悬架系统类型多 哪种板簧设计更有优势

车辆行驶在各种道路上，路面会对车轮产生冲击性载荷，尤其高速行驶在恶劣道路上时，这种冲击载荷将会成倍的增加。如果直接传递到车架上，会使得驾驶员感觉不舒服、货物受损外，而且会导致车辆零部的损坏。为了缓和这种冲击，除了采用弹性橡胶轮胎以实现减振外，还采用具有弹性的悬架来实现减振。

一、悬架的定义

悬架是车架与车桥之间用于传递所有力和力矩的连接装置的总称。它在车轮和车架之间传递的力与力矩，减少路面对车身形成的冲击作用，降低车身所受到的冲击载荷，衰减路面波动造成的振动，能够使汽车平稳的行驶。

二、悬架的分类

悬架中常用的弹性部件包括螺旋弹簧、扭杆弹簧、钢板弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等多种结构形式。目前市场多以钢板弹簧和空气弹簧为主。

1.钢板弹簧在重卡中被广泛采用，相对于其它具有多种优点：

（1）结构设计简单，有利于提高可制造性和可维修性；

（2）具有导向的功能，可以传递各个方向的力和力矩；

（3）簧片可以按照一定的组合方式使得板簧呈现线性或非线性弹性特性。

2.空气弹簧目前在高端重卡上也应用广泛，其橡胶气囊的弹性变形和空气的可压缩特性产生的弹簧力，可缓和路面冲击，改善车辆的行驶特性。

空气弹簧分为囊式空气弹簧、膜式空气弹簧以及复合式空气弹簧三类。与传统的钢板弹簧不同，其弹性特性是非线性的，具有多种优点：

（1）行驶安全性高：当车辆通过凹凸路面、超车或急转向时，空气弹簧的拉伸或压缩行程比较大，刚度快速增加以调整车辆的平衡，从而减小振动及侧倾角，提高车辆行驶的安全性，保证运输物品的完好。

（2）行驶舒适性好：由于橡胶及空气工作时内摩擦较小，能够吸收高频振动，且产生噪音较小，并且能够吸收因路面激励而引起的车身振动。

（3）使用寿命长：空气弹簧的使用寿命可以高达300万次以上，而钢板弹簧的使用寿命通常只有50~60万次左右，空气弹簧的疲劳寿命更高，使用时间更长。

（4）工况适应性强：同一型号的空气弹簧，通过调节空气弹簧内部气压值，可以得到不同的承载能力，适应多种载荷工况的要求。

但是装备空气弹簧悬架所需的成本相比普通钢板弹簧悬架的汽车高了近10倍。许多主机厂为降低成本，在部分车型前悬架中采用了钢板弹簧，而后悬架采用了空气弹簧。

由于具有价格的优势，钢板弹簧在各种汽车上的应用还是非常广泛，特别是在载货汽车上的应用，它不仅能保证悬架有较高的可靠性，还能够有效的降低载货汽车的生产成本。

三、钢板弹簧的分类

钢板弹簧是重卡上采用得最多的弹性元件，它由若干片宽度相同但长度不同（厚度可以相同或不同）的合金弹簧钢片组成的，一般组合起来的钢板弹蓄的强度特性类似于等强度梁。

常用的汽车钢板弹簧有四类：多片钢板弹簧、少片变截面钢板弹簧、主副复合式钢板弹簧以及渐变刚度钢板弹簧。

（1）多片钢板弹簧：簧片数量较多，大多会超过5片，所用簧片的厚度相同，长度不同，弹性特性呈现线性变化。

（2）少片变截面钢板弹簧：簧片数量较少，一般不超过5片，所用簧片长度相同，厚度沿着长度方向变化，弹性特性呈现出线性变化。

（3）主副复合式钢板弹簧：由主副簧共同组成，在汽车承载较小时仅主簧起作用，随着载荷的增大，副簧与主簧共同发挥作用，其弹性特性呈现出非线性变化。

（4）渐变刚度钢板弹簧：副簧放置于主簧之下，主簧与副簧组成一体的结构，其弹性特性呈现出非线性变化。

以上四类板簧中，少片变截面钢板弹簧的簧片厚度按照某种特定规律设计，使簧片上呈等应力状态，从而使得弹簧材料的使用效率得到提高，并达到钢扳弹簧轻量化的目的，应用前景最为广泛。

四、少片变截面钢板弹簧的优势

少片变截面钢板弹簧的簧片的长、宽均相同，厚度则沿水平方向按照一定规律变化。相对于多片等截面钢板弹簧而言，在性能相同的情况下，具有以下优点：

（1）簧片上的应力分布较均匀，近似于等应力梁。相对于传统钢板弹簧，有效降低30%-40%的重量，提升簧片的许用应力；

（2）能够降低钢板弹簧总成动刚度，提高汽车的平顺性；

（3）避免了喷丸强化层的破坏，能够有效的提高钢板弹簧的疲劳强度，进而提高钢板弹蓄的可靠性；

（4）可以在蓄片间添加具有自我润滑、减少摩擦、减震的垫片，有利于延长钢板弹簧工作年限。

（5）整体厚度减小，能够有效的降低车辆的负荷高度。

总结：悬架系统安装在车轮和车架之间，传递的力与力矩，减少路面对车身形成的冲击作用，降低车身所受到的冲击载荷，衰减路面波动造成的振动，少片变截面钢板弹簧相对于多片等截面钢板弹蔷优势明显，自重轻，性能好，可靠性高，使用寿命长，相对于空气悬架系统而言，具有成本低的优势，是载货汽车的首选。