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第二十二章第二十二章 悬架悬架第一节第一节 概述概述第二节第二节 弹性元件弹性元件第三节第三节 减振器减振器第四节第四节 非独立悬架非独立悬架第五节第五节 独立悬架独立悬架第六节第六节 主动悬架和半主动悬架主动悬架和半主动悬架第二十二章第二十二章 悬悬架第一架第一节节 概述第二概述第二节节 弹弹性元件第三性元件第三节节 减振器第减振器第第一章第一章 概述概述1 定义定义(图图)车架或车身与车桥之间一切传力连接装置的统称车架或车身与车桥之间一切传力连接装置的统称车架或车身与车桥之间一切传力连接装置的统称车架或车身与车桥之间一切传力连接装置的统称2 功用功用A A 弹性地连接车桥与车架或车身弹性地连接车桥与车架或车身弹性地连接车桥与车架或车身弹性地连接车桥与车架或车身B B 缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力C C 迅速衰减由于弹性系统引起的振动迅速衰减由于弹性系统引起的振动迅速衰减由于弹性系统引起的振动迅速衰减由于弹性系统引起的振动D D 起导向作用，使车轮按一定轨迹相对车身运动起导向作用，使车轮按一定轨迹相对车身运动起导向作用，使车轮按一定轨迹相对车身运动起导向作用，使车轮按一定轨迹相对车身运动3 组成（组成（图图）弹性元件弹性元件弹性元件弹性元件+导向装置导向装置导向装置导向装置+减振器减振器减振器减振器+横向稳定杆横向稳定杆横向稳定杆横向稳定杆4 类型类型非独立悬架非独立悬架非独立悬架非独立悬架独立悬架独立悬架独立悬架独立悬架第一章第一章 概述概述1 定定义义(图图)车车架或架或车车身与身与车桥车桥之之间间一切一切传传力力连连接装接装第二节第二节 弹性元件弹性元件1 钢板弹簧钢板弹簧2 螺旋弹簧螺旋弹簧3 扭杆弹簧扭杆弹簧4 气体弹簧气体弹簧5 橡胶弹簧橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性利用橡胶本身的弹性利用橡胶本身的弹性利用橡胶本身的弹性第二第二节节 弹弹性元件性元件1 钢钢板板弹弹簧簧2 螺旋螺旋弹弹簧簧3 扭杆扭杆弹弹簧簧4 气体气体1 钢板弹簧钢板弹簧1.1 类型类型单片单片单片单片双片双片双片双片多片多片多片多片1.2 安装固定安装固定1.3 润滑润滑各片之间使用石墨润滑脂润滑各片之间使用石墨润滑脂润滑各片之间使用石墨润滑脂润滑各片之间使用石墨润滑脂润滑A A 钢板弹簧的中心部位用钢板弹簧的中心部位用钢板弹簧的中心部位用钢板弹簧的中心部位用U U形螺栓与车桥固定形螺栓与车桥固定形螺栓与车桥固定形螺栓与车桥固定B B 主片两端的卷耳与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接主片两端的卷耳与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接主片两端的卷耳与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接主片两端的卷耳与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接C C 中心螺栓及弹簧夹保证装配时各片的相对位置中心螺栓及弹簧夹保证装配时各片的相对位置中心螺栓及弹簧夹保证装配时各片的相对位置中心螺栓及弹簧夹保证装配时各片的相对位置1 钢钢板板弹弹簧簧1.1 类类型型单单片双片多片片双片多片1.2 安装固定安装固定1.3 2 螺旋弹簧螺旋弹簧2.1 