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汽车工作原理
一、基本理论
汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车,最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。
因此,汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。
有两点需注意:
1.内燃机也有其他种类,比如柴油机,燃气轮机,各有各的优点和缺点。
2.同样也有外燃机。
在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。
燃料(煤、木头、油)在发动机外部燃烧产生蒸气,然后蒸气进入发动机内部来产生动力。
内燃机的效率比外燃机高不少,也比相同动力的外燃机小很多。
所以,现代汽车不用蒸汽机。
相比之下,内燃机比外燃机的效率高,比燃气轮机的价格便宜,比电动汽车容易添加燃料。
这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。
二、燃烧是关键
汽车的发动机一般都采用4冲程。
(马自达的转子发动机在此不讨论,汽车画报曾做过介绍)
4冲程分别是:
进气、压缩、燃烧、排气。
完成这4个过程,发动机完成一个周期(2圈)。
理解4冲程
活塞,它由一个活塞杆和曲轴相联,过程如下:
1.活塞在顶部开始,进气阀打开,活塞往下运动,吸入油气混合气
2.活塞往顶部运动来压缩油气混合气,使得爆炸更有威力。
3.当活塞到达顶部时,火花塞放出火花来点燃油气混合气,爆炸使得活塞再次向下运动。
4.活塞到达底部,排气阀打开,活塞往上运动,尾气从汽缸由排气管排出。
注意:
内燃机最终产生的运动是转动的,活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动,这样才能驱动汽车轮胎。
三、汽缸数
发动机的核心部件是汽缸,活塞在汽缸内进行往复运动,上面所描述的是单汽缸的运动过程,而实际应用中的发动机都是有多个汽缸的(4缸、6缸、8缸比较常见)。
我们通常通过汽缸的排列方式对发动机分类:
直列、V或水平对置(当然现在还有大众集团的W型,实际上是两个V组成)。
见下图
直列4缸
V6
水平对置4缸
不同的排列方式使得发动机在顺滑性、制造费用和外型上有着各自的优点和缺点,配备在相应的汽车上。
四、排量
混合气的压缩和燃烧在燃烧室里进行,活塞往复运动,你可以看到燃烧室容积的变化,最大值和最小值的差值就是排量,用升(L)或毫升(CC)来度量。
汽车的排量一般在1.5L~4.0L之间。
每缸排量0.5L,4缸的排量为2.0L,如果V型排列的6汽缸,那就是V63.0升。
一般来说,排量表示发动机动力的大小。
所以增加汽缸数量或增加每个汽缸燃烧室的容积可以获得更多的动力。
五、发动机的其他部分
凸轮轴控制进气阀和排气阀的开闭
火花塞火花塞放出火花点燃油气混合气,使得爆炸发生。
火花必须在适当的时候放出。
阀门进气、出气阀分别在适当的时候打开来吸入油气混合气和排出尾气。
在压缩和
燃烧时,这两个阀都是关闭的,来保证燃烧室的密封。
活塞环在气缸壁和活塞中提出密封:
1.防止在压缩和燃烧时油气混合气和尾气泄漏进润滑油箱。
2.防止润滑油进入汽缸内燃烧。
大多“烧机油”的汽车就是因为发动机太旧:
活塞环不再密封引起的(尾气管冒青烟)
活塞杆连接活塞环和曲轴,使得活塞和曲轴维持各自的运动。
润滑油槽包围着曲轴,里面有相当数量的油.
何谓正时
一具引擎要能正确的运转,所有零件都要能在正确的时间和正确的位置做正确的事,在最佳的协调下,发挥应有的性能。
就像一支部队要作战前,指挥官(图库论坛)会分配每一组甚至每个人个别的任务,大家接受任务后,还有一件事很重要,没错,就是:
对表!
所有人都必须在一个独一的时间轴内完成任务。
大家都必须各自在正确的时间到达定位,这就是「正时」。
那么,在引擎中要怎么「对表」,又要以谁为准呢?
