钢板弹簧悬架分析

钢板悬架系统悬架系统的结构和工作原理SU-21. 钢板弹簧悬架系统概述2. 主要部件3. 与悬架相关的车桥定位参数前钢板弹簧悬架系统 SU-31. 悬架结构和参数2. 悬架维修标准3. 悬架拧紧扭矩4. 悬架的检查和更换后钢板弹簧悬架系统 SU-121. 悬架结构和参数2. 悬架维修标准3. 悬架拧紧扭矩4. 悬架的检查和更换常见故障分析及措施 SU-181悬架系统的结构和工作原理1. 钢板弹簧悬架系统概述钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种结构形式。它是有若干片等宽度但不等长的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。板簧除了有常见的等厚多片弹簧之外，还有少片变截面弹簧，以及主片为钢板弹簧、其余为符合材料的板簧。主要特点是结构简单、可靠。但由于板簧刚度不宜设计得很低，加之片间有摩擦阻力，汽车平顺性相对较差。另外，在制动或驱动力矩作用下，容易引起车桥转矩震动。为了减少弹簧片间摩擦，以消除震动噪声， 在弹簧片间加入塑料减摩垫片。 为了控制车桥的扭转震动， 有时把减震器布置在车桥前、后侧，或采用非对称弹簧。2. 主要部件减振器减振器是产生阻尼的主要元件，其作用是迅速衰减汽车振动，增强车轮与路面附着性能，减少汽车因惯性力引起的车身倾角变化。减振器还能够降低车身部分的动载荷。双筒式减振器在拉伸（或压缩）时，工作缸内油液流经复原阀（或压缩阀）产生复原阻力（或压缩阻力） 。双筒减振器的压缩阻力由于结构特点，不可能很大。而且，高速运动时阻力不稳定，容易产生液流噪声。1) 减振器的结构减震器由三筒及四阀组成 。三筒：防尘罩，工作缸，贮液缸；四阀：进油阀，回油阀，压缩阀，伸张阀；2) 减振器的工作原理减振器的作用原理是：当车架与车桥作往复相对运动时，减振器中的活塞在缸筒内也作往复运动，减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。孔壁与油液间的摩擦及液体分子内的摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被油液和减振器壳体所吸收，并散到大气中。3. 与悬架相关的车桥定位参数主销后倾角由于主销内倾角和车轮外倾角均决定于转向桥的结构，只有主销后倾角与前悬架相关。主销后倾角是指从车辆侧面看，转向主销与铅垂线的倾角，反映在地面上，就产生主销后倾拖距：在转向轮上，轮胎接地点中心和主销轴与地面交点之间的距离。主销后倾角大，后倾拖距就大，就有利于提高转向轮的回正力和直行稳定性，但转动方向盘时的转向力及保持力会加大。前悬架的安装尺寸和结构决定了主销后倾角。后桥主减的仰角为保证传动轴顺利地将发动机的动力平稳地传递到后桥主减，驱动汽车行驶，后桥主减的输入轴与地面有一个仰角，与发动机布置的对地面倾角相配合，以减小两万向节之间的夹角。该仰角由后桥与后悬架的连接及后悬架的安装尺寸和结构相关。2前钢板弹簧悬架系统1. 悬架结构和参数悬架系统总成1前钢板弹簧总成11上盖板 -前悬架16前吊耳衬套3左垫板总成 -前悬架12限位块 -前悬架17前板簧前支座10右垫板总成 -前悬架13U 形螺栓 -前悬架18前板簧后支座前减震器和横向稳定杆总成34前减震器总成13前稳定杆总成19吊杆支架总成8夹箍总成14吊杆总成悬架结构与数据前板簧总成型号12R107-2912010悬架形式非独立悬架弹簧形式纵置半椭圆多片钢板弹簧作用长度（ mm）1570宽度（ mm ）90片数10销套外径 /内径 X 长度 35/ 30X87.5减振器形式 89 双向液压筒式减振器前钢板弹簧总成：42.