类型类型圆柱形螺旋弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱形螺旋弹簧(刚度不变刚度不变刚度不变刚度不变)圆锥形螺旋弹簧圆锥形螺旋弹簧圆锥形螺旋弹簧圆锥形螺旋弹簧(刚度可变刚度可变刚度可变刚度可变)2.2 特点特点A A 不需要润滑，防污性强，占用空间小，质量小不需要润滑，防污性强，占用空间小，质量小不需要润滑，防污性强，占用空间小，质量小不需要润滑，防污性强，占用空间小，质量小B B 只能承受垂直载荷，必须有导向装置和减振器配合使用只能承受垂直载荷，必须有导向装置和减振器配合使用只能承受垂直载荷，必须有导向装置和减振器配合使用只能承受垂直载荷，必须有导向装置和减振器配合使用2 螺旋螺旋弹弹簧簧2.1 类类型型圆圆柱形螺旋柱形螺旋弹弹簧簧(刚刚度不度不变变)圆锥圆锥形螺旋形螺旋3 扭杆弹簧扭杆弹簧(图图)3.1 断面形式断面形式圆形、矩形、管状圆形、矩形、管状圆形、矩形、管状圆形、矩形、管状3.2 工作原理工作原理当车轮跳动时，摆臂将绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭当车轮跳动时，摆臂将绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭当车轮跳动时，摆臂将绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭当车轮跳动时，摆臂将绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，在车轮与车架之间起弹性连接的作用转弹性变形，在车轮与车架之间起弹性连接的作用转弹性变形，在车轮与车架之间起弹性连接的作用转弹性变形，在车轮与车架之间起弹性连接的作用3.3 安装安装A A 一端固定在车架上，另一端固定在悬架的确摆臂上一端固定在车架上，另一端固定在悬架的确摆臂上一端固定在车架上，另一端固定在悬架的确摆臂上一端固定在车架上，另一端固定在悬架的确摆臂上B B 扭杆弹簧预加扭转方向必须与扭杆安装在车上后承受工扭杆弹簧预加扭转方向必须与扭杆安装在车上后承受工扭杆弹簧预加扭转方向必须与扭杆安装在车上后承受工扭杆弹簧预加扭转方向必须与扭杆安装在车上后承受工作载荷的扭转作载荷的扭转作载荷的扭转作载荷的扭转方向相同方向相同方向相同方向相同3.4 特点特点质量轻，不需润滑，维修简便，可节省纵向空间质量轻，不需润滑，维修简便，可节省纵向空间质量轻，不需润滑，维修简便，可节省纵向空间质量轻，不需润滑，维修简便，可节省纵向空间3 扭杆扭杆弹弹簧簧(图图)3.1 断面形式断面形式圆圆形、矩形、管状形、矩形、管状3.2 工工4 气体弹簧气体弹簧空气弹簧空气弹簧空气弹簧空气弹簧油气弹簧油气弹簧油气弹簧油气弹簧囊式弹簧囊式弹簧囊式弹簧囊式弹簧膜式弹簧膜式弹簧膜式弹簧膜式弹簧单气室单气室单气室单气室双气室双气室双气室双气室两级压力式两级压力式两级压力式两级压力式4 气体气体弹弹簧空气簧空气弹弹簧油气簧油气弹弹簧囊式簧囊式弹弹簧膜式簧膜式弹弹簧簧单单气室双气室两气室双气室两级级4.2 油气弹簧油气弹簧4.2.1 类型类型单气室单气室单气室单气室双气室双气室双气室双气室两级压力式两级压力式两级压力式两级压力式4.2.2 单气室油气分隔式油气弹簧工作原理单气室油气分隔式油气弹簧工作原理4.2.3 特点特点A A 具有良好的行驶平顺性具有良好的行驶平顺性具有良好的行驶平顺性具有良好的行驶平顺性B B 体积小体积小体积小体积小,质量轻质量轻质量轻质量轻C C 对密封性要求很高对密封性要求很高对密封性要求很高对密封性要求很高,维护相对麻烦维护相对麻烦维护相对麻烦维护相对麻烦4.2 油气油气弹弹簧簧4.2.1 类类型型单单气室双气室两气室双气室两级压级压力式力式4.