懸吊系統

title: 历史.
content: 在古早的埃及,就已经出现过板式弹簧的踪迹。古代的兵工学家使用板式弹簧,以弯曲的板状材料加强他们的攻城武器,起初的效果还不错。后来在投石器上所使用的板式弹簧更为精密,而且可以使用好几年。弹簧不一定由金属制造,也可使用坚硬的树枝组合,当作弹簧,就像制弓一样。
title: 马车.
content: 在19世纪早期,大部分的英国四轮马车都有配备弹簧;木制弹簧用于轻型单马车辆来避震,而较大的马车弹簧则采用铁制。这些铁制的弹簧由低碳钢制成而且通常叠成多层成为板式弹簧。  英国的铁制弹簧不适用于当时美国大陆粗糙不平的路面,转弯过快时甚至会导致马车解体。在1820年代,新罕布夏州康科特市的Abbot Downing公司开发出一种系统,借此让驿马车的车体能够支撑在称作「thoroughbraces」的皮带上,这样车厢的动态可改善成摆荡的动作,而不是像弹簧悬吊那样剧烈的上下震动。(有时驿马车本身也被称作「thoroughbrace」。)
title: 汽车.
content: 汽车在早期开发时,视为自身动力推进的马车。但是相对来讲,马车是设计用来低速行驶的,因此它们的悬吊并不适用于内燃机引擎所能产生的高速行驶。  1903年,德国的Mors汽车公司首次将车辆安装了减震筒。1920年,Leyland汽车公司在悬吊系统中加入了扭杆装置。1922年,Lancia Lambda开创先例地使用独立前轮悬吊,在1932年以后的市售车辆上更为常见。
title: 重要属性.
title: 弹簧刚性.
content: 弹簧刚性(或称悬吊刚性)是悬吊伸缩时,用来设定车高或其定位的要素之一。车辆载重大的通常会搭配更硬的悬吊来抵销额外的重量负载,否则可能在途中(或弹跳时)压毁了车辆。较硬的弹簧通常也用于性能用途,因为这时候悬吊在弹跳时是经常性下压的,这时会导致可用的弹跳伸缩量变少,造成破坏性的下压力。  弹簧太硬或太软都会造成车辆失去悬吊性能。一般来说,比较经常性载重的车辆具备较重或较硬的弹簧,其弹簧刚性接近车重的上限值。这样让车辆可以在控制性受载重惯性的限制下,正常地载货并操驾行驶。驾驶一台空的载货用卡车可能会对乘客感到较不舒适,是因为与车重相关的高弹簧刚性。赛车可以说是具备较硬的弹簧,而且会呈现不舒适的颠簸。然而,虽然两者均具备硬弹簧,但实际上一台2000磅的赛车与一台10000磅的卡车,其两者的弹簧刚性则是全然不同的。高级房车、出租车或客运巴士通常可以说是具备较软的弹簧。车辆的弹簧若是老化或损坏,行驶时容易贴近地面,悬吊的总压缩量会降低,车体也容易侧倾。性能跑车的弹簧刚性有时不只是为了车重或载重的需求。
title: 弹簧刚性的数学应用.
content: 弹簧刚性是一个比值,用来测量一个弹簧在偏斜时被压缩或伸展时的阻抗。按照虎克定律,弹力强度随着偏斜增加而增加。简单来讲,这个现象可以由下列公式所述: 其中  由于本身车重、车辆载重、悬吊系统的空间限制或性能需求等因素下,弹簧刚性会受限在一段狭小的分布区段。  弹簧刚性的单位通常由N/mm表示(或lbf/in)。例如一个线性的弹簧刚性表示为500 lbf/in,其代表弹簧每压缩一英寸,它可以施压500磅力。而一个具有非线性的弹簧刚性,代表它的压缩力与施力的关系无法适当地对应于一个线性模型。例如,第一英寸会施压500磅力,第二英寸会施压额外的550磅力(因此总共是1050磅力),第三英寸则会施压另外600磅力(总共达1650磅力)。相较之下,一个500 lbf/in的线性弹簧压缩了三英寸之后的施压力则只有1500磅力。  线圈弹簧的弹簧刚性可由简单的代数方程来计算求得,或是由弹簧测试机来测量。弹簧常数"k"可由下列公式计算: 其中"d"为线材直径,E为弹簧的弹性系数(例如钢铁的系数大约为30,000,000 lbf/in2或是207 GPa),"N"为线圈的缠绕次数,而"D"为线圈直径。
title: 悬架刚性.
