威灵

翁德沃彭：

悬架系统的一般操作
麦克弗森
线圈悬挂
弹簧常数
叶悬浮液
空气悬架
扭转弹簧
液压气动悬架

悬架系统的一般操作：
悬架系统的目的是尽可能吸收在不平整路面上行驶时的运动，从而保持最大的驾驶舒适性。抓地力也会影响悬架。如果悬架非常灵活（想想老式的美国汽车），抓地力就会比悬架僵硬的汽车差很多。这是因为非常灵活的汽车在反弹时（例如，急刹车或急转弯时）会失去抓地力。弹簧轮的轮胎对路面的压力比压缩轮小得多，因此滑动得更快。高速急弯时，爆胎的几率也会很高，因为弯道内侧的抓地力很小。
当一辆弹簧非常平稳的汽车在崎岖不平的铺砌路面上行驶时，汽车在反弹时会晃动很大。当汽车弹起时，轮胎上的压力较小，此时几乎或根本无法制动或转向。
对于弹簧刚性较高的汽车，尤其是运动型汽车或较低的汽车，在急转弯时，所有 4 个车轮的抓地力将尽可能最大。稳定杆和轮胎尺寸对此也有重大影响。当降低的汽车在铺砌的丘陵路面上行驶时，汽车将牢牢地保持在路面上，因此在伸出位置时不会遇到突然紧急制动的问题。

悬架的柔性和刚性（在带有螺旋弹簧的汽车中）与弹簧刚度有关。为了优化汽车的悬架（取决于结构），可以安装用于舒适性的柔性弹簧（线性弹簧）或用于运动性的硬弹簧（渐进式弹簧）。有关此内容的更多信息，请参阅页面下方的 Spring 常量章节。

麦克弗森：
麦弗逊悬架的一大优点就是弹簧和减震器合二为一。这样可以节省大量空间，而且在设计汽车时也很容易构造。因此，生产成本也很低。
麦弗逊悬架是带有两个横向叉骨（也称为双叉骨结构）悬架的进一步发展。上叉骨被减震器的活塞杆取代，活塞杆现在也吸收侧向力。因此，如果与车轮发生碰撞（被另一辆车或撞到路边），活塞杆通常会立即损坏。它变形得非常快，因此是弯曲的。然后必须更换整个减震器。
麦弗逊悬架通常用于汽车的前部。支柱有时也用在后轴上，但它们不是 McPerson 类型。在后悬架中，螺旋弹簧和减震器通常是分开设计的。

顶部轴承位于支柱顶部。顶部轴承使转向运动成为可能。支柱通常通过螺钉连接固定在发动机罩下方的车身上。所以这是一个固定点。位于下方的顶部轴承确保整个支柱能够相对于上部固定点平稳旋转。这种具有承载功能且枢轴点带有顶部轴承的系统称为麦弗逊系统。

线圈悬挂：
螺旋弹簧的工作原理并非像您首先想到的那样基于弯曲，而是基于扭转（扭转）。当弹簧受压时，螺旋杆将被扭转。整个车辆的重量由螺旋弹簧支撑。螺旋弹簧封闭在顶部轴承和底部弹簧座之间。当车辆压缩时，顶部轴承会将螺旋弹簧向下推。因为它扭转，所以产生反作用力。这种反作用力最终就是弹跳效应。弹簧施加的反作用力越大，弹簧的力量就越大。

弹簧常数：
弹簧的柔韧性由弹簧常数表示。线性螺旋弹簧的弹簧刚度与渐进螺旋弹簧的弹簧刚度不同。对于线性弹簧，所有匝之间的距离是相同的。对于渐进式弹簧，这些距离不相等；在弹簧的顶部或底部，绕组将比其他地方放置得更近。从图中可以看出这两种弹簧之间的区别：

对于线性弹簧，弹簧在一定重量下总是会塌陷一定距离。以下是线性弹簧行程的示例：

+100公斤额外负载，汽车下沉2厘米。
+200公斤额外负载，汽车下沉4厘米。
+300公斤额外负载，汽车下沉6厘米。

现在，该线性弹簧的重量和距离之间存在关系。线性弹簧的压缩如下图所示；弹簧上的力越大，悬架行程越大。这些线是直的，因为弹簧所有匝之间的距离相等。

对于渐进式弹簧，重量和距离之间没有关系。该弹簧随着进一步压缩而变得越来越硬。第一部分很简单，但随着负载的增加，它的弹跳距离越来越小。这是因为绕组在顶部靠得更近。以下是渐进式弹簧的弹簧行程示例：