第三节第三节 减振器减振器1 基本原理基本原理(图图)利用活塞在缸筒内作往复运动，使孔壁与油液以及液体分子间利用活塞在缸筒内作往复运动，使孔壁与油液以及液体分子间利用活塞在缸筒内作往复运动，使孔壁与油液以及液体分子间利用活塞在缸筒内作往复运动，使孔壁与油液以及液体分子间产生摩擦形成阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能产生摩擦形成阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能产生摩擦形成阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能产生摩擦形成阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能2 对减振器的要求对减振器的要求A A 在悬架压缩行程内在悬架压缩行程内在悬架压缩行程内在悬架压缩行程内,减振器的阻尼力应小减振器的阻尼力应小减振器的阻尼力应小减振器的阻尼力应小,以便充分利用以便充分利用以便充分利用以便充分利用弹性元件的弹性弹性元件的弹性弹性元件的弹性弹性元件的弹性,以缓和冲击以缓和冲击以缓和冲击以缓和冲击B B 在悬架伸张行程内在悬架伸张行程内在悬架伸张行程内在悬架伸张行程内,减振器的阻尼力应大减振器的阻尼力应大减振器的阻尼力应大减振器的阻尼力应大,以便迅速减振以便迅速减振以便迅速减振以便迅速减振C C 在车桥与车架的相对速度过大时在车桥与车架的相对速度过大时在车桥与车架的相对速度过大时在车桥与车架的相对速度过大时,减振器应能自动加大液流减振器应能自动加大液流减振器应能自动加大液流减振器应能自动加大液流通道截面积通道截面积通道截面积通道截面积,以免阻尼力过大以免阻尼力过大以免阻尼力过大以免阻尼力过大,造成减振器损坏造成减振器损坏造成减振器损坏造成减振器损坏3 双向筒式减振器双向筒式减振器4 新型减振器新型减振器第三第三节节 减振器减振器1 基本原理基本原理(图图)利用活塞在缸筒内作往复运利用活塞在缸筒内作往复运动动，4 新型减振器新型减振器4.1 充气式减振器充气式减振器4.2 阻力可调式减振器阻力可调式减振器4 新型减振器新型减振器4.1 充气式减振器充气式减振器4.2 阻力可阻力可调调式减振器式减振器第四节第四节 非独立悬架非独立悬架1.1 钢板弹簧式钢板弹簧式1.2 螺旋弹簧式螺旋弹簧式1.3 空气弹簧式空气弹簧式第四第四节节 非独立非独立悬悬架架1.1 钢钢板板弹弹簧式簧式1.2 螺旋螺旋弹弹簧式簧式1.3第五节第五节 独立悬架独立悬架1 优点优点A A 两侧车轮可以单独运动互不影响两侧车轮可以单独运动互不影响两侧车轮可以单独运动互不影响两侧车轮可以单独运动互不影响B B 减小非簧载质量，有利于汽车的平顺性减小非簧载质量，有利于汽车的平顺性减小非簧载质量，有利于汽车的平顺性减小非簧载质量，有利于汽车的平顺性C C 采用断开式车桥，可以降低发动机位置，降低整车重心采用断开式车桥，可以降低发动机位置，降低整车重心采用断开式车桥，可以降低发动机位置，降低整车重心采用断开式车桥，可以降低发动机位置，降低整车重心D D 车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性2 类型类型横臂式横臂式横臂式横臂式纵臂式纵臂式纵臂式纵臂式单斜臂式单斜臂式单斜臂式单斜臂式烛式烛式烛式烛式麦弗逊式麦弗逊式麦弗逊式麦弗逊式单横臂式单横臂式单横臂式单横臂式双横臂式双横臂式双横臂式双横臂式(等长等长等长等长/不等长不等长不等长不等长)单纵臂式单纵臂式单纵臂式单纵臂式双纵臂式双纵臂式双纵臂式双纵臂式3 