轿车前轮悬挂及转向机构

悬 架 系 统 的 概 述一 、 功 用 汽 车 悬 架 是 车 架 (或 承 载 式 车 身 )与 车 桥 (或 车 轮 )之 间 一 切 传 力 装 置的 总 称 。 它 具 有 以 下 功 用 ： (1)对 不 平 整 路 面 所 造 成 的 汽 车 行 驶 中 的 各 种 摇 摆 和 振 动 等 ， 与 轮胎 一 起 ， 予 以 吸 收 和 减 缓 ， 从 而 保 障 乘 客 和 货 物 的 安 全 ， 并 提 高 驾驶 稳 定 性 。 (2)将 路 面 与 车 轮 之 间 的 摩 擦 所 产 生 的 驱 动 力 和 制 动 力 ， 传 输 至 车架 和 车 身 。 (3)支 承 车 桥 上 的 车 身 ， 并 使 车 身 与 车 轮 之 间 保 持 适 当 的 几 何 关 系 。 二 、 组 成 悬 架 系 统 由 弹 性 元 件 、 减 振 器 、 导 向 装 置 和 横 向 稳 定 杆 三 部 件 组成 ， 如 图 所 示 (1)弹 性 元 件 ： 承 受 并 传 递 垂 直 载 荷 ，缓 和 不 平 路 面 引 起 的 冲 击 ， 使 车 架(或 承 载 式 车 身 )与 车 桥 (或 车 轮 )之 间保 持 弹 性 连 接 。 (2)减 振 器 ： 用 于 衰 减 振 动 ， 提 高 乘坐 舒 适 性 (3)导 向 装 置 (包 括 横 向 导 杆 和 纵 向 推力 杆 )： 用 来 传 递 除 垂 直 力 以 外 的 各种 力 和 力 矩 ， 并 确 定 车 轮 相 对 于 车架 (或 车 身 )的 运 动 关 系 三 、 类 型 1、 汽 车 悬 架 可 分 为 两 大 类 ： 非 独 立 悬 架 和 独 立 悬 架 。 1) 非 独 立 悬 架非 独 立 悬 架 (如 图 )的 结 构 特 点是 两 侧 车 轮 安 装 在 一 根 整 体式 车 桥 上 ， 车 轮 和 车 桥 一 起通 过 弹 性 元 件 悬 挂 在 车 架 (或车 身 )下 面 。 (图 中 左 侧 车 轮摆 动 )。 2) 独 立 悬 架 独 立 悬 架 (如 图 )则 是 两 侧 车轮 各 自 独 立 地 通 过 弹 性 元 件悬 挂 在 车 架 下 面 ， 其 配 用 的车 桥 都 是 断 开 式 车 桥 。 一 侧 车 轮 因路 不 平 等 车架 的 位 置 发生 变 化 ， 另一 侧 车 轮 的位 置 也 发 生变 化当 一 侧 车 轮 相 对 于 车 架 位 置 发 生变 化 时 ， 另 一 车轮 几 乎 不 产 生 影响 a.非 独 立 悬 架 b. 独 立 悬 架 2、 独 立 悬 架 的 特 点 如 下 ： 两 侧 车 轮 可 独 立 跳 动 ， 行 驶 时 减 轻 车 架 振 动 减 少 汽 车 非 簧 载 质 量 （ 与 簧 载 质 量 相 对 ， 非 簧 载 质 量 越 小 ， 对 车 架 的 振 动 越 小 ） 断 开 的 车 桥 为 汽 车 其 他 总 成 提 供 了 空 间 （ 如 ： 发 动 机 总 成 位 置 可 降 低 、 前 移 ； 车 轮 上 下 运 动 的 空 间 加 大 等 ） 结 构 复 杂 、 制 造 成 本 高 、 维 修 困 难 、 轮 胎 磨 损 较 大 独 立 悬 架 结 构 类 型 繁 多 ， 并 广 泛 运 用 于 小 型 车 辆 。目 前 全 球 各 地 的 轿 车 前 悬 架 全 部 采 用 独 立 悬 架 ， 越 野 车 通 常 所有 轮 都 采 用 独 立 悬 架 。 3、 独 立 悬 架 的 类 型双 横 臂 式 独 立 悬 架 双 V形 摆 臂 悬 架不 等 长 双 横 臂 式 悬 架滑 柱 摆 臂（ 麦 弗 逊 式 ） 式 悬 架类 型 （ 1） 双 横 臂 式 独 立 悬 架 双 横 臂 式 独 立 悬 架 上 下 两摆 臂 不 等 长 ， 选 择 长 度 比 例 合适 ， 可 使 车 轮 和 主 销 的 角 度 及左 右 车 轮 接 地 点 间 距 离 变 化 不大 。 摆 臂 大 多 做 成 V（ 或 称 A）字 形 。 上 下 两 个 V形 摆 臂 的 内端 与 车 架 铰 接 ， 外 端 与 转 向 节铰 接 。 