汽车悬架的分类及内部结构.ppt

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1、第12章悬架,12.1概述定义：是车架（或车身）与车轿之间一切传力连接装置的统称。作用：1、缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力，保证乘坐舒适和货物完好；2、迅速衰减由于弹性系统引起的振动，传递垂直、纵向、侧向反力及其力矩；3、起导向作用，使车轮按一定轨迹相对车身运动。,一、组成弹性元件：承受并传递垂直载荷，缓和不平路面、紧急制动、加速和转弯引起的冲击或车身位置的变化；保持车架和车桥之间的弹性连接。减振器：衰减由于弹性系统引起的振动。导向装置：使车轮按一定运动轨迹相对车身运动，同时传递垂直力之外的各种力和力矩。,二、悬架种类按照控制形式不同分：被动式悬架和主动式悬架。按照汽车导向装置的不

2、同分：独立悬架和非独立悬架。,两侧车轮分别独立地与车架或车身弹性地连接，当一侧车轮受到冲击时，基运动不会直接影响到另一侧车轮。,独立悬架,两侧车轮安装于一整体式车桥上，车轮连同车桥一起通过弹性元件悬挂在车架或车身上。当一侧车轮受到冲击时会直接影响到另一侧车轮。,非独立悬架,12.2弹性元件,悬架采用的弹性元件常见有钢板弹簧、螺旋弹簧、空气弹簧和油气弹簧等。,1.钢板弹簧,1、定义：由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似等强度的梁。2、构造：1）主片和卷耳2）中心螺栓3）弹簧夹,特点：1）弹簧有足够的刚性使车桥适当定位，不需要导向装置；2）钢板之间的摩擦可以控制弹簧自身的振荡；3）适用

3、于重载，寿命长；4）由于片间摩擦，难以吸收路面的振动。,副钢板弹簧,2.螺旋弹簧,螺旋弹簧大多应用在独立悬架上，尤其是前轮独立悬架中。在有些轿车上后轮非独立悬架小也使用螺旋弹簧作为弹性元件,如图12.1所示。螺旋弹簧用弹簧钢料卷制而成，有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧两种。,特点：无须润滑，防污能力强；质量小，且单位质量的能量吸收率高；本身没有减振作用，须装设减振器；只能承受垂直载荷，须装设导向装置。,3.扭杆弹簧,扭杆弹簧用铬钒或硅锰合金并具有扭曲刚性的弹簧钢制成，扭杆断面如图12.6所示，常用的为圆形，少数是矩形或管状。为保护扭杆表面，可在其上涂抹环氧树脂，并包一层玻璃

4、纤维，再涂一层环氧树脂，最后，涂上沥青和防锈油漆，以防磨蚀和损坏表面从而提高扭杆弹簧的使用寿命,用铬钒或硅锰合金、具有扭曲刚性的弹簧钢制成的杆件。特点：结构简单，便于布置，维修简便；质量较轻，且单位质量的能量吸收率高；不需润滑；本身没有减振作用，须装设减振器；,4.气体弹簧,在密闭的容器内装入压缩气体，利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。气体弹簧的刚度是可变的：随着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，其刚度也随之增加；载荷减少，刚度也随空气压力降低而下降。主要有空气弹簧和油气弹簧两种。,囊式,膜式,1)、空气弹簧,2)、油气弹簧,载荷增加：活塞上移，工作缸油压升高，打开阻尼阀进入球形室下部，推动

5、隔膜向气室方向移动，气室压力升高，弹簧刚度增加；载荷减小：气室内的高压氮气伸涨，隔膜下移，油液通过阻尼阀流回工作缸，活塞下移使油压降低，同时气室容积变大压力下降，弹簧刚度降低。,特点：1）只能承受垂直载荷，须装横向推力杆和纵向等导向装置；2）在满载和空载时都具有良好的行驶平顺性；3）体积小，质量轻；4）对气体的密封性要求高，且维修麻烦；5）对空气弹簧，需要使用控制阀、压缩机等，结构复杂。,12.3减振器,悬架系统中的弹性元件受冲击会相应产生振动，因此需要在悬架中与弹性元件并联安装减振器。作用：衰减车架和车身振动，提高汽车行驶的平顺性。,一、概述,基本工作原理：当车架与车桥间出现相对运动时，减振

6、器内的活塞上下移动，减振器油液反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦消耗振动的能量，使其转化为热能，散发到大气中。,要求：1、在悬架压缩行程中，减振器阻尼力应较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。2、在悬架伸张行程中，减振器阻尼力应较大，以迅速衰减振动；3、当车架或车身与车桥间的相对运动速度过大时，减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免车架或车身承受过大的冲击载荷。,。,类型：按工作原理分：单向作用式和双单向作用式。按结构分：双筒式和单筒式。按工作介质分：液压式和充气式。,二、双向作用筒式减振器,2、工作过程1）压缩