横向稳定器横向稳定器第五第五节节 独立独立悬悬架架1 优优点点A 两两侧车轮侧车轮可以可以单单独运独运动动互不影响互不影响B 第六节第六节 主动悬架和半主动悬架主动悬架和半主动悬架1 主动悬架主动悬架(图图)1.1 1.1 作用作用作用作用根据汽车的运动和路面状况根据汽车的运动和路面状况根据汽车的运动和路面状况根据汽车的运动和路面状况,适时地调节悬架的刚度和阻尼适时地调节悬架的刚度和阻尼适时地调节悬架的刚度和阻尼适时地调节悬架的刚度和阻尼1.2 1.2 组成组成组成组成执行机构执行机构执行机构执行机构+测量系统测量系统测量系统测量系统+控制系统控制系统控制系统控制系统+能源系统能源系统能源系统能源系统2 半主动悬架半主动悬架(图图)不改变悬架的刚度不改变悬架的刚度不改变悬架的刚度不改变悬架的刚度,而只调节悬架的阻尼而只调节悬架的阻尼而只调节悬架的阻尼而只调节悬架的阻尼有级式半主动悬架有级式半主动悬架有级式半主动悬架有级式半主动悬架无级式半主动悬架无级式半主动悬架无级式半主动悬架无级式半主动悬架第六第六节节 主主动悬动悬架和半主架和半主动悬动悬架架1 主主动悬动悬架架(图图)1.1 作用根作用根图图 悬架悬架示意图示意图前后悬架前后悬架图图 悬悬架示意架示意图图前后前后悬悬架架图图 悬架示意悬架示意图图 悬悬架示意架示意图图 前后悬架前后悬架图图 前后前后悬悬架架图图 非独立悬架非独立悬架动画演示动画演示图图 非独立非独立悬悬架架动动画演示画演示图图 独立悬架独立悬架动画演示动画演示图图 独立独立悬悬架架动动画演示画演示图图 单片弹簧钢板单片弹簧钢板图图 单单片片弹弹簧簧钢钢板板图图 多片弹簧钢板多片弹簧钢板两副钢两副钢板弹簧板弹簧图图 多片多片弹弹簧簧钢钢板两副板两副钢钢图图 两副弹簧钢板两副弹簧钢板图图 两副两副弹弹簧簧钢钢板板图图 螺旋螺旋图图 螺旋螺旋图图 圆锥形螺旋弹簧圆锥形螺旋弹簧图图 圆锥圆锥形螺旋形螺旋弹弹簧簧图扭杆弹簧图扭杆弹簧图图扭杆扭杆弹弹簧簧图图 囊式囊式实物图实物图图图 囊式囊式实实物物图图图囊式实物图图囊式实物图图图囊式囊式实实物物图图图图 膜式膜式与囊式相比：弹性曲线更理想，振动频率更低，尺寸更小与囊式相比：弹性曲线更理想，振动频率更低，尺寸更小与囊式相比：弹性曲线更理想，振动频率更低，尺寸更小与囊式相比：弹性曲线更理想，振动频率更低，尺寸更小图图 膜式与囊式相比：膜式与囊式相比：弹弹性曲性曲线线更理想，振更理想，振动频动频率更低，尺寸更小率更低，尺寸更小图图 单气室单气室图图 单单气室气室图图 双气室双气室图图 双气室双气室图图 两级压力式油气两级压力式油气图图 两两级压级压力式油气力式油气图图 橡胶弹簧橡胶弹簧图图 橡胶橡胶弹弹簧簧图减振器图减振器图图减振器减振器图图 双向筒式双向筒式组成组成活塞杆活塞杆活塞杆活塞杆/活塞活塞活塞活塞+工作缸工作缸工作缸工作缸+伸张阀伸张阀伸张阀伸张阀4+4+补偿阀补偿阀补偿阀补偿阀7+7+流通阀流通阀流通阀流通阀8 8等等等等压缩阀压缩阀压缩阀压缩阀6+6+工作过程工作过程压缩行程压缩行程压缩行程压缩行程:活塞下移活塞下移活塞下移活塞下移,下腔油压升高下腔油压升高下腔油压升高下腔油压升高,推开流通阀推开流通阀推开流通阀推开流通阀,油油油油液流入上腔液流入上腔液流入上腔液流入上腔,由于活塞杆占有一部分容积由于活塞杆占有一部分容积由于活塞杆占有一部分容积由于活塞杆占有一部分容积,使得下腔的一部分油液顶开压缩阀使得下腔的一部分油液顶开压缩阀使得下腔的一部分油液顶开压缩阀使得下腔的一部分油液顶开压缩阀伸张行程伸张行程伸张行程伸张行程:活塞上移活塞上移活塞上移活塞上移,上腔油压升高上腔油压升高上腔油压升高上腔油压升高,推开伸张阀推开伸张阀推开伸张阀推开伸张阀,油油油油液流入下腔液流入下腔液流入下腔液流入下腔,由于活塞杆占有一部分容积由于活塞杆占有一部分容积由于活塞杆占有一部分容积由于活塞杆占有一部分容积,使得储油缸的油液顶开补偿阀使得储油缸的油液顶开补偿阀使得储油缸的油液顶开补偿阀使得储油缸的油液顶开补偿阀各阀预紧力情况各阀预紧力情况流通阀流通阀流通阀流通阀 