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第 20章 悬架 第 20 章 悬架 功用： 连接车桥与车架，并传递二者之间的相互作用力， 减小振动，保证汽车的正常行驶。 组成： 弹性元件 承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击 导向装置 传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证 车轮相对于车身有正确的运动关系。 减震器 加快振动的衰弱。 分类 1、按控制形式 主动悬架： 根据路面的状况调节刚 度和阻尼力 被动悬架： 路面、行使状况、汽车的 弹性元件 、导向机构 等机械元件 分类 非独立悬架： 左右车轮安装在 一 根整体车桥两端， 车桥则通过弹性元 件与车架相连。 独立悬架： 每一侧车轮单独通 过悬架与车架相连， 每个车轮能独立上 下跳动而互不影响。 车桥 弹性元件 车架 断开式车桥 一、弹性元件与典型悬架 1、钢板弹簧 作用： 既有弹性元件的作用，又可起到导向和减 振作用。 结构： 钢板弹簧 套管 螺栓 螺母 中心螺栓 卷耳 弹簧夹 单片弹簧和少片弹簧 特点： 断面尺寸延长度方向变化； 减轻重量，节约材料。 变厚度钢板弹簧 钢板弹簧的安装 在弹簧片之 间涂上较稠 的润滑剂， 可以减少磨 损 在弹簧片之 间夹入塑料 垫片，可减 少噪声。 弹簧片之间的摩 擦力可起到衰减 振动和导向的作 用。 与车架的连接 钢板弹簧的断面形状 改变弹簧得 受力情况 , 提高疲劳强 度。 节约材料 2、螺旋弹簧 制造： 用弹簧钢棒料卷制而成。 特点： 无需润滑、抗污染、安 装所需空间小、质量轻。 性能： 没有减振作用，必须另加减震器。 刚度可变的锥形弹簧 应用： 桑塔纳轿车的前悬架 麦 弗 逊 式 独 立 弹 簧 悬 架 弹簧套在减震器外边， 节省了安装空间，空 余的大量空间便于安 装发动机 当车轮转向跳动时， 车轮延主销转动。 麦弗逊式独立弹簧悬架 弹簧套在减震器外边， 节省了安装空间，空 余的大量空间便于安 装发动机 3、扭杆弹簧 功用： 当车轮跳动时， 摆臂便绕着扭杆轴线 摆动，使扭杆产生扭 转变形，以保证车轮 与车架弹性连接。 特点：质量小、不需 润滑、保养维修简便 安装：左右不可装反。 摆臂 扭杆 扭杆弹簧的装配 摆臂 扭杆 将扭杆的固定 端转过一个角 度，则摆臂的 初始位置将改 变，可借此调 节车身的高度。 特点：质量小， 不需润滑 4、气体弹簧 分为空气弹簧和油气弹簧两种。空气弹簧又有囊 式和膜式两种形式。 1、气体弹簧 2、油气弹簧 特点： 以空气和油液作为 工作 介质 。 具有可 变刚度特性，需加 装导向装置和减振 器 油气不分割式 油气分隔式 20.4 减振器 功用： 加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行 驶的平稳性。 原理： 当汽车振动时，减振器壳体 内的油液反复从一个内腔通过一 些窄小的空隙流入另一内腔，同 时，摩擦力便把振动能量转化为 热能，被油液、减振器吸收后散 失到大气中。 性能要求： 1、在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小， 以便充分利用弹性元件的弹性，缓和冲击。 2、在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求 迅速减振。 3、在车桥与车架相对速度过大时，减振器应当 能自动加大液流通道截面积，使阻尼力始终保 持在一定限度之内，避免过大的冲击载荷。 