Corvette板簧

Corvette板簧是一种独立悬架，它使用纤维增强塑料(FRP)单板簧代替更传统的螺旋弹簧。它以雪佛兰克尔维特（ChevroletCorvette）命名，这是一款最初开发和首次使用的美国跑车。这种悬架配置的一个显着特点是安装了单片弹簧，使其既可以用作骑行弹簧，也可以用作防侧倾弹簧。与板簧在汽车悬架设计中的许多应用相比，这种类型不使用弹簧作为定位链接。虽然这种悬架类型与几代雪佛兰克尔维特最显着相关，但该设计已用于其他生产的通用汽车汽车，以及沃尔沃汽车和梅赛德斯-奔驰Sprinter面包车的汽车。

板簧悬架配置是独立的，因为一个车轮的运动不受另一个车轮的位置决定。当悬架被压缩时，控制臂用于定义车轮的运动。通常的螺旋弹簧被替换为单个FRP弹簧，该弹簧横跨汽车的宽度。与使用螺旋弹簧的独立悬架系统一样，与常见的板簧支撑的Hotchkiss后轴不同，悬架运动学仅由控制臂定义。与螺旋弹簧悬架设计一样，FRP单簧片支撑车辆的重量。然而，FRP板簧与钢卷和传统的钢多板簧在许多重要方面有所不同。与钢相比，FRP塑料弹簧的单位重量应变能存储量是钢的4.3-5.5倍。对于给定的应用，这会产生更轻的弹簧。第四代克尔维特上使用的单个FRP单叶前弹簧的重量是等效螺旋弹簧组的33%。将FRP与类似应用中的传统钢板弹簧相比，减轻的重量更大。第三代克尔维特提供了一个可选的FRP单片弹簧作为标准多片钢弹簧的替代品，22公斤（48磅）钢弹簧被3公斤（7磅）玻璃钢弹簧取代。多叶钢弹簧的叶片的相对滑动运动导致相对于弹簧压缩的基于静摩擦的滞后。这种静摩擦力会降低悬架的合规性，并会影响乘坐质量和操控性。缺少单片叶片，单叶弹簧避免了静摩擦。FRP弹簧被宣传为具有出色的循环寿命和耐腐蚀性。一项比较第三代克尔维特弹簧的GM测试发现，多叶钢弹簧可能在200,000次全行程循环后失效。更换的FRP板簧在200万个完整循环后没有表现出性能损失。与螺旋弹簧相比，包装被认为是横向FRP板簧的优点和缺点，具体取决于应用。FRP弹簧通常在悬架中设置得较低，从而导致重心较低。它还允许制造商避免使用高弹簧支架，从而在悬架周围形成更平坦的负载地板。JamesSchefter报告说，正如在C5和后来的Corvettes上使用的那样，使用OEM避震器弹簧将迫使底盘工程师要么垂直升高减震塔，要么将它们向内移动。在后部，这将减少后备箱空间。在前面，这会干扰发动机包装。板簧的使用允许将弹簧放置在底盘下方，不碍事，同时将减震器组件的直径保持为仅阻尼器的直径，而不是阻尼器和弹簧的直径。然而，在其他应用中，例如赛车设计，跨越车辆宽度的需要导致了重大的设计限制。螺旋弹簧和扭力弹簧为赛车应用提供了更好的封装选择。与螺旋弹簧相比，FRP弹簧的可用性和选择也有限。在将FRP弹簧与量产公路车上的螺旋弹簧进行比较时，较高的成本也被认为是一个缺点。与螺旋弹簧相比，FRP弹簧的可用性和选择也有限。在将FRP弹簧与量产公路车上的螺旋弹簧进行比较时，较高的成本也被认为是一个缺点。与螺旋弹簧相比，FRP弹簧的可用性和选择也有限。在将FRP弹簧与量产公路车上的螺旋弹簧进行比较时，较高的成本也被认为是一个缺点。

FRP横向板簧的一个优势——当用大间距、可枢转的支架支撑时——是能够更换防倾杆。通常，提供足够行驶率的弹簧需要辅助弹簧（防侧倾杆）来增加悬架侧倾率。横穿车辆的横向板簧两侧的耦合导致类似防倾杆的行为。Corvette工程师引用了这一特性，因为它可以使用更轻的防倾杆，甚至在第七代Corvette的某些版本上取消了后防倾杆。当任一车轮向上偏转时，弹簧的中心跨距（可枢转支架之间的部分）向下偏转。如果两个车轮同时向上偏转（例如，当撞到路上的颠簸时），中心部分会在枢轴支架之间均匀弯曲。在滚动中，只有一个轮子向上偏转，这往往会使弹簧的中心形成S形曲线。结果是悬架一侧的轮速取决于另一侧的位移。弹簧作为防倾杆的程度取决于枢轴支架之间的距离及其刚度。一个简化的扁平矩形弹簧说明了这一原理。使弹簧的右侧偏转导致左侧上升。相比之下，刚性中央支架（第2代和第3代Corvettes和其他汽车）在另一侧偏转时显示出一侧没有运动。

许多制造商已经生产出利用具有防侧倾效果的横向板簧支撑的独立前悬架或后悬架的车辆或概念。

• 雪佛兰克尔维特：C41984-1996（仅前部，中央安装的后弹簧没有防侧倾效果），C5-C7，1997-2019（前部和后部）。
• 通用汽车W平台车：xxx代（Lumina、GrandPrix、Regal、CutlassSupreme）。
• 通用汽车E平台车：（Eldorado、Toronado、Riviera、Reatta、Allante）。
• 沃尔沃960（从1995年款）从1997年到1998年款更名为S90（轿车）/V90（旅行车）。
• 沃尔沃XC90（第二代）。
• 梅赛德斯-奔驰Sprinter货车（仅前部，Hotchkiss后部）。
• 欧宝GT：1969–1973（仅前），带螺旋弹簧的拖臂，panhardbar（后）。
• SmartForTwoMk1-Mk3（与MacPhersonStruts一起使用）。
• 大众1升汽车，原型。
• Indigo3000，瑞典制造的低容量跑车。由于横向板簧的防侧倾特性，该车没有采用单独的前防倾杆。
• 菲亚特128，它使用了类似的系统，带有更传统的多叶钢弹簧，但配置有两个枢轴以提供防侧倾效果。
• 一些后来的TriumphSpitfire和TriumphGT6型号使用了带有防侧倾枢轴支架的后横向钢片弹簧。
• 早期福特汽车的横向板簧和实心轴前悬架。

几家汽车公司已经申请了使用横向复合板簧的悬架设计专利，其支撑方式类似于Corvette。

• FordGlobalTechnologies，2006年，专利#7029017，用于带有横向板簧的机动车辆的车轮悬架。
• PorscheAG，2000年，专利号6029987，机动车前桥。描述了一种由横向板簧系统支撑的支柱悬挂系统，与克尔维特使用的基本相同。保时捷专利提到了这种布置的有益稳定效果。
• 本田，1992年，横向钢板弹簧式悬架专利#5141209。
• 戴姆勒克莱斯勒，2004年，专利#6811169，复合弹簧设计，它还为传统或主动悬架系统执行下控制臂功能。
• 采埃孚于2009年10月发布了概念后悬架设计，采用复合弹簧后悬架。基于支柱的悬架使用横向板簧作为行驶和防侧倾弹簧。ZF概念与Corvette上使用的系统不同，它使用板簧作为悬挂连杆之一。