1.横向稳定杆
横向稳定杆 也叫防侧倾杆、横行稳定器,它是汽车悬架系统的一部分,与减振器或滑柱配合使用,以便为行驶的汽车提供附加稳定性,其结构如图1-26所示。
图1-26 车辆横向稳定杆
横向稳定杆是一个横跨整个车轴的金属杆,它连接在前轮前方的车架上,但要用橡胶衬套连接以使其可以旋转,两臂连接到两侧的前悬架梁上,将悬架的两侧有效地连接在一起。横向稳定杆及橡胶衬套在悬架中的安装,如图1-27所示。(www.daowen.com)
当汽车左右轮分别通过不同路面凸起或坑洞时,也就是左右两轮的水平高度不相同时,会使横向稳定杆扭转而产生防倾阻力抑制车身侧倾。也就是说当左右两边的悬架上下同时动作时横向稳定杆就不会发生作用。只有在左右两边悬架因为路面起伏或转向过弯造成的动作不同步时,横向稳定杆才产生作用。横向稳定杆只有在起作用时才会使悬架变硬,不像硬的弹簧会全面地使悬架变硬。当汽车转弯时,弯道外侧的前悬架梁会向上推稳定杆的臂,从而对稳定杆施加转矩,转矩会使另一端的臂发生转动,导致车辆另一侧的悬架也发生压缩,这样可以使行驶更平稳,并减少了车辆的倾斜度,尤其是它能抵消转弯时悬架上的汽车的侧倾趋势。如果不安装稳定杆而完全依靠弹簧来减少车身的侧倾,那可能需要非常硬的弹簧,要用阻尼系数很高的减振器来抑制弹簧的弹跳,这样必然会造成乘坐舒适性变差、行经不平路面时循迹性不良的后遗症。但是如果配合适当的横向稳定杆,不但可以减少侧倾,而且还可以提高车辆的舒适性和循迹性。鉴于此,当今几乎所有汽车都将稳定杆作为标准配置。
横向稳定杆和弹簧所提供的防倾阻力是相辅相成的,而且防倾阻力是成对发生的,也就是说车头的防倾阻力和车尾的防倾阻力是伴随发生的。但是由于车身配重比例以及其他外力的作用,会使得前后的防倾阻力并不平衡,这样便会直接影响车身重量的转移和操控的平衡。如果后轮的防倾阻力太大,会造成转向过度;如果前轮的防倾阻力太大,则会造成转向不足。为了改善操控性,不仅可利用横向稳定杆来抵制车身侧倾,还可以用来控制车身倾阻力的前后分配比例。横向稳定杆的功能就是保持车身的良好平衡和限制过弯时的车身侧倾,以及改善轮胎的贴地性。因此,设计合适刚度的稳定杆,在不影响车辆转弯性能的情况下,不仅可降低车身侧倾度,也可改善车辆的舒适性。
横向稳定杆的软硬度是由制作的材质、杆身、杆径、杆臂的长度以及杆臂与杆身所形成的角度决定的。杆身越长,横向稳定杆就越软,但杆臂的角度和长度却是容易调整的。一般来说,横向稳定杆的材质大同小异,改变横向稳定杆的软硬度都是通过改变杆径来实现。另外,根据杠杆原理,改变悬架与横向稳定杆臂的连接点就可改变杆臂的力矩,可调式横向稳定杆就是从这里着手的。
2.橡胶衬套
横向稳定杆的刚度与安装稳定杆的橡胶衬套有很大关系。如果将固定横向稳定杆的橡胶衬套换成硬的材质,就会有意想不到的效果。在实际测试中,使用一支直径20mm的横向稳定杆配上硬质的橡胶衬套,和使用直径25mm的横向稳定杆配上软的橡胶衬套具有相同的效果。要计算所需横向稳定杆的软硬度是很复杂的,不但要考虑自身的软硬度,更要考虑与弹簧的搭配情况。因此,要升级和调校好一套优秀的横向稳定杆系统,除了进行合理优化设计外,还应该进行多次弯道行驶测试。
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