悬架维修标准项目名义尺寸维修标准修理极限磨损极限备注（ mm）（ mm ）（ mm）（ mm ）弹簧销和吊耳销外径30-29.5弹簧销和吊耳销衬套内径30-31.0弹簧销和衬套间隙-0.015-0.320-1.0吊耳销与衬套间隙-0.040-0.155-1.03.悬架拧紧扭矩项目拧紧力矩（ N M ）钢板弹簧中心螺栓（尺寸）90-110按 QC/T518-19995.6 级U 形螺栓M20X1.5 ： 196-294M22X1.5 ： 294-343M24X1.5 ： 343-392弹簧销及吊耳销锁止螺母（尺寸）5570横向稳定杆下销下销锁紧螺母（尺寸） Q341B20200250减振器上销锁紧螺母（尺寸）Q341B16140170前簧卡箍螺栓404554. 悬架的检查和更换拆下前钢板弹簧1) 将车辆的驻车制动控制阀手柄放置在制动位置，对车辆的悬架系统进行清洗，除去泥沙和油泥。用三角楔木塞住车辆后轮。2) 使用轮毂套筒扳手拧松轮鼓螺母。注意：所有车身左侧的的轮鼓螺母是左旋螺纹，所有车身右侧的轮鼓螺栓是右旋螺纹。3) 用安全支架支起前段车架4) 拆卸轮鼓螺栓和车轮用千斤顶顶起前桥注意：安装和拆卸车轮时，注意不要损伤到轮鼓螺栓的螺纹。5) 拆卸减振器a) 取下减振器下端的开口销，拧松并取下锁紧螺母。b) 从减振器上支架上取下开口销，拧松并取下锁紧螺母。c) 取下减振器。d) 检查稳定杆销和减振器销的磨损和损坏情况。6前 /FRONT6) 拆卸稳定杆拆下稳定杆吊架螺母和吊架抱箍，拆下吊架总成。卸下稳定杆销锁紧螺母，取下稳定杆销，卸下稳定杆总成。检查吊架抱箍内橡胶衬垫和吊耳支架橡胶垫圈的损坏情况。7)拆卸 U 形螺栓先松开 U 形螺栓螺母，然后取下U 形螺栓，盖板、缓冲块。注意：当采用气割枪切割U 形螺栓时（由于U 形螺栓锈死），不要让火焰朝向钢板弹簧或让火花喷溅到钢板弹簧上。8) 拆卸钢板弹簧用千斤顶顶起前轴，用安全支架支起车架，放下千斤顶，使弹簧处于自由状态，并保持此状态。a) 拆卸弹簧后端，卸下钢板弹簧后端固定螺栓。b)拆卸钢板弹簧后销,用紫铜和榔头将钢板销轻轻打出来。7c) 拆卸钢板弹簧前销固定螺栓，然后卸下钢板弹簧前销。d) 放下千斤顶，取下前钢板弹簧总成。e) 先拆下吊耳销固定螺栓，然后拆下吊耳销、吊耳。更换钢板销套和吊耳销套用铜棒将旧销套压出，更换新销套，将新的销套压入。更换簧片1) 拆下卡箍螺栓。警告当拆卸或安装钢板弹簧总成时，应小心操作，避免受到伤害。建议使用台虎钳或专用夹具夹紧钢板弹簧再进行分解。2) 用一个 C 形卡钳可靠地夹住弹簧中部。3) 拆下中心螺栓。4) 慢慢松开 C形卡钳，分开弹簧片。5) 从弹簧总成上拆下 C 形卡钳6) 检查每片弹簧的裂纹和其他损坏情况7) 测量簧片的磨损情况使用游标卡尺测量簧片的磨损情况，如果磨损量大于标准厚度的15%，请更换簧片。注意：如果发现其中一片弹簧损坏，建议更换整架钢板弹簧总成。因为如果只更换损坏的簧片，则其他簧片也会很快损坏。8) 清除簧片表面的铁锈，并在各片弹簧表面涂上石墨钙基润滑脂9) 用 C 形卡钳夹紧弹簧，拧紧弹簧中心螺栓和螺母810）在拧紧中心螺栓后，在螺栓和螺母的螺纹处进行冲铆，使其锁止。11）在卡箍上装上套管和螺栓并将螺母拧紧。12）在拧紧卡箍螺栓后，在螺栓与螺母旋合的螺纹处进行冲铆，使其锁止。检查1)应使用专门的测量仪器或工具来检查零件。 根据指定的维修标准表来判断零件是否可能继续使用。