悬架系统中的弹性元件：你所不知道的弹簧

首先我来给大家讲一下弹簧和减震器的区别。

弹簧是悬架系统中的弹性元件，它的作用是缓冲和延缓地面作用在车身上的力，根据动量定理，对车体的影响要小得多。减震器的作用是减缓弹簧的振动，因为没有减震器，弹簧会继续振动。

所以悬架的硬度取决于弹簧，舒适度取决于减震器。

板簧

板弹簧是由多片宽度相等、长度不等的合金弹簧片组成的强度近似相等的弹性梁，多数情况下是由多片板弹簧组合而成。

多片板簧可同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用，可用于不需要减震器的卡车后悬架。

一些轻型载货车和客车采用少量由单片或2～3片变厚度截面弹簧片组成的变截面板簧，弹簧片的截面尺寸沿长度方向变化，而板宽保持不变，可实现车辆的轻量化。一些重型载货车上也有采用少量变截面板簧的趋势。

螺旋弹簧

螺旋弹簧由弹簧钢条制成，常用于各种独立悬架，不具有减振和导向作用，只能承受垂直载荷。螺旋弹簧悬架必须安装减震器和导向机构，前者起减振作用，后者用于传递除垂直力以外的各种力和力矩，起导向作用。

如今的汽车越来越追求舒适性，作为汽车主要弹性元件的弹簧的种类越来越多，例如变径弹簧、变距弹簧等等。

扭杆弹簧

扭杆弹簧本身是用弹簧钢制成的杆件，扭杆的截面通常为圆形，少数为矩形或管形。它的两端形状可制成花键形、方形、六角形或带平面的圆柱形等，这样一端固定在车架上，另一端固定在悬架的摆臂上。摆臂又与车轮连接，当车轮弹跳时，摆臂绕扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，从而保证了车轮与车架的弹性连接。

扭杆弹簧最著名的当属太脱拉（Tatra）这款经典的世界名车，目前已经退出了历史舞台。

气泉水

气弹簧是一种密封的容器，容器内充满压缩气体，利用气体的压缩性来实现弹簧的作用。

气弹簧的特性是当作用在弹簧上的载荷增大时，容器内的气体压力增大，弹簧刚度增大；反之，当载荷减小时，气体压力减小，刚度减小。气弹簧具有理想的变刚度特性，可自由升高和降低车身高度。是高档轿车最理想的悬架系统。例如林肯、凯迪拉克、奔驰、宝马等均采用气弹簧作为弹性元件。

气弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。

空气弹簧

1）压缩空气弹簧

囊式空气弹簧是由橡胶气囊、帘线和压缩空气组成，气囊有单节和多节两种，节数越多弹性越好，但密封性越差，一般卡车上多采用囊式空气弹簧。

2）薄膜空气弹簧

膜式空气弹簧的密封气囊由橡胶膜片和金属压紧件组成，与胶囊式相比，其刚度较小，车身自振频率较低；体积较小，在车辆上布置较为方便，因此在轿车上多采用。

油气弹簧

油气弹簧一般采用惰性气体氮气作为弹性介质，油作为传力介质弹簧刚度，由气弹簧和相当于减震器的液压缸组成，大部分高档轿车都采用油气弹簧，如红旗L7等。

单腔油气弹簧

单腔油气弹簧分为油气分离式和油气非分离式两种，油气分离式可防止油液乳化，且充气方便。

（1）单气室油气分离式油气弹簧

上半球室、下半球室及橡胶油气膜片组成油气分离弹簧，工作缸、活塞、阻尼阀组成​​减震器。

（2）单腔油气非分离式油气弹簧的工作缸固定在车架上，管状活塞下端与转向节连接。油气弹簧既是前悬架的弹性元件、减振元件，又起转向主销的作用。管状活塞的内腔及活塞与工作缸壁之间形成的环形腔内充满工作油。管状活塞头部顶端有油层，既能润滑活塞，又能对气室起密封作用。油层上方的空间为高压气室，内充满高压氮气。气与油之间无隔离装置。

双气室油气弹簧

双腔气弹簧与单腔气弹簧相比，多了一个力方向相反的背压腔和一个浮动活塞。

当弹簧处于压缩行程时，主气室中的活塞上移，使主气室气压增大，弹簧刚度增大。此时浮动活塞下方的油在反压气室气压作用下经通道流到主气室中的活塞底部，补充活塞上移后空出的容积，而反压气室气压则降低。当弹簧处于伸长行程时，主活塞下移，主气室气压降低，主活塞下方的油受挤压经通道流回浮动活塞底部，推动活塞上移，使反压气室气压增大，从而增大了伸长行程中的弹簧刚度。这种油气弹簧消除了活塞在伸长行程中与气缸底部碰撞的可能。

双级压力油气弹簧

双级压力油气弹簧的特点是在工作活塞上方有两个平行的气室，但两个气室的工作压力不同，主气室气压与单室油气弹簧相近，而补偿气室气压较高，因而具有变刚度特性。

橡胶弹簧

橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性作为弹性元件，可承受压缩载荷，又可承受扭转载荷，由于橡胶内摩擦力较大，还具有一定的减振能力，橡胶弹簧多用作悬架的辅助弹簧、缓冲块等。

老侯点评：

作为悬挂系统的主要部件，弹簧却不被人们重视，觉得它太简单，不值一提。但它承担着整个车身的重量，缓冲着地面的力，是绝对的劳力。如果它弱了，你的车就会失去精神，垂头丧气地躺在地上。有些车用久了会散架，也是因为它太累了。

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