横向稳定杆(防倾杆)原理介绍
横向稳定杆,是汽车悬挂中的一种辅助弹性元件。它的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾。目的是防止汽车横向倾翻和改善平顺性。 横向稳定杆是用弹簧钢制成的扭杆弹簧,形状呈“U”形,横置在汽车的前端和后端。杆身的中部,用套筒与车架铰接,杆的两端分别固定在左右悬挂上。当车身只作垂直运动时,两侧悬挂变形相同,横向稳定杆不起作用。当车身侧倾时,两侧悬挂跳动不一致,横向稳定杆发生扭转,杆身的弹力成为继续侧倾的阻力,起到横向稳定的作用。
一般的量产车都会装上防倾杆但大多只限于前轮,目的是用来达成操控与舒适的妥协。防倾杆通常是固定在左右悬挂的下臂,车子在过弯时离心力会作用在车的滚动中心造成车身的侧倾,导致弯内轮和弯外轮的悬挂拉伸和压缩,造成防倾杆的杆伸扭转,利用杆身被扭转产生的反弹力来抑制车身侧倾。这里所说的『侧倾』和我们以前所提的『车身滚动』(Roll)是相同的;所谓『滚动』从车头方向看去就如同把车子架在一根纵向从车头穿过车尾的轴,然后做旋转。当然这种旋转是小幅度的,若旋转的角度太大就会翻车,那就是真的滚动了。
防倾杆只有在作用时才会使行路性变硬,不像硬的弹簧会全面的使行路性变硬。如果要完全靠弹簧来减少车身的侧倾那可能需要非常硬的弹簧,更要用阻尼系数很高的避震器来抑制弹簧的弹跳,这样一来我们就必须去承受硬的弹簧和避震器所造成诸如行路性、行经不平路面时循迹性不良的后遗症。但是如果配合适当的防倾杆不但可以减少侧倾,更不必牺牲应有的舒适性和循迹性。因此,防倾杆和弹簧的搭配是达成行路性和操控性妥协的最可行方法。
过弯时弯内轮的悬挂伸长而弯外轮的悬挂被压缩,这时防倾杆就会产生扭转抑制这种情况。它会对弯外轮的悬挂施一个向下压的力量,而对弯内轮的悬挂施一个向上抬起的力量,施予左右悬挂的作用力是大小相等方向相反相互牵制的。太软的防倾杆在独立悬挂的车会造成过弯时过多的外倾角,减少轮胎的接地面积,太硬则是会造成轮胎无法紧贴地面,影响操控性。对弯内轮来说,防倾杆对车轮施的力和弹簧对车轮施的力是方向相反的,弹簧产生的力可把车轮压回地面,而防倾杆却会使它离开地面。假如防倾杆太硬会减少把车轮压回地面的力,如果这种情况发生在驱动轮,可能会使得出弯加油时弯内轮的抓地力变小,造成轮胎的空转。这对拥有大马力却没有LSD的车来说是相当危险的,最理想的状态是把防倾杆所提供的防倾阻力控制在占总防倾阻力的20%~50%之间。假如总防倾阻力太强的话可能会造成过弯时弯内轮的离地,如此会造成100%的重量转移,这种情况通常发生在弯内的非驱动轮。
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