对汽车的舒适性及操控性影响居然这么大 ,也会出故障?(平衡杆也会稳定杆这么大刚度)

一个简单的平衡杆,对车辆的操控性影响还是非常大的,不然不会发展出“可断开式稳定杆”“主动控制稳定杆”。

最新第九代凯美瑞在介绍新车的改进时还特别提到加粗了稳定杆,进一步提高了操控稳定性。

对车辆进行运动型改装,更换更粗壮的稳定杆是必须项。

对汽车的舒适性及操控性影响居然这么大 ,也会出故障?(平衡杆也会稳定杆这么大刚度) 汽修知识
(图片来自网络侵删)

可断开式稳定杆主要用在越野车上,国产品牌中在坦克700车型上首次被采用也特别宣传强调。

而主动控制稳定杆在在一些国际豪华品牌已采用,比如奥迪A8、保时捷、路虎等。
国产品牌目前没有一家车企上车采用。

横向稳定杆,也称之为“防倾杆”或“平衡杆”。
在大学汽车专业教材中的学名是‘’杆式横向稳定器”。
根据地域的不同,全球的叫法有“Anti-roll bar (ARB)”、“Stabilizer”、或是“Anti-Sway bar”。

看似简单的稳定杆,在我们使用过程中的一些问题和故障和它相关,比如走烂路时“咯噔咯噔”的声音,以及过减速带时“吱妞吱妞”的声音。

稳定杆极大提高了汽车过弯的稳定性

稳定杆的作用是把左右轮进行弹性连接,减小车辆在转弯时的侧倾,提高车辆的操控稳定性。

车辆转弯时,由于车辆重心高于车轮的轴线,离心力作用下车辆就会向外侧倾斜。
这时外侧悬挂被压缩,内侧悬挂压力减小就会升高,车身就会发生横向倾斜和横向角振动。

侧倾,不仅影响乘坐的舒适感,车辆的操控稳定性也会受极大影响。

于是,工程师设计了稳定杆,将两侧悬挂进行了有一定刚性的弹性连接。
在一侧悬挂被压缩时,在稳定杆的作用力下,一方面减小了外侧悬挂的被压缩行程,同时内侧悬挂也会减小了悬挂的升高行程。

防倾杆的核心就是一根扭转弹簧,扭转弹簧由一根圆筒形的钢条构成,形状为"U"形,钢条的每一端通过柔性接头连接到端杆上,将左右悬挂连接在一起。

不同车型稳定杆的粗细不同、刚性系数不同。

至于有些扭力梁后悬的车型,可能上一代的时候在梁中间有一个扭杆,到了换代的时候没有了,这就更不需要去过分解读了。
扭力梁中间的那根杆只是扭力梁的一种结构设计,不叫“稳定杆”,跟扭梁的刚度更是没有什么关系,没有这根杆的扭梁也一样可以通过钢板壁厚、结构设计等手段,达到相同或者更高的刚度。

稳定杆的防倾与舒适性是一对矛盾

任何事物都是正反两方面的矛盾体,稳定杆也不例外。

独立悬挂设计可以减少颠簸传递,在一侧车轮遇到沟坎时,和另一侧没关联,车辆的舒适性好。

稳定杆把左右悬挂进行了连接,本来完全的独立悬挂就变成了“半独立”悬挂。
如果稳定杆刚性太强,左右车轮就会失去过多的独立性。

稳定杆刚度强一些,防侧倾效果好,过弯时的操控稳定性就好,但在直线正常行驶时的减震舒适性就差。
稳定杆刚性小,这对矛盾就反过来。

这就要求工程师根据车辆的车型、性能取向、甚至行驶地区路况来做设计标定。

比如:SUV车型重心高,转弯时侧倾就会大,那稳定杆的刚性就会设计的适当的比同级别轿车大一些,这也是为什么SUV的行驶舒适性不如轿车的原因之一。

有的轿车以操控性为主,那稳定杆刚性也会设计的大一些,而牺牲一些减震及舒适性。
赛车的稳定杆甚至已经粗大的几乎没有了扭转弹性。

由于我国的路况总体很好,刚发布的第九代凯美瑞特别强调本次改进的方面有加强了稳定杆的粗度和刚度,以提升其操控稳定性。
如果这个车型投放地区是道路情况差的国家,就会换成刚度较低的稳定杆,以加强舒适性。

稳定杆与操控稳定性的关系,有些车已经取消了后防倾杆

除了控制车辆侧倾,通过调整前后防倾杆的刚度,工程师可以调教操控的动态平衡,转向不足或转向过度的情况可以通过改变前后轴的刚度比来调整。

如果车辆有转向过度的情况,也就是后驱车难以操控,此时增加前轴的刚度比例,外前轮在过弯时会有更高的滑移角,而外后轮有较低的滑移角,可以抑制转向过度。

而如果增加后轴防倾杆刚度比例,可以减少前驱车转向不足的情况,在一些前驱赛车上,工程师会采用过度的侧倾刚度,后轴防倾杆刚度非常高,车辆高速过弯时内侧车轮甚至会离开地面,通过差速锁来增加外侧轮胎可以获得的动力,限制转向不足。