压缩阀压缩阀压缩阀压缩阀 补偿阀补偿阀补偿阀补偿阀 伸张阀伸张阀伸张阀伸张阀图图 双向筒式双向筒式组组成活塞杆成活塞杆/活塞活塞+工作缸工作缸+伸伸张阀张阀4+补偿阀补偿阀 图图 双向筒式双向筒式 图图 双向筒式双向筒式 图图 双向筒式双向筒式 图图 双向筒式双向筒式图图 钢板非独立悬架钢板非独立悬架图图 钢钢板非独立板非独立悬悬架架图图 螺旋非独立悬架螺旋非独立悬架图图 螺旋非独立螺旋非独立悬悬架架图图空气弹簧式空气弹簧式实物图实物图图图空气空气弹弹簧式簧式实实物物图图图图空气弹簧式空气弹簧式实物图实物图图图空气空气弹弹簧式簧式实实物物图图图图单横臂式单横臂式单横臂式单横臂式工作演示工作演示工作演示工作演示车轮平面车轮平面车轮平面车轮平面会发生倾会发生倾会发生倾会发生倾斜斜斜斜,破坏破坏破坏破坏轮胎和地轮胎和地轮胎和地轮胎和地面的附着面的附着面的附着面的附着,轮胎磨损轮胎磨损轮胎磨损轮胎磨损较严重较严重较严重较严重图单图单横臂式工作演示横臂式工作演示车轮车轮平面会平面会发发生生倾倾斜斜,破坏破坏轮轮胎和地面的附着胎和地面的附着,图图双横臂式双横臂式双横臂式双横臂式工作演示工作演示工作演示工作演示车轮平面车轮平面车轮平面车轮平面不会发生不会发生不会发生不会发生倾斜倾斜倾斜倾斜,但但但但轮距发生轮距发生轮距发生轮距发生明显变化明显变化明显变化明显变化图图双横臂式工作演示双横臂式工作演示车轮车轮平面不会平面不会发发生生倾倾斜斜,但但轮轮距距发发生明生明显变显变化化图图双横臂不等长式双横臂不等长式双横臂不等长式双横臂不等长式实物图实物图工作演示工作演示两臂长度选两臂长度选两臂长度选两臂长度选择适当时择适当时择适当时择适当时,轮轮轮轮距和定位角距和定位角距和定位角距和定位角不发生太大不发生太大不发生太大不发生太大变化变化变化变化图图双横臂不等双横臂不等长长式式实实物物图图工作演示两臂工作演示两臂长长度度选选图图双横臂不等长式双横臂不等长式双横臂不等长式双横臂不等长式实物图实物图工作演示工作演示图图双横臂不等双横臂不等长长式式实实物物图图工作演示工作演示图图单纵臂单纵臂单纵臂单纵臂工作演示工作演示工作演示工作演示不适合用于转向轮不适合用于转向轮不适合用于转向轮不适合用于转向轮图单纵图单纵臂工作演示不适合用于臂工作演示不适合用于转转向向轮轮图图双纵臂双纵臂双纵臂双纵臂图图双双纵纵臂臂图图单斜臂单斜臂单斜臂单斜臂图单图单斜臂斜臂图图烛式烛式烛式烛式有专门的主销有专门的主销,但主但主销承受全部的侧向力销承受全部的侧向力,磨损严重磨损严重动作演示动作演示图烛图烛式有式有专门专门的主的主销销,但主但主动动作演示作演示图图麦弗逊式麦弗逊式麦弗逊式麦弗逊式实物图实物图图图麦弗麦弗逊逊式式实实物物图图图图麦弗逊式实物图麦弗逊式实物图麦弗逊式实物图麦弗逊式实物图工作演示工作演示工作演示工作演示图图麦弗麦弗逊逊式式实实物物图图工作演示工作演示图图横向稳定器横向稳定器图图横向横向稳稳定器定器半主动悬架半主动悬架(图图)阀门放大阀门放大半主半主动悬动悬架架(图图)阀门阀门放大放大阀门放大图阀门放大图阀门阀门放大放大图图主动悬架主动悬架(图图)主主动悬动悬架架(图图)
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