引擎中最主要的转动是曲轴,所以所有的正时都以曲轴旋转角度做为基准。
以一个单缸引擎为例,当活塞在上死点时为0度,到了下死点时为180度,四行程引擎以720度为一循环,所有运转件就以曲轴的运转为准,曲轴每旋转720度,所有运作就完成一次循环。
凸轮之所以能在正确的时机开启汽门,便是靠着正时链条,与曲轴保持正确的正时。
曲轴正时齿盘
我们知道引擎中一切的运转都以曲轴为准,所以曲轴就有责任将它的正时「告知」所有机件。
由于现在ECU的运算分辨率越来越高,甚至达到32位以上,所以需有一机件能精确的撷取正时讯号。
目前大部分引擎会在曲轴的一端装设一个齿盘,再由一个磁感sensor来接收并产生讯号。
假设齿盘有60齿,一圈360度则每一齿间距为6度,当曲轴转动时,齿盘会以相同的转速跟着曲轴转动,而每一齿经过sensor时,会感应一个磁场,并由sensor转换为电子讯号让ECU得知目前的曲轴角度,好使喷油、点火等动作能在正确时机作动。
正时皮带与正时链条
现在引擎多是顶置式凸轮轴的设计,就是将凸轮轴设置在引擎缸头上,要驱动凸轮轴必须利用皮带或炼条使之与运转中的曲轴连结。
就如前面提到的,凸轮轴的运转也需要「正时」,所以在安装正时皮带时,凸轮和曲轴的正时必须对妥。
由于正时皮带属于耗损品,而且正时皮带一旦断裂,凸轮轴当然不会照着正时运转,此时极有可能导致汽门与活塞撞击而造成严重毁损,所以正时皮带一定要依据原厂指定的里程(图库论坛)或时间更换。
而正时炼条则会有相当长的寿命,所以选购配置正时炼条引擎的车,会省去更换正时皮带的麻烦与开支。
节气门是在进气的管道中,加入一组蝴蝶阀,利用阀片旋转角度不同、开口不同的方式,控制进气量,进一步控制引擎的动力。
现在车辆多采用电子节气门设计,可由引擎控制模块进行精确的控制,让输出提高、油耗下降。
新鲜空气自进气道、空气滤清器一路往引擎前进,下一个会碰到的就是节气门,也就是俗称的「油门」。
这是整个引擎,唯一由驾驶人所控制的机构,在化油器引擎中,这个任务则由化油器担任;而在喷射供油引擎中,节气门阀体取代了化油器。
在采用了喷射供油系统后,燃油直接在进气门前由喷射器射出,节气门阀体便少了使燃油与空气混合的任务。
但为了能精确控制油气混合,节气门阀体机构并不比化油器简单。
一个典型的节气门体,应具备主进气道及节气门,而节气门是由一弹簧控制,当驾驶者未踩下油门时,节气门处于关闭状态,使大部分的空气被排除在阀门外;而当驾驶踏下油门踏板时,油门拉线便会拉动节气门弹簧,使阀门打开让空气从主进气道进入引擎中。
除此之外,还有一个节气门感知器来把节气门开度转成电子讯号,使得引擎监理系统(ECU)能依据此来控制燃油喷量。
节气门阀体上还有一个怠速控制阀,是由一步进马达控制,引擎ECU会在冷车、启闭冷气、空档与D档变换等时机,控制怠速马达的作动,以调整引擎怠速之合适的进气量。
传统的节气门(油门)是以油门拉线采机械方式驱动,然而为了全车控制的整体性,许多新推出的车型已采用了电子控制的节气门(电子油门)。
新鲜空气自进气道、空气滤清器一路往引擎前进,下一个会碰到的就是节流阀,也就是俗称的「油门」。
这是整个引擎,唯一由驾驶人所控制的机构,在化油器引擎中,这个任务则由化油器担任;而在喷射供油引擎中,节流阀体取代了化油器。
在采用了喷射供油系统后,燃油直接在进气门前由喷射器射出,节流阀体便少了使燃油与空气混合的任务。
但为了能精确控制油气混合,节流阀体机构并不比化油器简单。
一个典型的节流阀体,应具备主进气道及节流阀,而节流阀是由一弹簧控制,当驾驶者未踩下油门时,节流阀处于关闭状态,使大部分的空气被排除在阀门外;而当驾驶踏下油门踏板时,油门拉线便会拉动节流阀弹簧,使阀门打开让空气从主进气道进入引擎中。
除此之外,还有一个节流阀感知器来把节流阀开度转成电子讯号,使得引擎监理系统(ECU)能依据油门开度来控制燃油喷量。
节流阀体上还有一个怠速控制阀,是由一步进马达控制,引擎ECU会在冷车、启闭冷气、空档与D档变换等时机,控制怠速马达的作动,以调整引擎怠速之合适的进气量。
传统的节流门(油门)是以油门拉线采机械方式驱动,然而为了全车控制的整体性,许多新推出的车型已采用了电子控制的节流阀(电子油门)。
进气歧管
在谈到进气歧管之前,我们先来想想空气是怎样进入引擎的。
在引擎概论中我们曾提到活塞在汽缸内的运作,当引擎处于进气行程时,活塞往下运动使汽缸内产生真空(也就是压力变小),好与外界空气产生压力差,让空气能进入汽缸内。
举例来说,大家都应该有被打过针,也看过护士小姐如何将药水吸入针桶内吧!
