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4.5.2 利用弹簧、减震器和稳定器缓和振动
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悬架由弹簧、减震器、稳定器、悬架摆臂和衬套组成(图4.9)。其中,弹簧、减震器和稳定器负责在转向时调整车身的倾斜程度。
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图4.9 悬架的结构
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弹簧中除了有旋涡状的螺旋弹簧外,还有重叠了若干弹簧片的钢板弹簧。无论哪一种弹簧都有弹性,都能通过伸缩来缓和振动。由于日常生活中有很多如沙发坐垫等使用弹簧的物品,我们也就很容易理解弹簧的作用了。
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弹簧虽能缓和振动,但要停止振动需要一定的时间。如果在这次振动停止前又施加第二次振动,振动就会变得不规则,或者成倍增加。这样一来,汽车就很难平稳的行驶。实际驾驶时您肯定也觉得汽车不振动时比较平稳,也能安心驾驶,汽车也不容易左摇右晃。
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因此就需要用到边缓和来自路面的振动边迅速吸收振动的减震器(也叫缓冲器)。
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在减震器内部,有加入油液的气缸和开有窄小的孔隙的活塞。弹簧的振动带动活塞上下运动,其中的油液会穿过活塞的孔隙。孔隙窄小,产生阻力,就能迅速缓和弹簧的振动(图4.10)。
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图4.10 减震器的结构※活塞下压时油液会从小孔喷出
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然而,平衡弹簧的硬度和减震器的振动吸收性(减震)是相当困难的。如果弹簧过硬,减震器的减震效果过强,就无法充分缓和道路凹凸的影响。相反地,如果弹簧过软,减震器的减震效果过弱,振动就会“经久不息”。
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转向时这一平衡就更难实现了。转向时,弹簧和减震器也有抑制车身倾斜(横滚)的作用。为抑制横滚所做的功越多,弹簧和减震器的平衡就越复杂,调整起来也更加困难。这时就要用到稳定器。
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稳定器只有一个作用,就是在转向时抑制车身的倾斜。它仅由一根铁棒构成,两端连在左右悬架上(图4.11)。
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图4.11 稳定器的结构※当左右轮胎有上下差时,稳定器就会扭转,抑制车身的横滚。
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当汽车直线行驶时,稳定器“保持沉默”。当左右轮胎越过路面的凹凸处时,稳定器只是随着左右悬架的运动上下运动。但当汽车开始转向、车身即将倾斜时,稳定器就登场了。在转弯处车身倾斜时,左右悬架上下反向运动。这是因为转弯处外侧的悬架在收缩,内侧的悬架在扩展。这样一来,稳定器这根铁棒就发生了扭转,借助其阻力抑制车身的横滚。
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依靠稳定器,弹簧和减震器能够集中缓和因路面凹凸不平引起的振动。但实际上,弹簧、减震器和稳定器并没有明确的分工。汽车生产商们都试图实现它们的联合,使这三者共同发挥作用。
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4.5.3 恰到好处的车身倾斜能够增大抓地力
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为了能够顺利转向,在转弯处调整好车身的倾斜程度是十分重要的。恰到好处的车身倾斜会增大轮胎的抓地力,使汽车易于转向。
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车身在转角处倾斜,使得汽车的重量偏向里侧的轮胎。因为此时汽车的重量在向里偏移,所以我们称之为负重转移。
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与此相同,人在倾斜身体的时候体重也会向倾斜的方向偏移。对于此时的汽车来说,里侧的轮胎承受了更多的车身重量,抓地力也就增大了。也就是说,由于承受了更多的车身重量,里侧的轮胎更能够紧抓地面、支撑汽车。之前我讲过,与只把橡胶底的鞋单独放在斜坡上相比,人穿上鞋给鞋施加体重后更不容易打滑。两者同理。
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虽说如此,但车身也不能过度倾斜。这是因为车身的过度倾斜可能会使外侧的轮胎悬起来。看到这里,可能您就会纳闷,如果会发生这样的情况,那汽车的其他轮子都有什么作用呢?为什么会有四个轮子呢?
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外侧的轮胎会悬起,这是因为当车身过度倾斜时,里侧的轮胎会产生很大的变形。轮胎一变形,车身重量就仅仅集中在了轮胎触地面的外围,使得轮胎的触地面发生偏移,面积变小。触地面积越小,抓地力也就越小,即轮胎不再能够紧抓地面。人的脚也是一样,利用脚腕用整个脚掌支撑身体时,力量更强大。
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