双 横 臂 式 独 立 悬 架 双 V形 摆 臂 独 立 悬 架 汽 车 车 轮 上 下 运 动 时 ， 上 、 下臂 外 端 铰 接 点 分 别 作 圆 弧 运 动 。使 左 右 车 轮 接 地 点 间 距 离 变 化 不大 ， 这 种 结 构 有 利 于 减 少 轮 胎 磨损 。 （ 2） 双 V形 摆 臂 悬 架 （ 3） 不 等 长 双 横 臂 式 悬 架 在 不 等 长 双 横 臂 式 独 立 悬 架 中 ， 把 上 摆 臂 轴 的 前 端 适 当 向 上 倾斜 布 置 ， 能 使 悬 架 具 有 抗 制 动 点 头 能 力 ， 这 种 悬 架 横 臂 外 端 与 转 向节 连 接 处 ， 必 须 采 用 球 铰 。 （ 4） 滑 柱 摆 臂 （ 麦 弗 逊 式 ） 式 悬 架 滑 柱 摆 臂 式 （ 麦 弗 逊 式 ） 悬 中 ， 减振 器 起 到 引 导 车 轮 跳 动 的 滑 柱 的 作 用 。 减 振 器 上 端 通 过 橡 胶 支 承 与 车 身相 连 接 ， 该 橡 胶 支 承 能 起 到 球 铰 的 作用 。 减 振 器 缸 筒 下 端 固 定 在 转 向 上 ， 转向 节 通 过 铰 链 与 横 摆 臂 连 接 ， 该 铰 链中 心 与 减 振 器 上 端 球 铰 中 心 的 连 线 构成 转 向 主 销 轴 线 。 该 悬 架 占 用 横 向 空 间 小 ， 有 利 于 发 动 机 向 下 布 置 ， 使 汽 车 的 重 心 降低 ， 目 前 在 轿 车 前 悬 架 中 采 用 很 多 。 麦 弗 逊 式 悬 挂 由 螺 旋 弹 簧 、 减 震器 、 三 角 形 下 摆 臂 组 成 ， 绝 大 部 分车 型 还 会 加 上 横 向 稳 定 杆 。 主 要 结构 简 单 的 来 说 就 是 螺 旋 弹 簧 套 在 减震 器 上 组 成 ， 减 震 器 可 以 避 免 螺 旋弹 簧 受 力 时 向 前 、 后 、 左 、 右 偏 移的 现 象 ， 限 制 弹 簧 只 能 作 上 下 方 向的 振 动 ， 并 可 以 用 减 震 器 的 行 程 长短 及 松 紧 ， 来 设 定 悬 挂 的 软 硬 及 性能 。 麦 弗 逊 式 悬 挂 是 当 今 世 界 用 的 最 广 泛 的 轿 车 前 悬 挂 之 一 典 型 的 麦 弗 逊 式 悬 挂 麦 弗 逊 式 悬 挂 结 构 简 单 所 以 它 轻量 、 响 应 速 度 快 。 并 且 在 一 个 下 摇臂 和 支 柱 的 几 何 结 构 下 能 自 动 调 整车 轮 外 倾 角 ， 让 其 能 在 过 弯 时 自 适应 路 面 ， 让 轮 胎 的 接 地 面 积 最 大 化 ，虽 然 麦 弗 逊 式 悬 架 并 不 是 技 术 含 量很 高 的 悬 架 结 构 ， 但 麦 弗 逊 式 悬 挂在 行 车 舒 适 性 上 的 表 现 还 是 令 人 满意 ， 不 过 由 于 其 构 造 为 直 筒 式 ， 对左 右 方 向 的 冲 击 缺 乏 阻 挡 力 ， 抗 刹车 点 头 作 用 较 差 ， 悬 挂 刚 度 较 弱 ，稳 定 性 差 ， 转 弯 侧 倾 明 显 。 主 要 优 点 ： 结 构 简 单 、 占 用 空 间 小 、 响 应 较 快 、 制 造 成 本 低 。 主 要 缺 点 ： 横 向 刚 度 小 、 稳 定 性 不 佳 、 转 弯 侧 倾 较 大 。 适 用 车 型 ： 中 小 型 轿 车 、 中 低 端 SUV前 悬 架 。 4、 独 立 悬 架 的 发 展 可 调 式 悬 挂 系 统 ： 根 据 车 辆 不 同 的 需 求 状 态 来 对 悬挂 的 高 度 和 软 硬 进 行 调 整 ， 从 而 使 车 辆 处 在 最 佳 的形 式 状 态 。 当 下 汽 车 的 可 调 式 悬 挂 按 控 制 类 型 可 分为 三 大 类 。 空 气 式 可 调 悬 挂类 型 液 压 式 可 调 悬 挂电 磁 式 可 调 悬 挂 根 据 车 速 和 路 况 ， 通 过 增 减某 种 （ 压 缩 空 气 、 液 压 油 、 电磁 ） 的 方 式 调 整 汽 车 底 盘 的 离地 间 隙 来 实 现 车 身 高 度 升 降 变化 的 一 种 悬 挂 方 式调 整 原 理 ： 电 磁 悬 挂 系 统 结 构 图 空 气 式 悬 挂 结 构 示 意 图 VDIM控制 转 向 系 统用 来 改 变 或 恢 复 汽 车 行 驶方 向 的 专 设 机 构 ， 称 为 汽 车转 向 系 统 。