如果你更追求操控感,带有后防倾杆的车型自然是首要选择。
而有些车型以舒适度为主,为了降低成本取消了后防倾杆,对于喜欢操控的消费者来说并不推荐。

19年中上市的2020款宝马3系取消后稳定杆,马自达6从13款开始,就简配掉了后稳定杆。

所以,如果你注重操控,在选车时一定搞清楚有无后稳定杆。

稳定杆的改装

防倾杆的刚度取决于材料的刚度、杠杆臂的长度、安装点的几何形状和安装点的刚度。

为了提升过弯的操控稳定性,汽车运动爱好者会更换改装更粗刚度更强的稳定杆,但损失了日常行驶的舒适性。

理想SUV很多朋友反应开起来有些像船的感觉,这是因为其更多的考虑行驶的减震及舒适性,并非设计缺陷。
网上有很多针对该车的更粗的稳定杆改装件,主要针对对操控更有要求的车主。

也有一种可调的后期改装稳定杆,就是在杠杆臂上有几个安装孔,通过力臂长短调整稳定杆的作用力强度。
好处可以在使用过程中,更具自己的感受来调节。

稳定杆的小吊杆同时配套为长度可调。

市面上还有一种聚氨酯的稳定杆胶套改装件,它的特点寿命长,几乎不需要因老化更换。
但是其不够柔软,传导到车身的震动噪声就会相对比较大。
如果是做运动型改装,建议使用这种胶套。

如果你不是玩赛道驾驶,不建议进行改装。

用车过程中稳定杆故障现象

稳定杆通过两个固定点固定在副车架上,为了减少稳定杆工作时给车身带来的冲击噪声,固定方式采用了胶套的形式。
这个胶套属于易损易耗件。

胶套使用久了会老化变硬,同时,胶套的口径也会因磨损变大。
这时,当过减速带时,由于两个车轮同时上下运动,稳定杆就会转动,就会发出“吱妞吱妞”的声音。
这时,你可以试一下单侧过坎,如果异响没有或很小,就可以确定是稳定杆胶套老化损坏。

胶套老化变硬的初期,在冬季天冷时会发出异响,天暖之后就没有了。
这是因为橡胶会随温度升高而变软。
这时,平衡杆胶套换不换都行,不影响行车安全及稳定性。

很多所谓“付厂”胶套使用再生普通橡胶制成,根本用不住。

有些汽修工对胶套的理解不正确,安装胶套时在胶套内侧涂抹润滑脂,这是极错误的做法。

稳定杆吊杆损坏

稳定杆通过一只两头为球头的拉杆与悬挂连接,简单叫法是平衡杆球头,规范些叫法稳定杆吊杆,上一代修理工叫它李子串。

只要车辆动起来,小吊杆就一直处于受力及磨损状态,球头的外包裹为尼龙塑料,它也属于全车易损易耗件之一。
如果不经常在烂路行驶,它的使用寿命还是比较长的。

小吊杆损坏后,车辆行驶在颠簸路面时会发出“咯噔咯噔”的声音,这是由于球头有了松旷后产生的冲击声。

稳定杆的发展史及未来发展,闲聊,对汽车文化有兴趣的朋友可以继续看

1919年,加拿大工程师发明了防倾杆,但由于20世纪初所有的汽车都是非独立悬挂,左右车轮被刚性连接,防倾杆除了能减小侧倾,对操控性方面并没有作用。

从50年代开始,量产车逐渐用上了独立悬挂,左右轮胎不再连接在一起,这时候车辆过弯就有了明显的车身侧倾,车身侧倾会严重影响到轮胎的抓地力,同时在载荷转移后车辆难以恢复到正常状态,如果右弯之后紧接左弯,车辆就很难通过下一个弯道,为了减少过弯侧倾,防倾杆逐渐被安装到了运动车型上。

在越野车上,为了提高车辆的越野性能,部分车型采用了可断开式稳定杆,这样可以放开悬空的车轮使其接触到地面从而提供驱动力。
比如坦克700及即将上市的福特野马都采用了可断开式稳定杆。

有兴趣的朋友可以点击看上期有关内容。

坦克700采用可断开式稳定杆,简单的稳定杆居然有那么多科技含量

高端车未来稳定杆发展是主动智能电控

理想的横向稳定杆的刚度应该是可变的,即车速高、离心力大时,刚度大;而车速低、离心力小时,刚度小,从而满足汽车在普通行驶状态下对横向稳定功能的要求。

于是,主动式横向稳定器应运而生,他可以根据以上的路况及工况需要智能调整,甚至在过弯时还能提供反向力。

比如奥迪A8、保时捷、路虎等部分车型上已采用,但国产品牌号称“500万以内最好的SUV”“1000万以内最好的SUV”等都还没有上车。

下期,就分享一下主动控制稳定杆。

关注华歌,大学汽车设计与制造专业,又开过十几年4S店,理论加实践。
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