雙叉臂式懸掛又稱雙A臂式獨(dú)立懸掛,雙叉臂懸掛擁有上下兩個(gè)叉臂,橫向力由兩個(gè)叉臂同時(shí)吸收,支柱只承載車身重量,因此橫向剛度大。
雙叉臂式懸掛的上下兩個(gè)A字形叉臂可以精確的定位前輪的各種參數(shù),前輪轉(zhuǎn)彎時(shí),上下兩個(gè)叉臂能同時(shí)吸收輪胎所受的橫向力,加上兩叉臂的橫向剛度較大,所以轉(zhuǎn)彎的側(cè)傾較小。雙叉臂式懸掛通常采用上下不等長(zhǎng)叉臂(上短下長(zhǎng)),讓車輪在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)能自動(dòng)改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損,并且能自適應(yīng)路面,輪胎接地面積大,貼地性好。雙叉臂式懸掛運(yùn)動(dòng)性出色,為法拉利、瑪莎拉蒂等超級(jí)跑車所運(yùn)用。
中文名稱 | 雙叉臂式獨(dú)立懸架 | 別稱 | 雙A臂式獨(dú)立懸掛 |
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優(yōu)點(diǎn) | 橫向剛度大、抗側(cè)傾性能優(yōu)異 | 缺點(diǎn) | 制造成本高、懸參數(shù)設(shè)定復(fù)雜 |
雙叉臂式獨(dú)立懸架構(gòu)造原理
雙叉臂式懸架由上下兩根不等長(zhǎng)V 字形或A字形控制臂以及支柱式液壓減震器構(gòu)成,通常上控制臂短于下控制臂。上控制臂的一端連接著支柱減震器,另一端連接著車身;下控制臂的一端連接著車輪,而另一端則連接著車身。上下控制臂還由一根連接桿相連,這根連桿同時(shí)也還與車輪相連接。在整個(gè)懸架構(gòu)造中,通過對(duì)多個(gè)支點(diǎn)的連接提高了上下控制臂以及整個(gè)懸架的整體性。
如果是前輪驅(qū)動(dòng)的車型,那么裝配在前輪上的雙叉臂懸架在上下控制臂之間除裝配有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外,還有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),這使得其結(jié)構(gòu)比不帶轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的后輪要復(fù)雜得多。在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中,轉(zhuǎn)向主銷由轉(zhuǎn)向托盤與上下控制臂的連接位置和角度確定,轉(zhuǎn)向輪可繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)也可隨下控制臂上下跳動(dòng)。在雙叉臂懸架中通常采用球頭連接來(lái)滿足前車輪的運(yùn)動(dòng)需要:上下控制臂與轉(zhuǎn)向主銷的連接部位既要支持前輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向又要控制車輪的上下抖動(dòng)。不過由于上下控制臂的長(zhǎng)度差問題,這也對(duì)雙叉臂懸架的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)--如果上下控制臂的長(zhǎng)度差過小,車輪抖動(dòng)時(shí)會(huì)造成左右輪距偏大,加快輪胎外側(cè)磨損;反之,如果上下臂長(zhǎng)度差過大,則會(huì)造成車輪轉(zhuǎn)向時(shí)外傾角過大,使輪胎內(nèi)側(cè)磨損加快。因此,可以通過增加上下控制臂的長(zhǎng)度來(lái)減小輪距的變化和控制外傾角的變化。
另外,雙叉臂懸架的上下控制臂能起到抵消橫向作用力的功效,這使得支柱減震器不再承受橫向作用力,而只應(yīng)對(duì)車輪的上下抖動(dòng),因此在彎道上具有較好的方向穩(wěn)定性。素有"彎道之王"美譽(yù)的馬自達(dá)6前懸采用的就是雙叉臂懸架。因此,馬自達(dá)6在彎道行駛時(shí)的側(cè)傾較小,車身的整體感保持得非常好。
以上為雙叉臂式前懸掛示意圖
橫向剛度大、抗側(cè)傾性能優(yōu)異、抓地性能好、路感清晰。
首先,對(duì)于定位參數(shù)的精確控制,讓車輪能夠很好的緊貼地面,較強(qiáng)的橫向剛性又提供了很好的側(cè)向支撐,對(duì)于車輛的操控性能來(lái)說(shuō),這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性是顯而易見的,它不僅是法拉利,蘭博基尼和瑪莎拉蒂這些超級(jí)跑車們的首選,甚至是現(xiàn)今的F1賽車所使用的懸掛結(jié)構(gòu)依舊能看到雙叉臂的影子。而兩根三角形結(jié)構(gòu)的搖臂還擁有出色的抗扭強(qiáng)度和橫向剛性,因此在硬派SUV或者皮卡上也經(jīng)常會(huì)使用雙叉臂的懸掛結(jié)構(gòu),而前雙叉臂后整體橋的結(jié)構(gòu)也是硬派越野SUV的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。像是大切諾基,豐田普拉多和大眾途銳等,前懸都用了雙叉臂的懸掛結(jié)構(gòu)。
制造成本高、懸架定位參數(shù)設(shè)定復(fù)雜。同時(shí)維修保養(yǎng)時(shí)的復(fù)雜程度高,在定位懸架及四輪定位時(shí),參數(shù)也較難確定。
相對(duì)于麥弗遜懸掛,它的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,占用空間較大,成本較高,因此并不適用于小型車前懸掛,此外,定位參數(shù)的確定需要精確計(jì)算和調(diào)校,對(duì)于制造商的技術(shù)實(shí)力要求也比較高。
有哈弗H8、馬自達(dá)6、馬自達(dá)睿翼、奔騰B50,奔騰B70,奔騰B90,海馬M8。國(guó)內(nèi)前懸采用高位雙叉臂獨(dú)立懸架的有哈弗H8、馬自達(dá)6、馬自達(dá)睿翼、奔騰B50,奔騰B70,奔騰B90,海馬M8。大眾豪華...
