汽车设计网论坛

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

双叉臂式独立悬架设计和双球节弹簧减震支柱前桥

[复制链接]
天宇 发表于 2014-12-29 19:22:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
     双球节弹簧减震支柱前桥:
     得益于轻质铝的智能应用,双球节弹簧减震支柱前桥提供独特的动态操纵和高度灵敏的转向。BMW双球节弹簧减震支柱前桥由铝制成,这使得其重量很轻并将车辆的非弹簧支撑质量降到最小。与钢制的类似车桥相比,铝合金的智能应用可将重量减少30%。更轻的前桥平衡前后之间的车桥负载,直接的结果就是悬架和转向系统的迅速响应。高度刚性的对角前桥副车架进一步增强了这一点,它同时还支撑着转向器、横向摆臂和推杆以及防侧倾稳定杆。

    由于良好设计的车桥和弹性运动参数,该双球节原理是降低不平路面对车辆和转向系影响的最佳策略。关键问题就是在双叉臂VS支柱上。支柱式的,基本上就是相当于把双叉臂的上叉臂,换成了一个支柱。支柱通常由避震器担任.一般认为,空间、重量、成本等允许的情况下,双叉臂大家用起来会好用一些。至于双球节,当然,严格的双叉臂肯定是2个A臂,不会出现双球节。稍微广义一些,如马自达6、戈蓝8代的前悬挂,就是上面硬叉臂,下面双球节布置的2个连杆。而大众奥迪A4/6/8以及老帕萨特领域,前悬挂上下都是双球节布置的2个连杆,共4个球节(不含转向拉杆)

    双横臂和连杆支柱,双球节弹簧减振支柱优势要突出,主要是减少了簧下质量,操控更灵活。这种设计其实就等于双叉臂结构去掉了上层的单叉臂(双球节弹簧减振支柱有小幅垂直落差,这比单叉臂更有优势),虽然严格意义上,比双叉臂稳定性要略逊一筹,但簧下质量更轻,操控灵活性提高,在车重允许的范围内(像宝马用在1系、3系、奔驰用在A级、B级、C级,凯迪拉克则用在ATS上),它实际上优势更大。大型车辆承受的力不一样当然采用多连杆和双叉臂结构更好些。

     多连杆悬挂这种悬挂对侧倾的支撑力较强,所以适合高速,相应的牺牲一些舒适性。占用空间比较大,适合后悬。麦佛逊独立悬挂占用空间比较小,对侧倾的支撑力不是很理想,不过会舒适一些。适合前悬。一些微型车经常用这种悬挂(前后都用)。双球节弹簧减震支柱前桥这个属于悬挂的一部分,使得悬架和转向系统反应灵敏。哪个最好,就要看车子的用途跟车子的市场定位。如果是运动型汽车的话一般是前麦佛逊式后多连杆式,因为麦弗逊式节省空间,适合前悬(因为多数汽车的发动机还是前置的所以前面空间不是非常充裕),而多连杆式可提供足够支撑力。如果是超跑的话一般会用到一种双横臂式悬挂,这种悬挂对侧倾有更好的支撑力,提高过弯速度。具体车型有法拉利F430,兰博基尼LP640等。


    也有前后都用多连杆式的,如GTR。但是具体说那种好确实说不准,你说麦佛逊不适合高速吧!偏偏那款令许多车迷都倾倒的保时捷911,它的前悬偏偏用的是麦弗逊,而且表现相当强悍。所以说这些悬挂也不能简单的说哪个好哪个不好,只能看那个机械师能把这些部件调教的更好,把所有适合的搭配组合到一起并发挥出最大功能才是最强的!

双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


双球节弹簧减震支柱前桥

双球节弹簧减震支柱前桥


看过本贴的人还看了:



        汽车悬架设计的功用组成及设计要求                     扭力梁式非独立悬架与多连杆独立悬架哪个好

回复

使用道具 举报

hx000007 发表于 2015-1-11 20:58:46 | 显示全部楼层

双球节弹簧减振支柱悬架

     双球节弹簧减振支柱悬架。这种悬架总是被草率的归为麦弗逊式独立悬架,其实是小看了悬架结构的差异,并忽视了其所带来的优势。球叔必须指出来,奔驰A级、C级、CLK实际上也是用的双球节弹簧减振支柱悬架,但它在国内标注的是多连杆悬架。所以到今天我认为有必要重视这个悬架结构,并给出清晰的定义。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  球叔认为奔驰的标注虽然略有问题,但对悬架结构的功能表述是没有问题的,当然最规范的还是宝马和凯迪拉克双球节弹簧减振支柱悬架,这也是最真实的称谓。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  既然说到了麦弗逊式悬架,就有必要谈一谈独立悬架和非独立悬架的区别,学术一点说:非独立悬架是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上,左右两侧车轮是互相影响,一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮;独立悬架则是两侧车轮通过彼此独立地杆件与车身相连,当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力,这种冲击力不会波及另一侧车轮,而前悬架最常用的就是麦弗逊式独立悬架。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  其实要理解这个问题,球叔教你最简单也是最关键的识别方式就是看有没有活动球节。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  简单说非独立悬架式没有活动球节的,而独立悬架是有活动球节的,活动球节越多意味可自由活动摆臂越多(也并非越多越好,要考虑簧下质量),有了球节的概念你才可以理解双球节弹簧减振支柱这个名称。宝马和凯迪拉克的这个悬架命名没有任何猫腻,双球节讲的是与刹车盘固定的两个活动连接(三角臂是单球节),弹簧减振支柱也是最实在的说法,所以根本不用怀疑所谓的称谓忽悠。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

    接着说麦弗逊式悬架吧,麦弗逊式悬架是当今世界用的最广泛的轿车前悬架之一(如果比如成手表就可以称之为ETA统芯)。麦弗逊式悬架由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成。其结构用IT和互联网思维说麦弗逊式悬架就是高度简化集成的悬架。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

    螺旋弹簧套在减震器上工程师们称之为滑柱,它不仅承担了缓冲、减震的作用,还担当着导向机构的功能,这样做的好处可以避免螺旋弹簧受力时产生偏移,限制弹簧只能作上下方向的振动。而下面的三角摆臂也是集成式思路,通过一个零部件三个支点产生相对稳定的控制(多连杆式设计则是独立设计)。麦弗逊式悬架在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角,让其能在过弯时自适应路面,让轮胎尽其可能的接地面。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

【保时捷Boxster前悬架】

  麦弗逊式悬架结构的优势是简单、轻量、响应速度快,在常规的行车过程中,舒适性上的表现还是令人满意,不过由于其构造为集成式,普通版本的麦弗逊悬架三角臂设定范围小,横向活动范围太短,在激烈驾驶时应对横向G值冲击力时能力较弱,且整体承受能力有限(性能车必须加强强度)转弯侧倾明显。所以就有了各种高阶版本(如同百年灵、卡地亚、万国、宇舶改进ETA统芯一样),其中高等级版的麦弗逊式悬架以保时捷911的悬架为代表。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

【保时捷911_GT2前悬架】

    从整体角度看,保时捷911的前悬架虽然是麦弗逊式结构但在提振性能上做了很多努力。一,是材料优化(高强度轻量化),减振和弹簧都用了高等级的,A臂材料采用铝合金材质,强化的横向稳定杆(这个现在基本标配的稳定杆实际对抑制侧倾帮助很大),而现在进化链接横向稳定杆和支柱的小杠杆臂实际上也能够更好承受和传递作用力(老式设计是链接在摆臂上);二是造型结构优化,三角下摆臂造型开口大而长(已经类似长叉臂了),给力的铝合金副车架与下三角臂形成了非常强的联动关系;三是设计位置精准,保时捷是全球悬架调校的专家,在悬架结构位置布局上相当精妙(比如主销偏距更短等)。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  如果还有人说保时捷跑车的悬架和几万块钱的车采用一样的悬架,我看多半是脑子进水了。这道理就如同你真的会把售价5万以上,以ETA机芯为基础材料更换,从新打磨的天文台标准的的宇舶机芯和4000元的天梭的ETA相提并论吗?

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

【宝马双球节弹簧减振支柱】

  与保时捷通过材料和布局升级打造的高阶版的麦弗逊式悬架不同,宝马和凯迪拉克直接走了另外一条道路(其实奔驰也一样),它取消了传统的三角臂,变更为两个自由活动的摆臂,拥有四个活动球节(打个比方就是由集成显卡变为独立显卡)。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

【凯迪拉克ATS-L的前悬架】

  为啥要变呢?一个原因是,单球节的三角臂主销偏移距还是略大,而双球节可以虚拟一个注销点,这样可以缩小主销偏移距,提高直行行驶稳定性,对转向精准度也有很大的提高。此外摆臂越多,越长,悬架在设定各种参数时可自由掌握的度就多,车辆性能设定上的可变能力也就会越强。这对追求高性能和舒适平衡的车辆意义尤其重大。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

【奔驰C级的前悬架透视图】

  如果把各种专业参数设定抛开,更形象一点说,普通三角臂的可调能力弱,横向范围有限,容易侧倾,依靠更高强度更长活动范围的双摆臂可以更好的应对转向时产生的横向力,且使得双轮拥有更好的路面适应性,有效抑制侧倾,而且还有更短主销偏移距,行驶和转向稳定性更好。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