分类： 双向作用筒式减振器 单向作用筒式减振器（伸张行程） 一、双向作用筒式减振器 结构： 伸张阀 流通阀 压缩阀 补偿阀 活塞杆 防尘罩 活塞 储油钢桶 导向座 工作原理 压缩行程： 车轮靠近车架 容积减少，油压 升高，油液打开 流通阀，经过流 通阀流入上腔。 由于上腔容积被活塞杆用去 部分空间，所 以油液一部分 油液打开压缩 阀流入储油缸 由于各阀门的节 流作用，便造成 对悬架压缩运动 的阻力，使振动 能量衰减。 伸张行程 车轮下跳，减振器 受拉伸活塞上移 上腔容积减少， 油压升高，油液 推开伸张阀，流 入下腔。 由于活塞杆占去一 定空间，所以自上 腔流入的油液不足 以充满下腔容积的 增加。储油缸中油 液推开补偿阀流入 下腔补充。 由于各阀门的节流作用， 便造成对悬架伸张运动 的阻力，使振动能量衰 减。 减振器工作过程 伸张阀弹簧的刚度和预紧 力比压缩阀的大，在同样 油压作用下，伸张行程产 生阻尼力远大于压缩行程 的阻尼力。 二、充气式减振器 阻力可调式减振器 特点：结构简单、工作可靠 应用：货车、客车的前后悬架，轿车后悬架 举例：板簧非独立悬架（单个板簧、双板簧） 螺旋弹簧非独立悬架 空气弹簧非独立悬架（可实现车身高度自动调 节少用） 油气弹簧非独立悬架（矿用自卸车） 非独立悬架 1、 钢板弹簧式非独立悬架 2、 螺旋弹簧非独立悬架 3、 空气弹簧非独立悬架 独立悬架 a.结构特点： 两侧车轮独立的与车架或车身弹性连接。 b.独立悬架的优点： 两侧车轮可以单独跳动，可减少车身振动，消除车轮偏摆； 降低非簧载质量，提高平均车速； 采用断开式车桥，降低汽车重心，提高行驶稳定性； 提供了较大的车轮跳动空间，因此减小悬架刚度，降低汽车偏 频，提高平顺性。 c.独立悬架的缺点： 结构复杂、制造成本高，维护不便，车轮引起轮矩变化， 加剧轮胎磨损。 二、类型 按车轮的运动方式分为： 车轮在横向平面内摆动的悬架；（横臂式独立悬架） 车轮在纵向平面内摆动的悬架； （纵臂式独立悬架） 车轮沿主销移动的悬架； （烛式独立悬架和麦弗逊式） 车轮在斜向平面侧摆动的悬架。 （单斜臂式独立悬架） 横臂式独立悬架 特点：车轮在汽车的横向平面内跳动。 根据横臂的数量分为： 单横臂独立悬架； 双横臂独立悬架。 单横臂式 双横臂式 横臂式独立悬架 a.单横臂式独立悬架 特点： 当车轮跳动时将改变轮距。 用于转向轮时，引起主销内倾角和车轮外角倾发生变化。 b.双横臂式独立悬架 等臂式单横臂悬架： 车轮跳动时车轮不倾 斜但轮距变化较大。 不等臂式单横臂悬架： 车轮跳动时车轮倾斜 但轮距变化可以较小。 纵臂式独立悬架 根据采用的纵臂数目可分为： 单纵臂独立悬架； 双纵臂独立悬架。 根据采用的弹性元件可分为： 螺旋弹簧纵臂式独立悬架； 扭杆弹簧纵臂式独立悬架。 螺旋弹簧单纵臂式独立悬架 双纵臂式独立悬架 车轮沿主销移动的独立悬架 车轮沿固定不动主销轴线移动的独立悬架； （ 烛式悬架）； 车轮沿摆动主销轴线移动的独立悬架； （ 麦弗逊悬架）。 a.烛式独立悬架 优点： 车轮转向时，前轮的定位参数 不会发生变化，有利于转向操 纵和行驶稳定性。 缺点： 车轮转向时，全部侧向力由主 销和其外部的套管承受，增加 了主销与套管的摩擦。 b.麦弗逊独立悬架 是烛式悬架的改进， 用下摆臂克服了滑动立 柱的受力状况。侧向力 大部分由下摆臂承受。 属于无主销悬架： 滑动立柱上支点和 下摆臂外端的球铰中 心构成主销轴线。 横向稳定器 作用： 在汽车高速行驶中 转向时，通过横向稳 定杆增强悬架系统的 刚度，减小车身的横 向倾斜和横向角振动。