。右边车轮也跟着斜。这种结构成本低。它很结实能负重。货车和后驱车常用。舒适性比较一般。独立悬挂每个车轮单独连。车轮动作互不干扰。左边车轮压到石头。右边车轮保持原样。这种乘坐更平稳。轮胎贴地性更好。轿车前轮都用它。结构复杂价格高。

麦弗逊悬挂很常见。它用在很多轿车前轮。它结构紧凑成本低。它占空间小发动机舱好布置。它有一根减震器支柱。支柱兼起转向主销作用。下面有摆臂控制车轮。双叉臂悬挂更高级。它有上下两个叉臂。车轮定位参数更准。转弯时轮胎角度变化小。贴地面积大操控好。高级轿车和跑车用它。多连杆悬挂很复杂。它用多个连杆控制车轮。车轮运动轨迹可以调得很好。舒适性和操控性都优秀。但它的零件多重量大。它需要很大设计功夫。它成本高很多。

悬挂还要有稳定杆。它是一根U形金属杆。它连接左右两侧车轮。车辆转弯时车身倾斜。外侧弹簧压得厉害。内侧弹簧伸得厉害。稳定杆这时候扭转。它抵抗这种扭转。它让两侧车轮受力接近。车身倾斜就变小了。转弯更平稳更安全。稳定杆越粗作用越强。太粗会影响舒适性。过单边坑洼车轮会跳。设计需要找平衡。

悬挂设计要考虑很多。首先要定设计目标。轿车注重舒服。跑车注重操控。货车注重载重。目标不同设计不同。弹簧刚度要选择。刚度大车身稳但颠。刚度小车身软但晃。减震器阻尼要匹配。阻尼大震动停得快但感觉硬。阻尼小车像坐船。要反复测试找到好搭配。悬挂几何参数很重要。主销后倾角影响方向回正。主销内倾角影响转向轻重。车轮外倾角影响轮胎磨损。前束角影响直线行驶。这些参数要精心计算。还要考虑空间限制。不能碰发动机和车身。不能影响转向转动。要留出车轮上下跳动的空间。

材料选择影响性能。钢材很常用价格便宜。高强度钢减轻重量。铝合金更轻但更贵。它用在高级车上。橡胶衬套到处都有。它连接金属零件。它减少振动传递。它吸收小的冲击。橡胶硬了振动传得多。橡胶软了操控不精确。橡胶还会老化。时间长了会变硬开裂。衬套需要定期检查。

现代悬挂技术发展很快。电子控制悬挂出现了。它用传感器和电脑。传感器检测车速。检测车身高度。检测方向盘转角。检测路面震动。电脑分析这些数据。它实时调节减震器软硬。过弯时让悬挂变硬。刹车时减少点头。坏路时让悬挂变软。这种系统提升很多。舒适和操控可以兼得。空气悬挂用得多起来。它用空气弹簧代替钢弹簧。电脑控制充气放气。它可以调整车身高度。高速时降低车身减阻力。坏路时升高车身防刮底。停车时还能降低方便上下。液压主动悬挂也有。它反应非常快。它几乎能抵消车身所有晃动。但它非常复杂昂贵。只在极少车上使用。

悬挂系统必须测试。台架测试先做。零件装在试验机上。机器模拟反复运动。测试几万次几十万次。看零件会不会坏。装车后要路面测试。测试场有各种路况。水泥路沥青路石块路。波浪路坑洼路接缝路。车辆装满仪器跑。记录车身加速度。记录车轮动态位移。记录各零件受力。工程师分析数据。发现问题再改进。主观评价也要做。经验丰富的驾驶员开。他们感觉平顺性。他们评价操控性。他们说出哪里不好。工程师根据意见再调。调弹簧调减震器调衬套。可能调几十次才满意。

悬挂系统影响车辆性格。同样的发动机和车身。不同悬挂开起来完全不同。软的悬挂像坐沙发。过滤掉很多小震动。长途乘坐不疲劳。但转弯快了人感觉害怕。车身侧倾很大感觉要翻。硬的悬挂路感清晰。每个小坑都能感觉到。转弯时车身很稳。信心很足速度可以很高。但日常开有点颠。家人可能抱怨不舒服。没有最好的悬挂。只有最适合的悬挂。家用车要兼顾舒适。运动型车侧重操控。越野车需要长行程。载重车首要结实可靠。

设计悬挂是妥协艺术。要成本要性能要空间要重量。每个因素都互相牵制。工程师不断寻找最佳点。他们用公式计算。他们用电脑仿真。他们做样品试验。他们不断优化改进。一辆好车的悬挂不好。这辆车就失败了。它让人开车累。它让乘坐不舒服。它甚至可能不安全。重视悬挂系统就是重视车辆根本。汽车在不断发展。材料在进步。电子技术加入。悬挂系统也会继续进步。它会更智能更适应。它会更好地服务驾驶者和乘坐者。