+100kg额外负载，汽车下沉2cm。
+200kg额外负载，汽车下沉3cm。
+300kg额外负载，汽车下沉3,5cm。

下图是渐进式弹簧的图表。最初，弹簧行程将随着弹簧力的增加而增加。这条线不是笔直的，而是向上倾斜的。这意味着随着弹簧上的力进一步增加，弹簧行程变得越来越小。因此，随着弹簧上的力增加，汽车的偏转会越来越小。

汽车制造商一直在寻找车辆舒适性和驾驶特性之间的最佳比例。弹簧行程可以通过调节弹簧的渐进性（通过将更多或更少的线圈紧密地放置在一起）来调节。绕组本身的直径也对可能的扭转量有重大影响。每辆车的情况都会有所不同。对于具有不同气缸容量、发动机类型（汽油或柴油）、运动套件等的同一类型的汽车，也有不同类型的弹簧。
下降弹簧通常在第一部分塌陷很多，因此汽车在空档位置已经低于路面。这将使压缩汽车变得更加困难，因此弹簧变得更加渐进。否则车辆会太快撞到路面。由于弹簧不易压缩，车辆变得更硬；有些人对此感到不愉快。

叶片悬挂：
板簧由多个相互叠置的叶片组成。最上面的片材称为主片材。弹簧的叶子越多，它就变得越坚固。过去，它们有时安装在客车下方。当时的板簧仅由几片叶子组成，有时甚至只有主叶子。它们仍然用于商用车，尽管它们当然要厚得多。板簧的中部连接到车轴，末端连接到车身或底盘。通过弯曲总长度中间的多个叶片来获得弹性运动。

有 2 种不同类型的板簧：

梯形弹簧：弹簧叶片长短不一，各处厚度相同。
抛物线弹簧：弹簧片的长度都相同，中间比两端厚。春叶之间也有空间。抛物线弹簧比梯形弹簧更柔韧并且质量更小。

空气悬架：
乘用车上空气悬架的使用频率低于螺旋弹簧。例如，奥迪 A8、宝马 7 系列或 X5 就配备了空气悬架。这些汽车的四个车轮通常都有空气悬架。有些汽车的前部装有螺旋弹簧支柱，后部装有空气悬架。

该图显示了带有空气弹簧的后悬架。在汽车内部（通常在后备箱底部）有一个泵，用于将空气泵入空气弹簧。空气弹簧纵向膨胀，以便汽车的重量可以承受在其上。叉骨上通常有一个传感器，用于记录汽车被负载（坐在后面的人或重型拖车）悬挂的距离。根据这个测量数据，气泵可以给气囊充气得更用力一些，这样汽车就不会向后倾斜。

扭转悬挂：
扭转是“扭曲”的另一种说法。扭转弹簧曾经（主要）用于美国汽车。该结构的下叉骨通过扭杆连接到车身。当车辆压缩时，上枢轴点和下枢轴点将移动。插入扭杆的支撑臂需要围绕扭杆铰接。然而，这是不可能的，因为扭杆在支撑臂中具有固定连接。扭杆的另一侧（下图中）牢固地连接到车身。

这意味着当车轮压缩时，杆会受到扭转载荷。这种扭矩会产生阻力（车轮压缩得越多，扭杆扭曲得越多）。因此，随着扭转的增加，压缩变得越来越重。汽车前轴的整个悬架都是按照这个原理工作的。这也是美国老车压缩和回弹如此轻松顺利的原因之一。

液压气动悬架：
液压气动学是液压学和气动学的结合。该系统自 50 世纪 XNUMX 年代起就被雪铁龙使用，至今仍可在车型中找到。
弹簧球含有可压缩的压缩气体（图中蓝色）。液压油（黄色）则不然。在压缩过程中，红色活塞将被支撑臂向上推，气体空间被压缩。结果蓝色空间变小。当车轮回弹且活塞向下移动时，系统返回到之前的情况。通过压缩该压缩气体获得弹性和阻尼效果。

可以通过调节油量（黄色）来控制系统。通过在重载时向系统添加额外的油（这要归功于液压泵），行驶高度将会增加。然后车辆将在弹簧上坐得更高。当负载再次卸下（或乘客下车）时，系统中的油将通过压力阀返回到储油罐。行驶高度将再次降低。