【常规赛车悬架】

  其实只要注意看赛车都是长度较长的双叉臂,可更好的承受作用力,提高单边轮的活动范围,抑制侧倾,提高转向时的稳定性。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  如果类比的话可能更好理解,双球节弹簧减振支柱悬架之于传统麦弗逊和欧米茄的同轴擒纵之于传统机芯一样(增加了一个结构),有异曲同工之妙,只是前者提高操控性,后者提高走时精准性。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

【奔驰GLK的前悬架】

  在悬架类型之中对比的话,双球节弹簧减振支柱这种结构和双横臂(特别提醒,这不是双叉臂)以及连杆支柱悬架的优势都类似,只是双横臂和连杆支柱的横向双摆臂基本处于平行状态,所以还需要一根纵向的摆臂来承受传递纵向作用力。而双球节弹簧减振支柱悬架,下方的两根摆臂形成了梯形结构,可以消化横向和纵向作用力,因此也就无需纵向摆臂了。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  相比双横臂和连杆支柱,双球节弹簧减振支柱优势要突出,主要是减少了簧下质量,操控更灵活。这种设计其实就等于双叉臂结构去掉了上层的单叉臂(双球节弹簧减振支柱有小幅垂直落差,这比单叉臂更有优势),虽然严格意义上,比双叉臂稳定性要略逊一筹,但簧下质量更轻,操控灵活性提高,在车重允许的范围内(像宝马用在1系、3系、奔驰用在A级、B级、C级,凯迪拉克则用在ATS上),它实际上优势更大。大型车辆承受的力不一样当然采用多连杆和双叉臂结构更好些。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  这里球叔想说一点,如果宝马、奔驰这个双球臂弹簧减振式前悬架没有独到的地方的话,宝马3系是绝对不可能成为全球量产车操控之王的,奔驰也不会成为同级操控与舒适平衡极佳的车型。而后来者,立志做同级最好操控的凯迪拉克的ATS就根本不可能跟随宝马、奔驰采用这种悬架,它大可向英菲尼迪Q50一样直接采用双叉臂式悬架。要知道凯迪拉克已经为ATS准备了前后5:5的配重,MRC主动电磁感应悬架和Brembo刹车,绝对不可能在如此重要的悬架结构上犯错误,当然答案是这种悬架优势突出,量产的凯迪拉克ATS操控优势非常明显也验证了这种结构的突出优势。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

【奔驰CLK的悬架透视图】

  最后我们来谈谈结论吧,有人说宝马3系、凯迪拉克ATS、奔驰C级的双球节弹簧减振支柱悬架是麦弗逊式悬架,对此我并不认同。差异和优势上文已经讲得足够多了,球叔更愿意用类比的形式来下结论。打个比方你会认为欧米茄同轴擒纵的8500机芯是ETA2892机芯吗?你会把欧米茄、天梭的机芯档次归为一档吗?我想稍微有点手表认知的人都不会,在专业人士的眼里,欧米茄8500机芯和ETA2892机芯,结构不一样、摆频不一样,储能时间不同,材质不一样,工艺不一样,走时精准性标准也完全不同。8500机芯已经是公认的标准的高端自制机芯了。

双球节弹簧减振支柱悬架

双球节弹簧减振支柱悬架

  其实宝马、奔驰、凯迪拉克的双球节弹簧减振支柱悬架与欧米茄的8500机芯类似,球叔并不认为它应该归为传统的麦弗逊式悬架,它应该属于独立的细分高性能悬架,当然从功能上讲,也可以被称之为连杆支柱悬架。

回复 支持 反对

使用道具 举报

hx000007 发表于 2015-1-11 20:58:49 | 显示全部楼层

双叉臂式独立悬架和双球节弹簧减震支柱前桥哪个好?

双叉臂式独立悬架和双球节弹簧减震支柱前桥哪个好?

关键问题就是在双叉臂VS支柱上。
支柱式的,基本上就是相当于把双叉臂的上叉臂,换成了一个支柱。支柱通常由避震器担任。
一般认为,空间、重量、成本等允许的情况下,双叉臂大家用起来会好用一些。
至于双球节,当然,严格的双叉臂肯定是2个A臂,不会出现双球节。

