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从新速腾后悬架断裂来重新了解扭力梁结构

 爱吃鱼78 2014-09-14

作者:SJTU91BB

悬架的文章,我一直没有写过。原打算写一篇SUV中央差速器的文章。但最近几个月,各大论坛闹得沸沸扬扬的新速腾后轮扭力梁悬架断裂的问题,很多蓝粉来问这个情况。网上关于新速腾后悬架的分析文章也很多,我大致看了一下,很多观点都有道理,下面谈谈我的个人看法。

首先可以肯定一点;拖拽臂-扭力梁悬架是非常成熟可靠的悬架。布局简单,制造成本低,在汽车市场上,尤其是小排量的轿车,采用量巨大。但是,新速腾的所谓“耦合式扭力梁悬架”表现一般,甚至出现了很多例断梁的情况。

为什么会出现这个情况,我们先从弹簧的结构分析,逐步回归主题,看图:

弹簧结构到扭力梁

扭力梁悬架包括:扭力梁+纵臂,纵臂也叫做摆臂或者拖拽臂。还有减震弹簧,减震器,拉杆,稳定杆等等组成。

标准扭力梁结构

当汽车行驶时候,单边轮遇到坑洼或者凸起(比如路牙石,石头),我们看一下激励响应的情况。下图:整个纵臂和横臂都发生扭转。单边轮的跳动,而另外一边轮保持或者减少跳动,是为了行驶的平顺性。这个扭力梁的单边轮跳动情况,实际是在模拟独立悬架!

扭力悬架左轮激励响应

市场上,做扭力梁悬架最常用的材料是圆钢管或者U型钢。纵臂采用圆钢管是非常稳定可靠的结构!

扭力梁悬架

很结实的纵臂

 

速腾后扭力梁悬架在单边轮跳动的时候,受力情况看下图:

单边轮下沉悬架的反应

 

对于扭力梁受力分析的专业文章很少。很多车厂都把扭力梁调教的数据保密,不公开。然而,中国学者也在研究扭力梁的受力问题,下面这个是同济大学学者的研究论文,我贴出来,让大家看什么?

就是纵臂刚度和横臂刚度的问题。当然这个论文是研究刚度对后轮定位影响的!论文来自《百度文库》

同济大学对扭力梁悬架扭转刚度研究

 

做这样的研究,先建立数学模型是必须的:

同济大学对扭力梁悬架扭转刚度研究

 

论文对纵臂(拖拽臂)的6个自由度做出明确的定义,并且重点研究了纵臂的刚度问题。

后悬架扭转刚度研究

本论文的数据都来自实验,当然用什么车型悬架测试的,论文中没有提及,但大家可以确信,这绝对是一个有代表性悬架的测试数据。

同济大学对扭力梁悬架扭转刚度研究

我们看到测试报告中,有一个数据,纵臂的刚度比横臂大,约5倍!这也就印证前面的标准扭力梁悬架的结构设计。纵臂很短,也粗壮。

我们在看新速腾的后扭力梁悬架,看看那苗条的、蜂腰一样的纵臂,多么单边柔弱,这样的纵臂能承受反复的交变扭力吗??下面这个图来自《汽车之家》:

结论部分在第二页请读者点击:日志分页 2

 

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