content: 悬架刚性为针对车辆轮架所测量出有效的弹簧刚性,但不只是单独对弹簧刚性做测量而已。  悬架刚性通常等于或小于弹簧刚性。一般来说,弹簧会固定在控制臂、摇臂或某些其他种类的枢轴支承机构上。假设前述例子中的弹簧刚性计算出为每吋500磅力,如果你将车轮垂直移动一英寸(车辆是静止的),则弹簧可能仅压缩了一小部分的量。假设弹簧只移动了0.75英寸,杠杆臂比率可能为0.75到1,则悬架刚性可由弹簧刚性比值的平方倍(0.5625)而求得。将比值做平方倍的目的在于它对于悬架刚性有两个作用存在,这个比值同时影响了施力大小与位移量。  独立悬吊系统下的悬架刚性就非常简单明了,但对于某些非独立悬吊系统的设计就必须考量到一些特殊状况。以车轴的纵向角度来看,若由前方或后方来看,悬架刚性可以由前述的方式去测量得出。然而由于轮架并非独立的,在加速或减速时侧向来看,支点会位在无限远的位置(因为前后轮都移动了)。过弯与加减速时的有效悬架刚性也往往有不一样的结果,将弹簧的定位尽可能地靠近车轮可以将悬架刚性的差异降到最小。
title: 侧倾力耦百分比.
content: 在车辆摇晃时,侧倾力耦百分比为车身各轴线上发生的有效悬架刚性数值,为车辆总侧倾率的某个比值。侧倾力耦百分比在精确平衡车辆的操控上是非常关键的因素。  一台侧倾力耦百分比70%的车辆,在过弯时会将本身70%的悬吊载重转移到车辆前方。
title: 重量转移.
content: 重量转移通常针对单一车轮在过弯、加速或刹车等状况下,相较于该轮净重时的情形。过弯的轮载重必须先得知静止时的轮载重,并依照每个轮架的簧上载重、簧下总重,或是顶举力的大小来增减。有些赛车业界会使用一些假名词,或是将顶举力和悬吊载重转移等因素统一用一个词组名词来称呼,例如「side bite」。通常会这样做的理由在于,他们可能没必要知道这么详细,或是刻意混淆对手而不让对方得知车辆的性能,因此使用一般人容易接受的拟人词汇。
title: 非承载重量转移.
content: 非承载重量转移是由非悬吊支撑的车辆元件重量所计算求得,这些元件包含了轮胎、轮圈、刹车、轮轴、控制臂一半的重量,以及其他的元件。这些连接于车身的元件会假设成无重量(便于计算用途),然后放在同样的动态负载。过弯时,前轮的重量转移会等于:前轮非承载总重×重力×前轮非承载重心高度÷前轮车轴宽度。此算法同样适用于后轮。
title: 悬吊系统类型.
content: 独立式悬吊(悬挂)系统包含了以下系统: 非独立式悬吊(悬挂)系统包含了以下系统:  汽车底盘采独立悬挂系统可使各个车轮轮胎独立跳动起伏,不会互相拉扯影响车辆行驶平衡,增加操控性与舒适性,只是成本较非独立悬吊(如固定轴悬吊Solid Axle)高。
title: 装甲战车悬吊系统.
content: 早期战车底盘为固定悬吊,震动大机动性差,后来采用农耕机叶片弹簧悬吊,但改善有限。 1930年代美国人John Walter Christie发明坦克用全轮独立悬挂系统,但与美国军方因规格问题未达成协议,苏联买去这技术专利,让苏联发展出行驶恶劣路面如履平地的BT-7与T-34坦克,越野机动能力远胜纳粹坦克,成为击败纳粹德国主力军队改写历史的发明。英国另有一种Horstmann坦克悬吊是Christie悬吊系统的变异版,但故障率较高。  另一种二战后沿袭至今的坦克悬吊系统为扭力杆(Torsion-bar)悬吊,避震行程不如Christie悬吊,但占空间比Christie悬吊系统小,可容纳大车轮与重装甲,也可装避震器(减震筒),今日重装甲坦克常用。1991年的英国挑战者2坦克则使用类似雪铁龙汽车的液压气动式悬吊系统。  根据形式,履带车辆的悬挂系统可分为:  根据弹性元件分类:  是否预测到地面情况分为:

Summary: 悬吊系统,亦称为悬挂系统或悬载系统(英语:Suspension),乃是一种由弹簧、减震筒和连杆所构成的车用系统,用于连接车辆与其车轮,一台车辆的前轮与后轮悬吊设计有可能会使用不同设计。悬吊系统扮演双重的角色,让车辆的操控与刹车合乎良好的动态安全与操驾乐趣,并保持车主的舒适性及隔绝适当的路面噪音、弹跳与震动。这些特性通常都互相牵制,因此悬吊的调整就必须找到两者兼顾的设定。悬吊系统同时也保护车辆本身或车上的货物行李,避免因颠簸而损坏或磨耗。