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Corvette板簧
編輯Corvette板簧是一種獨立懸架,它使用纖維增強塑料(FRP)單板簧代替更傳統的螺旋彈簧。它以雪佛蘭克爾維特(ChevroletCorvette)命名,這是一款最初開發和首次使用的美國跑車。這種懸架配置的一個顯著特點是安裝了單片彈簧,使其既可以用作騎行彈簧,也可以用作防側傾彈簧。與板簧在汽車懸架設計中的許多應用相比,這種類型不使用彈簧作為定位鏈接。雖然這種懸架類型與幾代雪佛蘭克爾維特最顯著相關,但該設計已用于其他生產的通用汽車汽車,以及沃爾沃汽車和梅賽德斯-奔馳Sprinter面包車的汽車。
Corvette板簧的設計
編輯板簧懸架配置是獨立的,因為一個車輪的運動不受另一個車輪的位置決定。當懸架被壓縮時,控制臂用于定義車輪的運動。通常的螺旋彈簧被替換為單個FRP彈簧,該彈簧橫跨汽車的寬度。與使用螺旋彈簧的獨立懸架系統一樣,與常見的板簧支撐的Hotchkiss后軸不同,懸架運動學僅由控制臂定義。與螺旋彈簧懸架設計一樣,FRP單簧片支撐車輛的重量。然而,FRP板簧與鋼卷和傳統的鋼多板簧在許多重要方面有所不同。與鋼相比,FRP塑料彈簧的單位重量應變能存儲量是鋼的4.3-5.5倍。對于給定的應用,這會產生更輕的彈簧。第四代克爾維特上使用的單個FRP單葉前彈簧的重量是等效螺旋彈簧組的33%。將FRP與類似應用中的傳統鋼板彈簧相比,減輕的重量更大。第三代克爾維特提供了一個可選的FRP單片彈簧作為標準多片鋼彈簧的替代品,22公斤(48磅)鋼彈簧被3公斤(7磅)玻璃鋼彈簧取代。多葉鋼彈簧的葉片的相對滑動運動導致相對于彈簧壓縮的基于靜摩擦的滯后。這種靜摩擦力會降低懸架的合規性,并會影響乘坐質量和操控性。缺少單片葉片,單葉彈簧避免了靜摩擦。FRP彈簧被宣傳為具有出色的循環壽命和耐腐蝕性。一項比較第三代克爾維特彈簧的GM測試發現,多葉鋼彈簧可能在200,000次全行程循環后失效。更換的FRP板簧在200萬個完整循環后沒有表現出性能損失。與螺旋彈簧相比,包裝被認為是橫向FRP板簧的優點和缺點,具體取決于應用。FRP彈簧通常在懸架中設置得較低,從而導致重心較低。它還允許制造商避免使用高彈簧支架,從而在懸架周圍形成更平坦的負載地板。JamesSchefter報告說,正如在C5和后來的Corvettes上使用的那樣,使用OEM避震器彈簧將迫使底盤工程師要么垂直升高減震塔,要么將它們向內移動。在后部,這將減少后備箱空間。在前面,這會干擾發動機包裝。板簧的使用允許將彈簧放置在底盤下方,不礙事,同時將減震器組件的直徑保持為僅阻尼器的直徑,而不是阻尼器和彈簧的直徑。然而,在其他應用中,例如賽車設計,跨越車輛寬度的需要導致了重大的設計限制。螺旋彈簧和扭力彈簧為賽車應用提供了更好的封裝選擇。與螺旋彈簧相比,FRP彈簧的可用性和選擇也有限。在將FRP彈簧與量產公路車上的螺旋彈簧進行比較時,較高的成本也被認為是一個缺點。與螺旋彈簧相比,FRP彈簧的可用性和選擇也有限。在將FRP彈簧與量產公路車上的螺旋彈簧進行比較時,較高的成本也被認為是一個缺點。與螺旋彈簧相比,FRP彈簧的可用性和選擇也有限。在將FRP彈簧與量產公路車上的螺旋彈簧進行比較時,較高的成本也被認為是一個缺點。
Corvette板簧的特性
