什麼是麥弗遜式懸掛?

1.麥弗遜式懸掛

起源:

麥弗遜式懸掛是因應前置發動機前輪驅動(ff)車型的出現而誕生的。ff車型不僅要求發動機要橫向放置,而且還要增加變速箱、差速器、驅動機構、轉向機,以往的前懸掛空間不得不加以壓縮並大幅刪掉,因此工程師才設計出節省空間、成本低的麥弗遜式懸掛,以符合汽車需求。現在一般轎車的前後懸掛基本都是麥弗遜式或其變型。   

麥弗遜(mcpherson)是個人名。他是美國伊利諾斯州人,1891年生。大學畢業後他曾在歐洲搞瞭多年的航空發動機,並於1924年加入通用汽車公司的工程中心。30年代,通用的雪佛蘭公司想設計一種真正的小型汽車,總設計師就是麥弗遜。他對設計小型轎車非常感興趣,目標是將這種四座轎車的質量控制在0.9噸以內,軸距控制在2.74米以內,設計的關鍵是懸掛。麥弗遜一改當時盛行的板簧與扭桿彈簧的前懸掛方式,創造性地將減振器和螺旋彈簧組合在一起,裝在前軸上。實踐證明這種懸掛形式構造簡單,占用空間小,而且操縱性很好。

應用:

麥弗遜跳槽到福特,1950年福特在英國的子公司生產的兩款車,是世界上首次使用麥弗遜懸掛的商品車。麥弗遜懸掛由於構造簡單,性能優越的緣故,被行傢譽為經典的設計。 麥弗遜在汽車前懸掛上的應用之廣是其他懸掛無法比擬的。大到寶馬M3,保時捷911這類高性能車,小到菲亞特STILO,福特FOCUS,甚至國產的哈飛面包車前懸掛都是采用的麥弗遜式設計。

優點:

到底是什麼原因能讓麥弗遜懸掛的應用如此廣泛?這種如此常用的懸掛到底有哪些性能特點呢?我們先從它的設計結構瞭解起吧。   

麥弗遜懸掛通常由兩個基本部分組成:支柱式減震器和A字型托臂。之所以叫減震器支柱是因為它除瞭減震還有支撐整個車身的作用,他的結構很緊湊,把減震器和減震彈簧集成在一起,組成一個可以上下運動的滑柱;下托臂通常是A字型的設計,用於給車輪提供部分橫向支撐力,以及承受全部的前後方向應力。整個車體的重量和汽車在運動時車輪承受的所有沖擊就靠這兩個部件承擔。所以麥弗遜的一個最大的設計特點就是結構簡單,結構簡單能帶來兩個直接好處那就是:懸掛重量輕和占用空間小。我們知道,汽車懸掛屬於運動部件,運動部件越輕,那麼懸掛響應速度和回彈速度就會越快,所以懸掛的減震能力也就越強;而且懸掛質量減輕也意味著彈簧下質量減輕,那麼在車身重量一定的情況下,舒適性也越好。占用空間小帶來的直接好處就是設計師能在發動機倉佈置下更大的發動機,而且發動機的放置方式也能隨心所欲。在中型車上能放下大型發動機,在小型車上也能放下中型發動機,讓各種發動機的匹配更靈活。

缺點:

說瞭這麼多麥弗遜懸掛的優點,也該談談缺點瞭。也正是因為麥弗遜結構過於簡單,造成懸掛的剛度有限。由於麥弗遜懸掛隻能靠下托臂和減震器支柱來承受強大的車輪沖擊力,所以較易發生幾何變形。這種變形體現到駕駛感受上,就是駕駛者會明顯的感覺到車身穩定性較差。無論是轉彎側傾,還是剎車點頭現象,都非常明顯。當然,設計師們也想瞭不少辦法來解決穩定性問題。我們經常聽說的橫向穩定桿,防傾桿,平衡桿等等都是用來提高麥福遜懸掛幾何剛度和橫向穩定性的部件。 

橫向穩定桿是一根擁有一定剛度的扭桿彈簧,他與左右懸掛的下托臂或減震器滑柱相連。當左右懸掛都處於顛簸路面時,兩邊的懸掛同時上下運動,穩定桿不發生扭轉;當車輛在轉彎時,由於外側懸掛承受的力量較大,車身發生一定側傾。此時外側懸掛收縮,內側懸掛舒張,那麼橫向穩定桿就會發生扭轉,產生一定的彈力,阻止車輛側傾。從而提高瞭車輛行駛穩定性。而再增加支撐桿部件,則能達到同時提高懸掛縱向剛度的目的。   

但是,光靠增加穩定桿所提高的性能是有限的,使用各種穩定桿設計能從一定程度上提高穩定性和懸掛幾何剛度。如果要從根本解決這些問題,就必須改變整個懸掛的幾何形狀,那麼多連桿和雙搖臂懸掛就成瞭高性能懸掛的代表。麥弗遜懸掛除瞭在穩定性和剛度方面要遜色於多連桿以外,在耐用性上也不能與多連桿懸掛相提並論。由於麥弗遜懸掛的減震器支柱需要承受橫向力,同時又要起到上下運動減低震動的目的,所以減震器支撐桿的摩擦很不均勻,減震器油封容易磨損造成液壓油泄露降低減震效果。

您可能也會喜歡…

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。