假想针桶就是引擎,那么当针桶内的活塞向外抽出时,药水就会被吸入针桶内,而引擎就是这样把空气吸到汽缸内的。
由于进气端的温度较低,复合材料开始成为热门的进气歧管材质,其质轻则内部光滑,能有效减少阻力,增加进气的效率。
好了,回到主题,进气歧管位于节气门与引擎进气门之间,之所以称为「歧管」,是因为空气进入节气门后,经过歧管缓冲统后,空气流道就在此「分歧」了,对应引擎汽缸的数量,如四缸引擎就有四道,五缸引擎则有五道,将空气分别导入各汽缸中。
以自然进气引擎来说,由于进气歧管位于节气门之后,所以当引擎油门开度小时,汽缸内无法吸到足量的空气,就会造成歧管真空度高;而当引擎油门开度大时,进气歧管内的真空度就会变小。
因此,喷射供油引擎都会在进气歧管上装设一个压力计,供给ECU判定引擎负荷,而给予适量的喷油。
歧管真空不只可用来供给判定引擎负荷的压力讯号,还有许多用处呢!
如煞车也需要利用引擎的真空来辅助,所以当引擎发动后煞车踏板会轻盈许多,就是因为有真空辅助的缘故。
还有某些形式的定速控制机构也会利用到歧管真空。
而这些真空管一旦有泄漏或者不当改装,会造成引擎控制失调,也会影响煞车的作动,所以奉劝读者尽量不要于真空管上作不当的改装,以维护行车的安全。
进气歧管的设计也是大有学问的,为了引擎每一汽缸的燃烧状况相同,每一缸的歧管长度和弯曲度都要尽可能的相同。
由于引擎是由四个行程来完成运转程序,所以引擎每一缸会以脉冲方式进气,依据经验,较长的歧管适合低转速运转,而较短的歧管则适合高转速运转。
所以有些车型会采用可变长度进气歧管,或连续可变长度进气歧管,使引擎在各转速域都能发挥较佳的性能。
直列引擎
一如其名,直列引擎的汽缸均排成一直线。
引擎的所有汽缸均排列在同一平面上,形成一直列的情形,称为直列引擎。
以直列四汽缸引擎为例,常见的标示方式有二种,一是取与排列外型相似的I做标示,就标示为「I4」。
另外一种则是以英文Line做开头,而标示为「Line4」或「L6」以代表直列4汽缸或是直列6汽缸引擎之意。
V型引擎
汽缸数增加,采用V型汽缸配置的引擎可以有效减少引擎体积,增加车室空间。
引擎的汽缸分别排列在二个平面上,此二个平面相互产生一个夹角。
汽缸呈V型排列的引擎会因汽缸数量的不同,而有60、90、120度三种常见的角度。
夹角为180度的引擎则另外称为「水平对置式引擎」。
冷却系统的功用
冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。
引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎;水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。
不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。
冷却循环
因为多数车辆皆采用水冷式引擎,所以本文以介绍水冷式引擎之冷却循环为主。
在水冷引擎的冷却循环中,可分为「小循环」与「大循环」。
小循环是指冷却水仅在引擎内循环,而大循环则是冷却水在引擎与热交换器(水箱)间循环。
为什么要有大循环与小循环呢?
主要是因为引擎在冷车时温度低,此时少量的冷却水在引擎内作小循环,使引擎能迅速达到工作温度;一旦引擎达到工作温度,控制大、小循环转换的温度控制阀(俗称水龟)则会开启,让冷却水能流至水箱内让空气将热带走,引擎温度越高,水龟开启的程度就越大,冷却水的流量也越大,好带走更多的热量。
冷却水的循环是靠水泵浦带动的,水泵浦则是由引擎的运转所驱动,所以当引擎转速越高,水泵浦的运转效率也越高。
冷却液的特性
冷却液是由纯水与水箱精案一定比例调制而成,水箱精能提高冷却水的沸点。
纯水在常温常压下的沸点是100℃,一旦引擎温度过高,会使冷却水沸腾成为水蒸气,而水在气态下的热对流系数远低于液态,所以气态的水蒸气几乎无法带走引擎的热量,此时引擎温度会迅速升高而损害引擎。
所以水箱精将冷却水的沸点提高,以确保冷却液在高温时仍是液态,才能带走引擎产生的热
冷却系统的功用
冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。
引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎;水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。
不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。
冷却循环
因为多数车辆皆采用水冷式引擎,所以本文以介绍水冷式引擎之冷却循环为主。
在水冷引擎的冷却循环中,可分为「小循环」与「大循环」。
小循环是指冷却水仅在引擎内循环,而大循环则是冷却水在引擎与热交换器(水箱)间循环。
为什么要有大循环与小循环呢?
