汽车底盘机械系统检修 文章 关乎车辆的舒适与操控 解析簧下质量.doc

关乎车辆的舒适与操控 解析簧下质量 人们常常会从舒适度或者操控性的角度去对一款车评头论足，然而针对 弹簧的劲度、 减震器的阻尼、 防倾杆的刚性、 悬挂的结构形式等等这套复杂的底盘系统的不同调校，往往会使车辆表现出完全不同的行驶特性。今天我们暂且抛开这些互相制约、牵一发而动全身的 悬挂零部件，而去研究 悬挂系统所产生的 簧下质量对车辆行驶特性的影响。 ● 簧下质量的定义 ??? 簧下质量其实是一个相对簧上质量而言的概念，对于一辆车，我们可以将其分成 簧下质量和簧上质量两个部分。如果给 簧下质量下个定义，它是指不由 悬挂系统中的弹性元件所支撑的质量，一般包括有车轮、 弹簧、 减震器以及其它相关部件等，而簧上质量自然就是车辆剩余部分的质量，一般包括车架、动力系统、传动装置、乘员等。 ● 簧下质量的界定 ??? 对于 簧下质量的界定其实并不是一件容易的事情，严格意义上来说，相对车身运动或者说随着车轮跳动的部件都应归为 簧下质量。像与车身完全没有接触的车轮自然好理解，但是像 弹簧、 减震器、 独立悬挂系统中的连杆、 非独立悬挂系统中的扭力梁以及四驱车型中的 传动轴，它们的特点都是一端与车身相连或者通过 副车架间接的与车身相连接，而另一端则随着车轮上下跳动。这在实际的计算中，一般可以取这些部件质量的二分之一作为 簧下质量。 ● 簧下质量的意义 ??? 在车辆动态行驶理论中，有一个簧上质量与 簧下质量之比的数据。对于一辆车来说，我们在不考虑其 悬挂设定的因素下，单纯从簧上质量与 簧下质量之比的角度出发，这个比值越大，也就意味着该车拥有更好的乘坐舒适性，而更小的 簧下质量同时意味着 悬挂系统拥有更好的动态响应能力以及车辆的操控性，接下来我们分别从这两方面来进行解读。 --对乘坐舒适性的影响 ??? 车辆在路面行驶时， 悬挂系统会不断接受来自路面的冲击，乘员在车内最理想的舒适状态，则是车体始终相对路面保持静止，车轮随着路面情况不断起伏，不过想通过机械的结构做到这一点几乎是不可能的，但是通过增大簧上与 簧下质量之比，车辆可以更接近这种行驶状态。 ? ??? 如果车体（簧上质量）在车的整备质量中占有较大的比重，那么这个较大的质量自然会增加车轮对地面的压力，使车轮紧密的贴合路面。当车轮遇到来自路面的凸起或凹陷时，如果 簧下质量较大，那么它自然也会有更大的运动惯性，在随着路面起伏时也需要相对更长的时间。如果在车速一定的情况下，还来不及改变运动轨迹的 悬挂系统会将这种路面的起伏直接传递给车身，而 悬挂系统并没有完成自身应该过滤震动、吸收冲击的工作。车速越快，对车身造成的冲击也就越明显，这也就很好的解释了当遇到一个较大的障碍物时，慢速通行和快速通行对乘坐舒适性所产生的不同影响，较低速度通过是给 悬挂系统留有更多的起伏运动时间以减小对乘员舒适性的影响。 ??? 同时，更小的 簧下质量必然会使 悬挂系统拥有更好的动态响应，以达到车身平稳，而车轮快速的随路面起伏来缓和冲击的状态。对于采用 独立悬挂系统的车辆而言，单纯从 簧下质量的角度分析，其在先天机构上相比采用扭力梁结构的车型拥有更好的响应，当然 弹簧以及 减震器的调教与设定同样对车辆的舒适性有着不可忽视的作用。 在实际驾驶中，人们通常会感觉到一辆满载的车辆会比空载时拥有更好的行驶平稳性，这种在其它参数不变，只增加簧上质量或者说减小 簧下质量所占比重的情况确实可以使车辆更加舒适。对于现在的汽车而言，车身 轻量化是一个趋势，车身重量的减轻，也应该伴随着 簧下质量的减小，但是降低 簧下质量相比减小车身重量要困难得多，在保证合理的几何 悬挂设置和强度的要求下，通过使用更轻的材质来减小 簧下质量不失为一记良策。 ??? 对于 中大型车或者豪华型车而言，由于车身安装有众多电子设备，同时较大的车架，再加上 发动机、传动系统等，通常会导致其整备质量较大。然而复杂的 悬挂结构也导致其相比普通车辆有着更大的 簧下质量。为了获得更好的乘坐舒适性，对于一些部件采用铝合金材质可以有效减小 簧下质量在整车重量中的比重。 --对车辆加速性和操控性的影响 ??? 对于喜爱改装的朋友而言，轮圈往往是他们最先改造的项目，换一个造型更炫、直径更大的轮圈，同时通过搭配低 扁平比的轮胎可以带来不错的视觉效果，但是很多人却忽视了改造背后所带来的 簧下质量的增加。 发动机的 扭矩通过 半轴带动车轮旋转，更重的轮圈意味着更大的转动惯量，车辆的动力如果不进行相匹配的提升，在驱动拥有更大转动惯量的车轮时必然会导致车辆加速性能