雙彈簧懸架系統(tǒng)特性分析

摘 要：主要介紹了雙彈簧懸架系統(tǒng)與傳統(tǒng)單彈簧懸架系統(tǒng)兩者受力特性的區(qū)別，并將二者的組成結(jié)構(gòu)進行了分析對比，闡述了雙彈簧懸架系統(tǒng)的特性及技術(shù)優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：雙彈簧懸架;車輛工程;特性

中圖分類號：U463.33 ? ? ? 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.03.013

作者簡介：衛(wèi)赟理（1996-），男，山西太原人，本科在讀，研究方向：汽車服務(wù)工程，E-mail：2382701523@qq.com。

操控性和穩(wěn)定性是衡量車輛性能的重要指標，車輛懸掛通過彈簧裝置來緩解路面對車輛的沖擊。因受到彈簧在吸收沖擊后多次伸縮的物理特性影響，往往在彈簧裝置處并聯(lián)減震器來減少由于彈簧伸縮引起的車身振動。盡管如此，乘客的乘坐舒適性與駕駛員的操作穩(wěn)定性仍難以協(xié)調(diào)。而雙彈簧懸架由于結(jié)構(gòu)的改進能夠更好地滿足駕乘人員對于車輛舒適性和穩(wěn)定性的需求，使車輛性能得到大幅提升。

1 單彈簧懸架與雙彈簧懸架的特性分析及對比

由于路面不平導(dǎo)致車身垂直載荷增加影響車身平衡狀態(tài)，彈簧懸架可以減少因垂直荷載變化引起的車身振動，進而保證駕駛員的操控穩(wěn)定性以及舒適性。傳統(tǒng)造車廠往往在車輛上安裝四個單彈簧懸架。彈簧因振動引起的形變f與其受到的荷載F間的特性曲線主要有以下三種：（1）直線型; （2）漸增型;（3）漸減型。車輛懸架系統(tǒng)中的彈簧特性曲線并不固定，有的僅有一種，有的則是組合型特性曲線，是兩種甚至三種的組合。

雙彈簧懸架系統(tǒng)在平衡靜止時其所受的靜荷載為G0，主彈簧預(yù)緊力為F0，設(shè)定F0≥1.2G0，副彈簧預(yù)緊力為F2，設(shè)定F2≤0.8G0。懸架系統(tǒng)在壓縮行程時主彈簧工作，懸架系統(tǒng)在拉伸行程時副彈簧工作。高剛性區(qū)間是壓縮行程和拉伸行程之間的設(shè)計區(qū)間，在高剛性區(qū)間內(nèi)，即使懸架荷載發(fā)生變化，懸架的行程也可以忽略不計甚至為零。當(dāng)懸架系統(tǒng)受到激勵時，受到的荷載超過了高剛性區(qū)間的范圍，此時懸架系統(tǒng)控制雙彈簧中的一支，使得其特性曲線變?yōu)閴嚎s行程或拉伸行程中的一種;如果擾動導(dǎo)致的荷載使懸架系統(tǒng)處于高剛性區(qū)間內(nèi)，則雙彈簧均為未激活狀態(tài)。

由此可知，單彈簧系統(tǒng)的懸架不能區(qū)分對待擾動和激勵，而雙彈簧系統(tǒng)可以對擾動和激勵做出不同的響應(yīng)，使雙彈簧系統(tǒng)可以在保證舒適性的同時保持良好的操控性。

2 單彈簧懸架與雙彈簧懸架的結(jié)構(gòu)對比

單彈簧懸架系統(tǒng)中只有一個彈簧，不能明確的區(qū)分擾動以及激勵，彈簧和減震器兩種設(shè)備始終處于激活狀態(tài)，懸架只可以對擾動或激勵中的一種進行單一響應(yīng);雙彈簧懸架系統(tǒng)中，可以通過配置兩個彈簧的參數(shù)來區(qū)分擾動以及激勵，在受到激勵時只激活兩個彈簧中的一個，在受到擾動時兩個彈簧都不做反應(yīng)。

3 雙彈簧懸架的技術(shù)優(yōu)勢

3.1 車輛的平衡穩(wěn)定

在車輛的懸架系統(tǒng)中設(shè)置雙彈簧可以實現(xiàn)車身的自動平衡，在此系統(tǒng)中主要受力為主彈簧的預(yù)載荷以及副彈簧的組合作用力。根據(jù)受力的大小以及彈簧形變行程來設(shè)計懸架的三個剛度區(qū)間，通過懸架系統(tǒng)過濾路面不平引起的車身振動。當(dāng)振幅較小，懸架系統(tǒng)不需要形變時，就保持超高剛度維持車輛的駕駛性;在振幅較大，車輛的一個懸架系統(tǒng)需要形變時，保證其他懸架形變較小或不變。

3.2 提高車輛的乘坐舒適性和駕駛穩(wěn)定性

采用雙彈簧懸架系統(tǒng)可以通過主彈簧和副彈簧的組合來保證車輛行駛中的車身平衡及行駛穩(wěn)定性，減震器的作用被減小，因此可以選用較小的壓縮阻尼來削弱由于路面不平所導(dǎo)致的對懸架的影響。同時選用較大的回彈阻尼，使路面振動對車身的影響進一步被減小，在保持車輛穩(wěn)定性的同時保證了乘坐舒適性。

3.3 性能優(yōu)勢以及使用成本

雙彈簧懸架系統(tǒng)可以減小振動引起的車身橫搖、縱搖以及斜搖，進而在保持車身穩(wěn)定的同時減少了彈簧懸架以及其他零件的損耗，提高了車輛的使用壽命，并降低了車輛的養(yǎng)護成本。

雙彈簧懸架系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單彈簧懸架系統(tǒng)相比具有廣闊的發(fā)展前景和技術(shù)優(yōu)勢，是未來汽車懸架技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。

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