7、行程活塞下移，下腔容积减小，油压升高。油液经流通阀流入上腔；上腔被活塞杆占去了一部分空间，使上腔增加的容积小于下腔减小的容积，另一部分油液推开压缩阀，流回储油缸。油液通过阀孔时所形成的节流作用就产生了对悬架压缩运动的阻尼作用。,2）伸张行程活塞上移，上腔油压升高，流通阀关闭，上腔内的油液压开伸张阀流入下腔。活塞杆的存在，使上腔流来的油液不足以充满下腔增加的容积，下腔产生真空度，储油缸中的油液推开补偿阀流进下腔进行补充。,12.4非独立悬架,非独立悬架由于结构简单，工作可靠，被广泛用于一般货车和客车的悬架上，而用在轿车上往往只作为后悬架。最为常见的是用钢板弹簧做非独立悬架的弹性元件，也有采用螺旋

8、弹簧做非独立悬架的弹性元件的。,特点：结构简单，易于维修，寿命长，适合重载；转弯时车身倾斜度小，车轮定位几乎不变，轮胎磨损较小；左右车轮的运动相互影响，容易产生跳动和摇摆现象。,一、钢板弹簧式非独立悬架,悬架中部:用两个U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上；悬架前端为固定铰链，也叫固定吊耳。后端卷耳：活动吊耳减振器:上吊环与车架连，下吊环与车桥连。,滑板式,变刚度的钢板弹簧载荷增大，副簧起作用,渐变刚度的钢板弹簧,副簧位于主簧下面，随载荷增大，副簧逐渐起作用。改善平顺性,二、螺旋弹簧非独立悬架,螺旋弹簧非独立悬架常用于轿车的后悬架，由于使用螺旋弹簧作为弹性元件，仅能受垂直载荷，因此，其悬架系统需要安

9、装导向装置和减振器。,12.5独立悬架,1、优点：1）在悬架弹性元件一定的变形范围内，两侧车轮的的运动互不影响，减小振动，防止转向轮偏转；2）汽车的非簧载质量小，提高行驶的平顺性；3）发动机总成的位置降低和前移，使汽车质量下降，提高行驶的稳定性。,2、类型：,一、横臂式独立悬架,1、单横臂式轮距变；主销内倾和前轮外倾变化。,2、双横臂式等臂长：轮距变；不等臂长：变化小,不等臂长双横臂式独立悬架,不等臂长双横臂式独立悬架,二、纵臂式独立悬架,纵臂式独立悬架有单纵臂式和双纵臂式两种。,1单纵臂式独立悬架,单纵臂式独立悬架不能用于转向桥，因为在车轮跳动时主销后倾角变化很大。,2双纵臂式独立悬架,转向

10、节与两个纵摆臂作铰链式连接，纵臂通过纵臂轴扭杆弹簧连接，扭杆弹簧内端固定在车架上。车轮所受的纵向力、侧向力及力矩由车架上的管状横梁传递给车架。这种悬架的两个纵摆臂一般长度相等，形成平行四连杆机构，因此车轮上下跳动时车轮的定位参数保持不变，可用作转向桥。,3单斜臂式独立悬架,单斜臂式独立悬架，其特点是：当车轮上下跳动时，摆臂的摆动轴线5与车轴2轴线斜交叉，故称为单斜臂式独立悬架。选择好摆臂的摆动轴线与车轴轴线的夹角，可使这种悬架接近单横臂式或单纵臂式独立悬架，兼有两者的特点，适用于轿车的后悬架。,兼有单横臂和单纵臂的特点,三、车轮沿主销轴线移动的独立悬架,1、烛式车轮沿固定不动的主销轴线移动轮距

11、、轴距稍有变化；主销、车轮的倾角不变,2、麦弗逊式车轮沿摆动的主销轴线移动主销；车轮的倾角、轮距都有变化,四、横向稳定器,现代轿车悬架很软，即固有频率很低。汽车高速行驶转弯时，车身会产生较大的侧向倾斜和侧向角振动。为了提高悬架的侧倾角刚度，减小侧倾，常在悬架中加设稳定器。如图12.27所示，为杆式横向稳定器。,当两侧悬架变形不等，车身相对路面发生侧向倾斜时，弹性的稳定杆产生扭杆内力矩阻碍悬架弹簧的变形，从而减小了车身的侧倾和侧向角振动。,12.6悬架系统的检修,悬架技术状况变差，使汽车的冲击载荷变大，加剧了零件的磨损，影响汽车的行驶平顺性和操纵的可靠性。悬架的主要损耗形式是弹簧弹力下降、弹簧断

12、裂和减振器失效。,1、非独立悬架的检修非独立悬架的检修主要是弹性元件和减振器的检修1）弹性元件的检修（1）钢板弹簧的检修（2）螺旋弹簧的检修2）减振器的检查,2独立悬架的检修独立悬架常用在汽车的前桥上，独立悬架的检修包括弹性元件、减振器、横向稳定杆等的检修。其弹性元件多为螺旋弹簧，因在非独立悬架的检修中已涉及螺旋弹簧和减振器的检修故不再重复。其检修内容是：1）前减振器悬架轴承主橡胶挡块的检查）副车架、横向稳定杆和梯形臂的检查,12.7悬架系统的故障诊断,1、非独立悬架系统的常见故障非独立悬架系统的常见故障是车身倾斜、异响等。）车身倾斜2）异响,2、独立悬架的常见故障独立悬架系统的常见故障是车身倾斜、异响、前轮异常磨损等。）车身倾斜2）异响,