前輪如果要求雙叉或者5連桿的話,那車就會(huì)少很多。。前驅(qū)車?yán)锩?,基本上。。老版雅閣,老版奧德賽。。bydG6/F6。海馬M8之類的。奔騰B50/70,B90,X80/老版馬自達(dá)6...
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評(píng)分: 4.8
利用ADAMS建立了某國(guó)產(chǎn)跑車的雙叉臂獨(dú)立懸架的虛擬樣機(jī)模型。在ADAMS/CAR中針對(duì)該跑車懸架系統(tǒng)進(jìn)行仿真,研究懸架參數(shù)對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響并分析在路試過程中出現(xiàn)的操縱穩(wěn)定性較差、輪胎磨損嚴(yán)重等問題的原因。通過優(yōu)化分析提出了懸架參數(shù)的改進(jìn)意見。
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評(píng)分: 4.4
綜合國(guó)內(nèi)外資料,探討了雙精管扭桿懸架設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的國(guó)截面直扭桿的設(shè)計(jì)方法和雙向筒式減振器參數(shù)的初步確定,并用于某輕型客車前懸架的改進(jìn)設(shè)計(jì),獲得了滿意的結(jié)果.
雙叉臂式獨(dú)立懸架有一個(gè)有趣的名字——雙愿骨式懸架(Double wish bone)。據(jù)說(shuō)這個(gè)有趣的名字來(lái)源于西方圣誕節(jié)上人們喜歡吃的一種火雞的骨頭,當(dāng)人們開始吃的時(shí)候要對(duì)火雞身上一根類似V字形的骨頭許愿,而這根骨頭就叫愿骨(Wish bone)。因?yàn)樵陔p叉臂懸架結(jié)構(gòu)中有兩根“愿骨”,故得名雙愿骨式懸架。
雙叉臂式懸架的誕生和麥弗遜式懸架有著緊密的血緣關(guān)系,它們的共同點(diǎn)為:下控制臂都由一根V字形或A字形的叉形控制臂構(gòu)成,液壓減震器充當(dāng)支柱支撐整個(gè)車身。不同處則在于雙叉臂式懸架多了一根連接支柱減震器的上控制臂,這樣一來(lái)有效增強(qiáng)了懸架整體的可靠性和穩(wěn)定性。
從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,麥弗遜懸架只有一根下控制臂和一根支柱式減震器,結(jié)構(gòu)上的最簡(jiǎn)單化使它的組成部件通常要一專多能。例如支柱減震器需充當(dāng)轉(zhuǎn)向主銷,除要承受車輛本身的重量外,還要應(yīng)對(duì)來(lái)自于路面的抖動(dòng)和沖擊。如果車輛在運(yùn)動(dòng)中,一側(cè)的麥弗遜懸架受到慣性壓縮,那么車輪的外傾角變化將增大,于是懸架越是壓縮得厲害,這種形變就越是難以得到控制。所以麥弗遜懸架的應(yīng)用范圍多為小型或中型轎車,車型級(jí)別再往上走,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的麥弗遜懸架便會(huì)有些力不從心了。
要改善麥弗遜懸架“脆弱”的特點(diǎn),就有必要在懸架的組成結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整。由于麥弗遜懸架只有下控制臂和支柱減震器兩個(gè)連接部件,這樣一來(lái)就形成了一個(gè)“L”形的結(jié)構(gòu),如果能在“L”形頂端再增加一根控制臂,那么懸架的結(jié)構(gòu)將得到加強(qiáng)。于是通過對(duì)麥弗遜懸架植入上控制臂,雙叉臂式懸架結(jié)構(gòu)便應(yīng)運(yùn)而生。雙叉臂懸架相對(duì)麥弗遜懸架在物理學(xué)特性上的改變顯而易見:當(dāng)一側(cè)懸架因慣性收縮時(shí),車輪的外傾角變化也相對(duì)較小,不過車輪外傾角的變化大小還可以通過改變上下控制臂的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)改善。因此,工程師在設(shè)計(jì)和匹配雙叉臂懸架時(shí)自由度更大,更能針對(duì)汽車的某一種特性如運(yùn)動(dòng)或舒適性作出最為合理的調(diào)校。