主要是因为引擎在冷车时温度低,此时少量的冷却水在引擎内作小循环,使引擎能迅速达到工作温度;一旦引擎达到工作温度,控制大、小循环转换的温度控制阀(俗称水龟)则会开启,让冷却水能流至水箱内让空气将热带走,引擎温度越高,水龟开启的程度就越大,冷却水的流量也越大,好带走更多的热量。
冷却水的循环是靠水泵浦带动的,水泵浦则是由引擎的运转所驱动,所以当引擎转速越高,水泵浦的运转效率也越高。
冷却液的特性
冷却液是由纯水与水箱精案一定比例调制而成,水箱精能提高冷却水的沸点。
纯水在常温常压下的沸点是100℃,一旦引擎温度过高,会使冷却水沸腾成为水蒸气,而水在气态下的热对流系数远低于液态,所以气态的水蒸气几乎无法带走引擎的热量,此时引擎温度会迅速升高而损害引擎。
所以水箱精将冷却水的沸点提高,以确保冷却液在高温时仍是液态,才能带走引擎产生的热
引擎动力计
引擎动力计最主要适用来量测引擎的扭力,常用的引擎动力计有涡电流式与电动马达,它们都是利用磁场产生制动力来承受引擎的负载,再精确的量测动力计所承受的力矩(扭力)。
引擎动力计量测引擎在每一转速所输出的最大扭力,再由测得的扭力计算每一转速的功率(马力),就是车主手上的引擎性能曲线图了。
然而不是只有测测引擎的性能而已,引擎动力计能测的项目可多着呢!
因为引擎动力计可于定转速订扭力或是定转速定油门的模式下操作,所以可以将引擎的可用转速-负荷域,以格点的方式详细的量测所有引擎相关数据,例如进气负压、排气背压、污染值、油耗值、容积效率、爆震情形、震动噪音等,并且也可利用引动力计作引擎醒能调校及引擎耐久试验等。
而在引擎动力计上的测试用引擎,会像针灸一样被差上一堆温度计、压力计、废气取样管等,为了就是要精准且巨细靡遗的获取引擎的各样信息,而发展出合用且耐用的引擎。
很多人对动力计的印象可能仅止于底盘动力计,也就是大家俗称的「马力机」,然而要真正发展一具引擎,绝大多数的测试及调校都必须利用引擎动力计而非底盘动力计。
希望各位读者在阅读本篇的介绍后,能对引擎测试及引擎动力计有概略的认识。
关于点火、怠速、正时、爆震及喷油等控制在各相关单元都已有介绍,本篇来谈谈和油耗有关的「开回路控制」与「闭回路控制」。
在「控制学」中,所谓「开回路控制」是指控制器按已写入的控制模式,单向地下指令给致动器作动;而「闭回路控制」则是在控制回路中加入回馈讯号,以修正致动器的作动量。
在喷油控制系统中,是由ECU依据当时引擎运转状况,将该条件下所设定之喷油量指令传送至喷油嘴。
在开回路控制下,ECU送给喷油嘴的喷油指令不会受回馈讯号的修正。
在闭回路控制下,其喷油指令将受回馈讯号的修正,而回馈讯号的来源是含氧感知器。
含氧感知器会侦测废气中的含氧量,并把含氧量讯号送至ECU,ECU会依据含氧量及喷油量计算出实际空燃比,若是侦测出混合气太稀(空燃比大),ECU会朝浓油方向修正;若是侦测出混合气太浓(空燃比小),ECU会朝稀油方向修正,让引擎在最佳空燃比下运转,这时引擎的燃油消耗会最小。
引擎何时会处于闭回路控制,又何时会处于开回路控制呢?