损坏零件按要求进行修理或更换，如果再配对零件中有一个被磨损，使间隙超过了所规定的间隙，按有关要求更换此零件以及其配对的零件。2) 有时从预防保养的观点出发，某些仍在修理或磨损极限范围内的零件，在超出极限之前就应更换。3) 通过肉眼或红色颜料渗透等指定的方法，仔细检查所有零件的外观。如果零件的外表面有以下异常现象，有关零件应按要求进行修理或更换4) 所有的橡胶件，如 O 形圈、油封、垫密片等在拆下来之后应抛弃，不应再使用。1) 检查减振器a) 检查减振器、减振器销和橡胶垫圈的损坏情况b) 检查减振器的功能，确认能正常拉伸和压缩，没有破损和漏油情况。2) 检查 U 形螺栓和吊耳的磨损和损坏情况。3) 检查橡胶限位块的损坏情况。4) 检查弹簧销和销套之间的间隙a) 使用螺旋测微器测量钢板弹簧销的外径，如果测量值小于维修标准，更换钢板弹簧销。b) 使用内径百分表，测量钢板弹簧销套的内径，如果测量值小于维修标准，更换钢板弹簧销套。5) 检查吊耳销和销套之间的间隙a) 使用螺旋测微器测量吊耳销的外径，如果测量值小于维修标准，更换吊耳销。b) 使用内径百分表，测量吊耳销套的内径，如果测量值小于维修标准，更换吊耳销套。9安装钢板弹簧总成在安装弹簧销和吊耳销时，在销和销套表面涂抹底盘润滑脂。1) 安装吊耳和吊耳销套。在吊耳销外表面和销套内表面涂抹少量润滑脂，使滑脂嘴螺纹孔朝向车架外侧，并使销上的横向切口与锁止螺栓的方向保持一致，然后用榔头借助紫铜棒将销慢慢打入，装上锁止螺栓并拧紧。装上滑脂嘴。严禁直接用榔头砸销轴。2) 将弹簧总成安放在适当的位置上，在钢板销外表面和销套内表面涂抹少量润滑脂，使滑脂嘴螺纹孔朝向车架外侧，并使销上的横向切口与锁止螺栓的方向保持一致，然后用榔头借助紫铜棒将销慢慢打入，装上锁止螺栓并拧紧。装上滑脂嘴。3) 安装 U 形螺栓。将 U 形螺栓、盖板、橡胶缓冲块、垫板、减振器下支架装到前轴上，用千斤顶举起前轴。拧紧U 形螺栓螺母。注意：安装垫板时，厚的一端应朝向车辆后侧。4) 用千斤顶将前轴顶起，然后将支在车架上的支撑架取掉，再放下千斤顶。安装减振器将减振器装到稳定杆销上，并按图装配好橡胶垫圈、平垫圈、锁紧螺母和开口销。 前 /F R O N T 安装减振器销，橡胶垫圈、平垫圈、锁紧螺母和开口销。10安装稳定杆安装车轮润滑给钢板弹簧销、吊耳销加注底盘润滑脂。11后钢板弹簧悬架系统1. 悬架结构和参数悬架系统总成4后减震器总成21限位块总成 -后悬架33减振器上支架5后钢板弹簧总成27U 形螺栓 -后悬架34后板簧前支座18吊耳带衬套总成28U 形螺栓 -后悬架35后板簧后支座悬架结构与数据后板簧总成型号11R107-2913010A悬架形式非独立悬架弹簧形式纵置半椭圆钢板弹簧作用长度（ mm）1650宽度（ mm ）100厚度（ mm ）X 片数182（ 12）销套外径 /内径 X 长度 40/ 35X97.5减振器形式 89 双向液压筒式减振器2. 悬架维修标准项目名义尺寸维修标准修理极限磨损极限备注（ mm）（ mm ）（ mm）（ mm ）弹簧销和吊耳销外径35-29.5弹簧销和吊耳销衬套内径35-36弹簧销和衬套间隙-0.015-0.320-1.0吊耳销与衬套间隙-0.040-0.155-1.0123. 悬架拧紧扭矩项目拧紧力矩（ N M ）钢板弹簧中心螺栓90110U 形螺栓350400弹簧销及吊耳销锁止螺母5570减振器下销固定螺母200250减振器上销固定螺母140170减振器螺杆锁紧螺母90120后簧卡箍螺栓40454. 悬架的检查和更换拆下后钢板弹簧1) 将车辆的驻车制动控制阀手柄放置在制动位置，对车辆的悬架系统进行清洗，除去泥沙和油泥。