事實(shí)上,在車輛的底盤設(shè)計(jì)之初,設(shè)計(jì)師便開始考慮如何在底盤上布置復(fù)雜的懸架結(jié)構(gòu),給車輛帶來(lái)更好的操控性或更平穩(wěn)的舒適性。為了使車輪能隨時(shí)隨地貼合地面,達(dá)到運(yùn)動(dòng)性和乘坐舒適性的統(tǒng)一,設(shè)計(jì)師往往會(huì)采用雙叉臂懸架結(jié)構(gòu),增加減震器阻尼和螺旋彈簧的硬度也是應(yīng)對(duì)措施之一。在這點(diǎn)上,麥弗遜懸架會(huì)因?yàn)榭刂票鄣膯伪《管囕喭鈨A角增大,同時(shí)使車胎內(nèi)側(cè)負(fù)荷增大而加劇磨損。
由于傳統(tǒng)的雙叉臂懸架采用單導(dǎo)向結(jié)構(gòu),即上下控制臂與支柱減震器相連,實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪上下運(yùn)動(dòng)方向的控制,轉(zhuǎn)向拉桿和主銷相連完成對(duì)車輪左右方向的控制。由此看來(lái),減震和轉(zhuǎn)向是由兩個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)控制,但兩個(gè)機(jī)構(gòu)都只具備單導(dǎo)向性。隨著懸架結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化改進(jìn),目前雙叉臂懸架已衍生出可同時(shí)負(fù)責(zé)車輪轉(zhuǎn)向和上下抖動(dòng)的雙向控制結(jié)構(gòu)。改進(jìn)的懸架用轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向節(jié)支架取代了只用上下控制臂來(lái)對(duì)車輪進(jìn)行約束的狀況,車輪轉(zhuǎn)向通過安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)支架間的轉(zhuǎn)向節(jié)鉸鏈完成。在帶轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的前懸中,轉(zhuǎn)向節(jié)支架連接著轉(zhuǎn)向節(jié)球形鉸鏈、穩(wěn)定桿、液壓減震器以及上下臂。車輪的跳動(dòng)和轉(zhuǎn)向分別由這兩個(gè)新部件負(fù)責(zé),新結(jié)構(gòu)使每個(gè)零件承受的力較傳統(tǒng)雙叉臂要小很多,可靠性提高不少。此外動(dòng)態(tài)效能也大為改善,新型雙叉臂懸架獲得了較小的主銷傾角和外傾角,同時(shí)方向盤自動(dòng)回正效果更明顯。
雙叉臂式獨(dú)立懸架相比麥弗遜式懸掛雙叉臂多了一個(gè)上搖臂,不僅需要占用較大的空間,而且其定位參數(shù)較難確定,因此小型轎車的前橋出于空間和成本考慮一般不會(huì)采用此種懸掛。但其具有側(cè)傾小,可調(diào)參數(shù)多、輪胎接地面積大、抓地性能優(yōu)異,因此絕大部分純正血統(tǒng)的跑車的前懸掛均選用雙叉臂式懸掛,可以說(shuō)雙叉臂式懸掛是為運(yùn)動(dòng)而生的懸掛。法拉利、瑪莎拉蒂等超級(jí)跑車以及F1方程式賽車均采用了雙叉臂式前懸掛。一汽豐田皇冠和銳志也都采用了雙叉臂式前懸掛。國(guó)內(nèi)采用雙叉臂式前懸掛的轎車主要有一汽豐田皇冠和一汽豐田銳志,以及奧迪的豪華SUV Q7、大眾途銳。純國(guó)產(chǎn)的目前有BYD思銳,07年生產(chǎn)的中華酷寶、奇瑞生產(chǎn)的瑞麒G5。
盡管雙叉臂式獨(dú)立懸架擁有眾多優(yōu)勢(shì)——出色的側(cè)向支撐、精確的車輪方向控制等,但由于使用上下控制臂結(jié)構(gòu),過于穩(wěn)定的特性卻使車輪的響應(yīng)速度較其他形式懸架要緩慢,上下控制臂的結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致這種懸架的橫向安裝空間增大。因此雙叉臂懸架常出現(xiàn)在車身寬大的豪華轎車、全尺寸SUV、皮卡甚至超級(jí)跑車上,如我們熟悉的凱迪拉克賽威SLS、雪鐵龍C6、奧迪Q7、大眾途銳,甚至國(guó)產(chǎn)中興威虎皮卡無(wú)一例外都在前懸采用了雙叉臂結(jié)構(gòu)。而像蘭博基尼蓋拉多、瑪莎拉蒂3000GT等注重操控性能的跑車在前后懸都采用雙叉臂懸架,這足以說(shuō)明雙叉臂的應(yīng)用范圍廣泛,重要的是它能為車身提供很好的側(cè)向支撐。