在一般的运转状况下,引擎都是采用闭回路控制,而当油门开度过大、急加速及冷车状态时,引擎就会进入开回路状态。
尤其在大脚油门时,引擎不但处于开回路状态,甚至还会进入喷油增浓模式,所以一定比较耗油。
目前油价节节攀升,要省油最好的方法,就是好好克制自己的右脚!
EGR
EGR(ExhaustGasRecirculation废气再回收)是从排气歧管接出一个旁通管至进气歧管内,而将部分引擎废气随着新鲜空气导入引擎中燃烧,导入废弃的量是由ECU依据当时引擎转速、负荷等讯息所计算出来,并由EGR阀所控制。
EGR的功用最主要是用来降低引擎中NOx的排放量的,我们在「触媒转换器」单元中有介绍过废弃成分的产生,其中NOx的产生是因为引擎燃烧温度过高所致。
本来,要降低燃烧温度来抑制NOx的生成最好的方法就是延后点火提前角,然而点火角延后会大幅降低引擎性能并且提高油耗量,所以目前最好的解决方是就是装设EGR。
EGR虽然会小幅的牺牲一点引擎性能,但却能降低引擎燃烧温度,以控制NOx的生成。
经实验证明,正确的利用EGR能降低百分之50的NOx生成量。
如此便能大大减低触媒转换器的负担,降低触媒对于NOx的配方量,而节省触媒转换器的制造成本。
含氧感知器
含氧感知器(O2Sensor)装在触媒转换器的前端,引擎ECU借着含氧感知器侦测废气中的含氧量,来判定引擎燃烧状况,以决定喷油量的多寡。
当含氧感知器侦测到较浓的氧含量时,表示当时引擎为「稀油」燃烧,所以ECU会使喷油嘴的喷油量增加;相反的,当含氧感知器侦测到较稀的氧含量时,表示当时引擎为「浓油」燃烧,所以ECU会减少喷油嘴的喷油量。
然而,引擎喷油量主要并不是含氧感知器决定,引擎在每个转速及负荷下该喷多少油,引擎调校工程师都已经在引擎调校时定义好了,而含氧感知器所传送的含氧量讯息,只是在ECU对引擎作闭回路控制时的回馈讯号,使引擎的喷油量在调校工程师的定义下,再针对当时引擎的运转状况作些微的修正,让引擎的运转能处于最佳状态,这就是一般人所说ECU的学习功能。
所以当含氧感知器坏掉时,引擎还是能正常运作,但就是少了自我修正的功能。
这样,引擎的运转就不能确保在最佳状态,并且也有可能造成排污值过高而加速触媒转换器的老化,所以当含氧感知器坏掉时,仪表版上的警示灯会亮起。
因为车身下方的空间使汽车看起来好像是悬浮在半空中,要如何将看似悬浮在半空中的车身与接触地面的车轮结合呢?
这个结合的装置就是悬挂系统。
悬挂系统除了要支撑车身的重量之外,还负有降低行驶时的震动,以及车辆行驶的操控性能等重责大任。
悬挂系统是如何神奇的发挥功能去降低行驶时的震动,以及车辆行驶的操控性能呢?
原来就是在悬挂系统中包含了避震器、弹簧、防倾杆、连杆等机件。
在车轮与车体之间,便是所谓的悬挂系统,担负起承载车体并吸收震动的工作,提供最佳的乘坐舒适性。
图中为Toyota最新车型Wish的悬挂系统,采前方独立麦佛逊结构、后方ETABeam结构,提供最大的车室空间。
一、弹簧:
用来缓冲震动的装置。
利用弹簧的变型来吸收能量。
常见的弹簧型式为「圈形弹簧」,其它被使用在汽车上的弹簧还有「板片弹簧」和「扭力杆弹簧」二种。
二、避震器:
用来缓冲震动,并且吸收能量的装置。
避震器内部藉由液体或气体产生压力来推动阀体,以吸收震动的能量,并且减缓震动的作用。
采用气压方式的避震器,其价格一般都比采用油压方式者高。
少部份高价位的避震器会采取液、气压共享的设计。
三、防倾杆:
将类似ㄇ字形的杆件的二端分别连结在左、右悬挂装置上面,当左、右侧的轮子分别上下移动时,会产生扭力并使杆件自体产生扭转,利用杆件受力所产生的反作用力去使车子的左、右二边维持相近的高度。
因此「防倾杆」亦称为「扭力杆」、「防倾扭力杆」、「平衡杆」、「扭力平衡杆」、「平稳杆」等等名称。
四、连杆:
用来连结车轮与车身的杆子。
连杆的形状可以是一支外形简单的圆杆,也可能是以钢板制成的一个结构体。
在了解悬挂系统的基本元素之后,你也可以和汽车工程师一样的设计组合出一套悬挂系统。
我们将在后续的单元中为各位说明各种悬挂系统的功能与特性。
非独立悬挂系统是以一支车轴(或结构件)连结左右二轮的悬挂方式,因悬挂结构的不同,以及与车身连结方式的不同,使非独立悬挂系统有多种型式。
常见的非独立悬挂系统有平行片状弹簧式’、扭力梁车轴、扭力梁式三种。
平行片状弹簧式
平行片状弹簧式是用二组平行安装的片状弹簧支撑车轴,片状弹簧当做避震装置的弹簧,也做为车轴的定位之用。
由于这种悬挂方式的构造非常的简单,使制造成本减少,因片状弹簧的强度高而有较高的可靠度,以及可以降低车身底板的高度。
使用在车身重量变化大的汽车上,可以在车身高度降低时还不容易改变车轮的角度,使操控的感觉保持一致,因而保持不变的乘坐舒适性。
市面上强调乘载量的商用车型,其后悬挂多采用平行片状弹簧式。
扭力梁车轴式
扭力梁车轴式主要使用在前置引擎前轮驱动(FF)的车。
有一连结左右轮的梁,在梁的二端有用来做为前后方向定位的拖曳臂,整个悬挂系统以拖曳臂的前端与车身连结,在梁的上方有用来做为横向定位的连杆。
在车身倾斜时因扭力梁车轴的扭曲,使车轮的倾角会有变化。
由于扭力梁车轴式的构造简单,以及占用车底的空间较小,相对的车室空间就可以加大,因此大多使用在小型车;例如使用在ToyotaTercel车型的后悬挂。
扭力梁式
ToyotaWish的后轴悬挂,便是扭力梁式非独立悬挂系统。
扭力梁式在左右拖曳臂的中间设置扭力梁,使悬挂的外形类似H型,悬挂系统以拖曳臂的前端与车身连结。
因左右拖曳臂的刚性大,所以不需要装设横向连杆。
在车身倾斜时因扭力梁车轴的扭曲,会使车轮的倾角发生变化。
欧洲小型掀背车之后悬挂,多采用扭力梁式设计。
而Toyota现行的ETABeam系统中,加入了可控制方向的衬套(Toe-ControlBushing),使悬挂在车身倾斜时有较佳的指向性。
目前ETABeam被使用在ToyotaWith等国产车型。
非独立悬挂系统的优点
1.左右轮在弹跳时会相互牵连,轮胎角度的变化量小使轮胎的磨耗小。
2.在车身高度降低时还不容易改变车轮的角度,使操控的感觉保持一致。
3.构造简单,制造成本低,容易维修。
4.占用的空间较小,可降低车底板的高度。
非独立悬挂系统的缺点
1.左右轮在弹跳时,会相互牵连,而降低乘坐的舒适性及操控的安定性。
2.因构造简单使设计的自由度小,操控的安定性较差。
Anti-RollBar通常翻译成防倾杆。
防倾杆是利用扭力杆弹簧的作用,来达成减少车身倾斜的目的,所以又以扭力杆、平衡杆、平稳杆等名词做称呼。
防倾杆是一支附在悬吊系统上的杆子;对很多人而言它只是一支不甚起眼的铁杆而已。
现在就将带您一探「防倾杆」这个位在底盘下方不起眼的装置的奥秘。
防倾杆的作用
防倾杆的二端透过连杆固定在悬吊系统的下支臂或是避震器上面;在距离杆子的左、右二端约1/3长度的位置会有一个与车身连结的接点。
当车子在过弯时因离心力的作用使车身发生滚转,其情况就是使车身往弯外侧倾斜。
这个滚转的动作就如同转动烤肉架上的肉串。
滚转的幅度大约在7~9度之间;若旋转的角度太大时就会发生翻车。
过弯时因防倾杆的做用而降低车身侧倾的程度,并改善轮胎的贴地性。
侧倾程度减少会使外侧车轮的承受的荷重减少;且降低内侧车轮荷重减少的量。
图中横贯两前轮悬吊之弯曲的圆管即为防倾杆,该图中仅有前轮悬吊系统具备防倾杆。
防倾杆的杆身发生扭转时会产生反弹的力量,这个力量就称为反力矩;防倾杆是利用反力矩来抑制车身的侧倾。
当左、右轮上下同步
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