用三角楔木塞住车辆前轮。2) 使用轮毂套筒扳手拧松轮鼓螺母。注意：所有车身左侧的的轮鼓螺母是左旋螺纹，所有车身右侧的轮鼓螺栓是右旋螺纹。3) 用安全支架支起后段车架4) 拆卸轮鼓螺栓和车轮用千斤顶顶起后桥注意：安装和拆卸车轮时，注意不要损伤到轮鼓螺栓的螺纹。135) 拆卸减振器。开 U 型螺栓螺母，然后取下 U 型螺栓、盖板、底板。6) 拆卸弹簧的后端拆卸钢板弹簧的后固定螺栓拆卸钢板弹簧后销7) 拆下后钢板弹簧前销固定螺栓，然后卸后钢板弹簧前销8) 放下前斤顶，卸下后钢板弹簧，拆卸吊耳销固定螺栓，然后卸下吊耳销、吊耳。检查1) 应使用专门的测量仪器或工具来检查零件。根据指定的维修标准表来判断零件是否可能继续使用。损坏零件按要求进行修理或更换， 如果再配对零件中有一个被磨损， 使间隙超过了所规定的间隙，按有关要求更换此零件以及其配对的零件。2) 有时从预防保养的观点出发， 某些仍在修理或磨损极限范围内的零件，在超出极限之前就应更换。3) 通过肉眼或红色颜料渗透等指定的方法， 仔细检查所有零件的外观。 如果零件的外表面有以下异常现象，有关零件应按要求进行修理或更换4) 所有的橡胶件，如 O 形圈、油封、垫密片等在拆下来之后应抛弃，不应再使用。14后悬架钢板弹簧测量钢板弹簧每片的厚度，如果磨损量超过正常厚度的 15%，就应该进行更换。钢板弹簧总成维修与更换1) 拆下卡箍螺栓；2) 用一个 C 形卡钳可靠地夹住弹簧中部；警告当拆卸或安装钢板弹簧总成时，应小心操作， 避免受到伤害。建议使用台虎钳或专用夹具夹紧钢板弹簧再进行分解。3) 拆下中心螺栓；4) 慢慢地放松 C 形卡钳，分开弹簧片；5) 用中心螺栓，按弹簧片的顺序将弹簧片组装起来。注意：1) 在弹簧片的相对滑动摩擦面上涂上石墨钙基润滑脂；2) 用 C 形卡钳夹紧弹簧，拧紧弹簧中心螺栓和螺母。从弹簧总成上拆下 C 形卡钳在拧紧中心螺栓后，在螺栓和螺母的螺纹处进行冲铆，使其锁止。在卡箍上装上套管和螺栓并将螺母拧紧。在拧紧卡箍螺栓后，在螺栓与螺母旋合的螺纹处进行冲铆，使其锁止。15装配注意：1) 在装配前将弹簧衬套和吊耳衬套孔内涂一层润滑脂2) 将吊耳装到吊耳指支架上，然后将吊耳销打入，再装上锁止螺栓。注意：在打入吊耳销时，吊耳销上的沟槽应与锁止螺栓对准。将垫板、弹簧总成、盖板、橡胶缓冲块装到前轴上，用千斤顶举起前轴。将固定端支架孔与弹簧卷耳孔对准，并把弹簧销插入就位。注意：应使弹簧销的槽对准锁止。安装锁止螺栓。安装弹簧后端，装吊耳孔、弹簧卷耳孔及两边侧垫圈孔对准，并插入弹簧就位。再装上锁止螺栓。暂时装上U 形螺栓。用千斤顶将前轴升起，然后在车架上的支撑架取掉，再放下千斤顶，拧紧 U 形螺栓螺母。安装减振器。将减振器安装到上上支架上，然后再连接到下支架上。16SU-17安装车轮和轮胎，轮胎螺栓。17SU-18常见故障分析及措施序号状况故障原因处理措施1车辆颠簸钢板弹簧断更换钢板弹簧钢板弹簧裂纹或破损更换损坏的钢板弹簧超载减少载荷轮胎气压过高调整2车辆严重摇晃减振器失效更换减振器3转向沉重减振器断裂或漏油更换减振器4簧片在中心螺栓位置剪断U- 形螺栓松动或未拧紧按照规定力矩拧紧螺栓5有轻飘飘的感觉减震器失效更换减振器6悬架异响板簧断裂更换钢板弹簧板簧金属衬套磨损更换衬套减震器橡胶衬套损坏更换衬套减震器松动按规定扭矩拧紧板簧托架损坏更换U 型螺栓松动按规定扭矩拧紧横向稳定杆松动按规定扭矩拧紧板簧销却油脂加注油脂运动部件干涉调整7从路面周期性的顶起轮胎磨损更换车轮总成动平衡不良修正车轮动平衡18