編輯FRP橫向板簧的一個優勢——當用大間距、可樞轉的支架支撐時——是能夠更換防傾桿。通常,提供足夠行駛率的彈簧需要輔助彈簧(防側傾桿)來增加懸架側傾率。橫穿車輛的橫向板簧兩側的耦合導致類似防傾桿的行為。Corvette工程師引用了這一特性,因為它可以使用更輕的防傾桿,甚至在第七代Corvette的某些版本上取消了后防傾桿。當任一車輪向上偏轉時,彈簧的中心跨距(可樞轉支架之間的部分)向下偏轉。如果兩個車輪同時向上偏轉(例如,當撞到路上的顛簸時),中心部分會在樞軸支架之間均勻彎曲。在滾動中,只有一個輪子向上偏轉,這往往會使彈簧的中心形成S形曲線。結果是懸架一側的輪速取決于另一側的位移。彈簧作為防傾桿的程度取決于樞軸支架之間的距離及其剛度。一個簡化的扁平矩形彈簧說明了這一原理。使彈簧的右側偏轉導致左側上升。相比之下,剛性中央支架(第2代和第3代Corvettes和其他汽車)在另一側偏轉時顯示出一側沒有運動。
Corvette板簧的應用
編輯許多制造商已經生產出利用具有防側傾效果的橫向板簧支撐的獨立前懸架或后懸架的車輛或概念。
- 雪佛蘭克爾維特:C41984-1996(僅前部,中央安裝的后彈簧沒有防側傾效果),C5-C7,1997-2019(前部和后部)。
- 通用汽車W平臺車:xxx代(Lumina、GrandPrix、Regal、CutlassSupreme)。
- 通用汽車E平臺車:(Eldorado、Toronado、Riviera、Reatta、Allante)。
- 沃爾沃960(從1995年款)從1997年到1998年款更名為S90(轎車)/V90(旅行車)。
- 沃爾沃XC90(第二代)。
- 梅賽德斯-奔馳Sprinter貨車(僅前部,Hotchkiss后部)。
- 歐寶GT:1969–1973(僅前),帶螺旋彈簧的拖臂,panhardbar(后)。
- SmartForTwoMk1-Mk3(與MacPhersonStruts一起使用)。
- 大眾1升汽車,原型。
- Indigo3000,瑞典制造的低容量跑車。由于橫向板簧的防側傾特性,該車沒有采用單獨的前防傾桿。
- 菲亞特128,它使用了類似的系統,帶有更傳統的多葉鋼彈簧,但配置有兩個樞軸以提供防側傾效果。
- 一些后來的TriumphSpitfire和TriumphGT6型號使用了帶有防側傾樞軸支架的后橫向鋼片彈簧。
- 早期福特汽車的橫向板簧和實心軸前懸架。
最近的專利和相關研究
編輯幾家汽車公司已經申請了使用橫向復合板簧的懸架設計專利,其支撐方式類似于Corvette。
- FordGlobalTechnologies,2006年,專利#7029017,用于帶有橫向板簧的機動車輛的車輪懸架。
- PorscheAG,2000年,專利號6029987,機動車前橋。描述了一種由橫向板簧系統支撐的支柱懸掛系統,與克爾維特使用的基本相同。保時捷專利提到了這種布置的有益穩定效果。
- 本田,1992年,橫向鋼板彈簧式懸架專利#5141209。
- 戴姆勒克萊斯勒,2004年,專利#6811169,復合彈簧設計,它還為傳統或主動懸架系統執行下控制臂功能。
- 采埃孚于2009年10月發布了概念后懸架設計,采用復合彈簧后懸架。基于支柱的懸架使用橫向板簧作為行駛和防側傾彈簧。ZF概念與Corvette上使用的系統不同,它使用板簧作為懸掛連桿之一。
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