稍微广义一些,如马自达6、戈蓝8代的前悬挂,就是上面硬叉臂,下面双球节布置的2个连杆。
而大众奥迪A4/6/8以及老帕萨特领域,前悬挂上下都是双球节布置的2个连杆,共4个球节(不含转向拉杆)
得益于轻质铝的智能应用,双球节弹簧减震支柱前桥提供独特的动态操纵和高度灵敏的转向。
BMW双球节弹簧减震支柱前桥由铝制成,这使得其重量很轻并将车辆的非弹簧支撑质量降到最小。与钢制的类似车桥相比,铝合金的智能应用可将重量减少30%。
更轻的前桥平衡前后之间的车桥负载,直接的结果就是悬架和转向系统的迅速响应。高度刚性的对角前桥副车架进一步增强了这一点,它同时还支撑着转向器、横向摆臂和推杆以及防侧倾稳定杆。
由于良好设计的车桥和弹性运动参数,该双球节原理是降低不平路面对车辆和转向系影响的最佳策略。


回复 支持 反对

使用道具 举报

上海 发表于 2016-3-28 12:17:48 | 显示全部楼层
双球节弹簧减震支柱前桥是底盘的一种结构形式!对于这样的结构还是有很多优势的!双球节弹簧减振支柱优势要突出,主要是减少了簧下质量,操控更灵活。这种设计其实就等于双叉臂结构去掉了上层的单叉臂(双球节弹簧减振支柱有小幅垂直落差,这比单叉臂更有优势)
回复 支持 反对

使用道具 举报

美女 发表于 2016-3-31 21:54:23 | 显示全部楼层
     对于双叉臂式独立悬架设计和双球节弹簧减震支柱前桥,双球节讲的是与刹车盘固定的两个活动连接(三角臂是单球节),对于双球节弹簧减震支柱前桥我今天要说有点,双球节弹簧减振支柱悬挂。非独立悬挂式没有活动球节的,而独立悬挂是有活动球节的,这种悬挂总是被草率的归为麦弗逊式独立悬架,其实是小看了悬挂结构的差异,并忽视了其所带来的优势。宝马和凯迪拉克的这个悬挂命名没有任何猫腻,活动球节越多意味可自由活动摆臂越多(也并非越多越好,要考虑簧下质量),有了球节的概念你才可以理解双球节弹簧减振支柱这个名称。

回复 支持 反对

使用道具 举报

美女 发表于 2016-4-1 22:42:12 | 显示全部楼层
双球节弹簧减震支柱前桥目前应用在BMW3系
BMW双球节弹簧减震支柱前桥由铝制成,这使得其重量很轻并将车辆的非弹簧支撑质量降到最小。
与钢制的类似车桥相比,铝合金的智能应用可将重量减少30%。
更轻的前桥平衡前后之间的车桥负载,直接的结果就是悬架和转向系统的迅速响应。
高度刚性的对角前桥副车架进一步增强了这一点,它同时还支撑着转向器、横向摆臂和推杆以及防侧倾稳定杆。
由于良好设计的车桥和弹性运动参数,该双球节原理是降低不平路面对车辆和转向系影响的最佳策略。
双球节弹簧支柱前桥分开理解如下
双球节是指下面的两根连杆与转向节的安装是通过两个球铰即球头来实现的,麦弗逊悬架的弹簧和减震器总成又被称为支柱和弹簧,此种结构的前悬架是麦弗逊悬架的一种改进变型,悬架的性能要比普通的麦弗逊悬架要高,同时簧下质量要更轻,所占用的空间更小,但是相对来说成本又提高上去了,而且两根连杆与车身或车架的安装要求其衬套的刚度公差更小,其转向主销的确定比较复杂。
回复 支持 反对

使用道具 举报

少年 发表于 2016-4-5 18:49:34 | 显示全部楼层
   对于双球节弹簧减震支柱前桥的材料有铝制造的,也有其他材料,这个和质量有点关系,高度刚性的对角前桥副车架进一步增强了这一点,它同时还支撑着转向器、横向摆臂和推杆以及防侧倾稳定杆。对于双球节弹簧减震支柱前桥的材料有不同的规定!
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 天宇 发表于 2016-4-5 19:02:57 | 显示全部楼层
对于双叉臂式独立悬架设计和双球节弹簧减震支柱前桥我想说的是,这两种都是悬架的不同形式!在设计的过程中需要考虑的因素比较多!
回复 支持 反对

使用道具 举报

pqthf 发表于 2016-4-5 19:59:48 | 显示全部楼层
继续支持没话说~ 楼主真强












回复 支持 反对

使用道具 举报

汽车王子 发表于 2016-4-8 20:27:48 | 显示全部楼层
这个讲的太好了!双球节弹簧减震支柱前桥我也不太懂!想了解一下!涨知识了!
柴油机冒黑烟鱼骨图.jpg
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则


( 苏ICP备13014587号-2

GMT+8, 2018-6-25 03:00 , Processed in 0.689874 second(s), 34 queries .

Powered by 汽车设计网 X3.3

© 2001-2014 汽车自由人

快速回复 返回顶部 返回列表