转 向 系 统 的 功 用 是 ： 保 证汽 车 能 够 按 照 驾 驶 员 的 意 图 沿 给定 方 向 行 驶 。 1.机械转向系统组 成 ： 转 向 操 纵 机构 、 转 向 器 、 转 向 传动 机 构 。从 转 向 盘 到 转 向 器之 间 的 零 部 件 ， 均 属于 转 向 操 纵 机 构 。 由转 向 器 至 转 向 节 之 间的 零 部 件 （ 不 含 转 向节 ） ， 均 属 于 转 向 传动 机 构 。一、转向系统类型和组成 动 力 转 向 系 统 是 兼 用 驾驶 员 体 力 和 发 动 机 （ 或电 动 机 ） 的 动 力 作 为 转向 能 源 的 转 向 系 。动 力 转 向 系 统 是 在 机 械转 向 系 统 的 基 础 上 加 设一 套 转 向 加 力 装 置 而 形成 的 。2.动力转向系统 1、转向操纵机构的组成及布置组 成 ： 转 向 盘 、 转向 柱 管 、 转 向 轴 、上 万 向 节 、 下 万 向节 和 转 向 传 动 轴 等 。二、转向操纵机构 2、转向操纵机构的部件及安全装置.转向盘 转 向 盘 的 构 造 对 于 轿 车 要 求 转 向 柱 管 必 须 装 备 能 够 缓 和 冲 击 的 吸 能 装 置 。 其 基 本 结 构原 理 是 ： 当 转 向 轴 受 到 巨 大 冲 击 而 产 生 轴 向 位 移 时 ， 使 支 架 或 某 些 支 承 件产 生 塑 性 变 形 ， 从 而 吸 收 冲 击 能 量 。（2）.转向轴和转向柱管及其吸能装置 汽 车 装 用 网 格 状 转 向 柱 管 或 波 纹 管 式 转 向 柱 管 的 吸 能 装 置 ， 当 发 生 猛烈 撞 车 导 致 人 体 冲 撞 到 转 向 盘 上 的 力 超 过 允 许 值 时 ， 则 网 格 部 分 或 波 纹管 部 分 将 被 压 缩 ， 产 生 塑 性 变 形 ， 吸 收 冲 击 能 量 ， 以 减 轻 对 人 体 的 伤 害 。 三 、 转 向 器 将 转 向 盘 的 转 动 变 为 转 向 摇 臂 的 摆 动 或 齿 条 轴 的 直 线 往 复运 动 ， 并 对 转 向 操 纵 力 进 行 放 大 的 机 构 。 转 向 器 一 般 固 定 在汽 车 车 架 或 车 身 上 ， 转 向 操 纵 力 通 过 转 向 器 后 一 般 还 会 改 变传 动 方 向 。1、定义齿 轮 齿 条 式 转 向 器种 类2、种类循 环 球 式 转 向 器 蜗 杆 曲 柄 指 销 式 转 向 器 四、转向传动机构功 用 ： （ 1） .将 转 向 器 输 出 的 力 和 运 动 传 给 转 向节 ， 使 转 向 轮 偏 转 ； （ 2） .使 两 侧 转 向 轮 的 偏 转 角 满 足 ：cot=cot+B/L 1、与非独立悬架配用的转向传动机构组 成 ： 转 向 摇 臂 、 转 向 直 拉 杆 、 转 向 节 臂 和 转 向 梯 形 。布 置 ： 在 前 桥 仅 为 转 向 桥 的 情 况 下 ， 转 向 梯 形 一 般 布 置 在前 桥 之 后 。 在 发 动 机 位 置 较 低 或 转 向 桥 兼 充 驱 动 桥 的 情 况下 ， 为 避 免 运 动 干 涉 ， 往 往 将 转 向 梯 形 布 置 在 前 桥 之 前 。 当 转 向 轮 独 立 悬 挂 时 ， 每 个 转 向 轮 分 别 相 对 于 车 架作 独 立 运 动 ， 因 而 转 向 桥 必 须 是 断 开 式 的 。 与 此 相 应 ，转 向 传 动 机 构 中 的 转 向 梯 形 也 必 须 断 开 。2、与独立悬架配用的转向传动机构 五、转向加力装置 由 转 向 油 泵 、 转 向 油 管 、转 向 储 油 罐 以 及 位 于 整 体 式转 向 器 内 部 的 转 向 控 制 阀 及转 向 动 力 缸 等 组 成 。 动 力 转 向 系 统 由 机 械 转 向系 统 和 转 向 加 力 装 置 组 成 。 根 据 助 力 能 源 形 式 的 不 同可 以 分 为 液 压 助 力 、 气 压 助力 和 电 动 助 力 三 种 类 型 。 谢 谢 ！