我们见到的弹簧有各种各样的——螺旋弹簧、钢板弹簧、扭杆弹簧……即使是乘用车上起常用的螺旋弹簧,也有线性簧、渐进簧、直线簧、香蕉簧……他们都有什么区别呢?
线性簧和渐进簧的区别:
线性簧,顾名思义就是弹簧的刚度是线性的,在整个弹簧的工作长度区间里,刚度都是个不变的值。渐进簧,又叫“非线性簧”,随着弹簧被压缩,部分簧丝之间会发生“并圈”,起作用的簧丝圈数减少,刚度就会逐渐增大。
在越野车辆上,渐进簧被给予了广充分的应用。因为在使用线性簧的时候,如果刚度太大,那么车辆在应对小幅度的颠簸的时候就显得不够“松弛”,隔离和过滤不够;而弹簧刚度太大的时候,又会使得在面对大颠簸的时候保护不够,悬架行程很容易被用尽、压缩到j限,然后猛烈地撞击限位块。而渐进簧则妥善地兼容了这两点需求——小幅度的时候不会太“僵”;幅度变大的时候刚度也随之变大,避免频繁击穿悬架行程;当幅度更大、需要冲击限位块的时候,缩小了弹簧刚度和限位块刚度的差距,使得过渡更加平和。
但是在铺装路面上行驶的车辆却j少使用这种渐进簧。简言之,这种簧因为刚度不线性,所以会表现地“容易被拉的很长、却很难被压缩得很短”。这样的话,在车辆转弯侧倾的时候,内侧抬起的多,外侧压缩的却少,总体上有个抬高车身的趋势,对操稳不利。
在场地赛车上,多级刚度的弹簧更多地以另外种形式出现——串联副簧。
这种结构般用在赛用改装上。为了提高操稳,将弹簧的刚度提高到很大,但悬架的j限行程并没有相应地缩小很多,就出现了“行程长、弹簧短”的情况,在悬架的拉伸行程j限处时,弹簧短到不能顶紧上下托盘、甚至出现松脱。这时候,就串联个刚度很小的副簧,在拉伸过多的时候这个副簧可以弥补主簧长度不足的问题。这个副簧般刚度都很小,在车辆正常行驶的时候是被完全压并的,根本不起作用,哪怕是起j限的侧倾或者俯仰,都不能让副簧有点拉伸。这也就是为什么副簧的簧丝上下表面都是平面的原因,为的就是能够压并妥实。而当车辆进站被千斤顶顶起、或是意外地车轮离地等过多拉伸悬架的情况发生时,副簧才会伸长,来弥补主簧的空缺。
直线簧和“香蕉簧”
对于麦弗逊悬架来说,如果弹簧的轴线位置设计的不好,作用在车轮上的载荷传递到减振器支柱上之后就会产生个要把减振器“掰弯”的力量,这个力量被减振器的活塞和油封导向器处所抵挡。但是,如果这个力量大的话,就会让这些地方的摩擦力变大,使得悬架的表现变“僵”。
要抵消这个“掰弯”的力量有两种办法:是把弹簧的轴线设计到个合适的位置;二是让弹簧产生个相反方向的“掰弯”的力量与之相抵。要产生这个相反的“掰弯”力,“香蕉簧”就应运而生了。