懸架的作用是什么

　　【太平洋汽車網(wǎng)】懸架的作用是傳遞在車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩，且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架（車身）的沖擊載荷，削弱由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車平順行駛。

　　空氣懸掛的核心部件是空氣彈簧，在正式開始前，我們先把故事主角的族譜——即懸架系統(tǒng)來簡單介紹一下。

　　懸架系統(tǒng)的構(gòu)成懸架系統(tǒng)是由彈性元件（即彈簧）、減振元件（即減振器）、導(dǎo)向機構(gòu)（如控制臂、連桿、轉(zhuǎn)向節(jié)等）和橫向穩(wěn)定桿等構(gòu)成。

　　其中彈性元件和減振元件主要起到緩沖減振的作用，導(dǎo)向機構(gòu)則使車輪按照一定軌跡跳動，起導(dǎo)向作用，而橫向穩(wěn)定桿則是為了防止車輛在轉(zhuǎn)向等行駛工況時發(fā)生過大的側(cè)向傾斜。

　　懸架系統(tǒng)圖示要舒適還是要操控，這是個艱難的決定當(dāng)談?wù)搼壹艿臅r候，永遠(yuǎn)不可能繞開兩個話題——舒適性和操縱穩(wěn)定性。

　　舒適性和操縱穩(wěn)定性就像一對冤家，這兩個總是不對付，而且脾氣性格迥異，討好一個，就會得罪另一個，很難同時討好。這中間如何取舍，是一門非常高深的藝術(shù)。

　　對于整車的操縱穩(wěn)定性和舒適性而言，懸架系統(tǒng)有兩個參數(shù)非常重要，一個是彈簧的剛度，一個是減振器的阻尼系數(shù)。

　　舒適性指的是懸架系統(tǒng)（包括輪胎）對地面振動的過濾能力。

　　對車輛來說，路面的顛簸不平是輸入，是激勵，經(jīng)過懸架和輪胎的過濾，傳遞給車身、座椅和乘客。

　　根據(jù)典型路面采集到的不平度的信息，處理加工可以得到路面加速度的功率譜密度（power spectral density， PSD），如下圖所示。

　　路面輸入的加速度功率譜密度通過上圖可以看出來，在低頻下（小于1Hz）其功率譜密度的幅值變化不大，超過1Hz以后幅值快速增大。

　　對車身質(zhì)量（即簧上質(zhì)量）而言，當(dāng)其固有頻率與路面輸入的功率譜密度頻率相同時，會產(chǎn)生共振，如下圖所示，雖然1Hz和2Hz頻率相差不多，但是由于輸入功率譜密度幅值1Hz后快速增大，導(dǎo)致其在共振時的幅值也很大。

　　不同簧上質(zhì)量固有頻率行駛在道路上的加速度頻譜為了解決此問題，一般會努力將乘用車的簧上質(zhì)量的固有頻率設(shè)計為1Hz左右。

　　而簧上質(zhì)量的固有頻率跟什么有關(guān)呢？

　　根據(jù)汽車?yán)碚撓嚓P(guān)知識，可將車身和懸架系統(tǒng)簡化為如下圖所示的單質(zhì)量模型。

　　車身單質(zhì)量系統(tǒng)模型可以得到簧上質(zhì)量的固有頻率（帶阻尼）如下：由于一般乘用車的阻尼比范圍為0.2-0.4左右，其根號里的值為0.92~0.98，可以近似當(dāng)做是1。

　　所以其固有頻率可以簡化為：其中K為彈簧的剛度，m2為簧上質(zhì)量。

　　如果要保證其固有頻率為1，在m2值固定的前提下，其彈簧剛度需選的小一些，剛度越小，固有頻率越接近1Hz。

　　但是若是剛度很小，在極限工況，車輛姿態(tài)難以保證，如高速過彎車輛側(cè)傾嚴(yán)重，而且彈簧行程很大，會碰撞到懸架的限位塊，所以操縱穩(wěn)定性會很差。

（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 問答叫獸）