第8章悬架.ppt

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1、第8讲 悬架 功用：功用：连接车桥与车架，并传递二者之间的相互作连接车桥与车架，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。用力，减小振动，保证汽车的正常行驶。组成：组成：减震器减震器加快振动的衰弱。加快振动的衰弱。弹性元件弹性元件承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击导向装置导向装置传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车传递纵向力、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。轮相对于车身有正确的运动关系。概述第8讲 悬架 分类独立悬架：每一侧车轮独立悬架：每一侧车轮单独通过悬架与车架相单独通过悬架与车架相连，每个车轮能独立上连，每个车轮能独

2、立上下跳动而互不影响。下跳动而互不影响。非独立悬架：非独立悬架：左右车左右车轮安装在轮安装在 一根整体车一根整体车桥两端，车桥则通过弹桥两端，车桥则通过弹性元件与车架相连。性元件与车架相连。车桥弹性元件性元件车架架断开式断开式车桥第8讲 悬架 弹性元件与典型悬架弹性元件与典型悬架钢板弹簧钢板弹簧 作用：作用：既有弹性元件的作用，又可起到导既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。向和减振作用。结构：结构：钢板板弹簧簧套管套管螺栓螺栓螺母螺母中心螺栓中心螺栓卷耳卷耳弹簧簧夹第8讲 悬架 单片弹簧和少片弹簧单片弹簧和少片弹簧特点：特点：断面尺寸延长度方向变化；断面尺寸延长度方向变化；减轻重量，节

3、约材料。减轻重量，节约材料。第8讲 悬架 钢板弹簧的安装非独立悬架非独立悬架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。第8讲 悬架 板簧与车架板簧与车架的连接的连接第8讲 悬架 螺旋弹簧螺旋弹簧制造：制造：用弹簧钢棒料卷制而成。用弹簧钢棒料卷制而成。特点：无需润滑、抗污染、安装所需空间特点：无需润滑、抗污染、安装所需空间小、质量轻。小、质量轻。性能：性能：没有减振作用，必须另加减震器。没有减振作用，必须另加减震器。用途：轿车前轮独立悬架用途：轿车前轮独立悬架第8讲 悬架 应用：应用：桑塔纳轿车的前悬架麦麦弗弗逊

4、式式独独立立弹簧簧悬架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。第8讲 悬架 油气弹簧油气弹簧特点：特点：以空气和油液作为以空气和油液作为工作介质。具有可工作介质。具有可变刚度特性，需加变刚度特性，需加装导向装置和减振装导向装置和减振器器油气不分割式油气不分割式油气分隔式油气分隔式第8讲 悬架 气体弹簧气体弹簧特点：特点：体积小、寿体积小、寿命长、弹簧命长、弹簧刚性可变；刚性可变；结构复杂，结构复杂，制造成本高制造成本高囊式气体弹簧膜式气体弹簧第8讲 悬架 扭杆弹簧扭杆弹簧功用：功用：当车轮跳动当车轮跳动时，摆臂便绕着扭时，摆臂便绕着扭

5、杆轴线摆动，使扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转变形，杆产生扭转变形，以保证车轮与车架以保证车轮与车架弹性连接。弹性连接。特点：质量小、不特点：质量小、不需润滑、保养维修需润滑、保养维修简便简便安装：左右不可装安装：左右不可装反。反。摆臂臂扭杆扭杆第8讲 悬架 扭杆弹簧的装配摆臂臂扭杆扭杆将扭杆的固将扭杆的固定端定端转过一一个角度，个角度，则摆臂的初始臂的初始位置将改位置将改变，可借此可借此调节车身的高度。身的高度。特点：特点：质量小，量小，不需不需润滑滑第8讲 悬架 减振器减振器功用：功用：加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性。的平顺性。原理：原理：

6、当汽当汽车振振动时，减振，减振器壳体内的油液反复从一个内器壳体内的油液反复从一个内腔通腔通过一些窄小的空隙流入另一些窄小的空隙流入另一内腔，同一内腔，同时，摩擦力便把振，摩擦力便把振动能量能量转化化为热能，被油液、能，被油液、减振器吸收后散失到大气中。减振器吸收后散失到大气中。弹性元件性元件减震器减震器车架架半半轴第8讲 悬架 性能要求性能要求在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，以在悬架压缩行程内，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。便充分利用弹性元件的弹性，缓和冲击。在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅速减振。速减振。在车桥

7、与车架相对速度过大时，减振器应当能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。一定限度之内，避免过大的冲击载荷。第8讲 悬架 分类双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器 单向作用筒式减振器（伸张行程）单向作用筒式减振器（伸张行程）第8讲 悬架 双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器结构：结构：伸伸张阀流通流通阀压缩阀补偿阀活塞杆活塞杆防防尘罩罩活塞活塞储油油钢桶桶导向座向座第8讲 悬架 工作原理工作原理压缩行程：压缩行程：车轮靠近车架车轮靠近车架容积减少，油压容积减少，油压升高，油液打

8、开升高，油液打开流通阀流通阀，经过流，经过流通阀流入上腔。通阀流入上腔。由于上腔容积由于上腔容积被活塞杆用去被活塞杆用去部分空间，所部分空间，所以油液一部分以油液一部分油液打开油液打开压缩压缩阀阀流入储油缸流入储油缸由于各阀门的节由于各阀门的节流作用，便造成流作用，便造成对悬架压缩运动对悬架压缩运动的阻力，使振动的阻力，使振动能量衰减。能量衰减。第8讲 悬架 伸张行程伸张行程 车轮下跳，减振器受车轮下跳，减振器受拉伸活塞上移拉伸活塞上移上腔容上腔容积减少，减少，油油压升高，油液升高，油液推开推开伸伸张阀，流，流入下腔。入下腔。由于活塞杆占去一由于活塞杆占去一定空定空间，所以自上，所以自上腔流入

9、的油液不足腔流入的油液不足以充以充满下腔容下腔容积的的增加。增加。储油缸中油油缸中油液推开液推开补偿阀流入流入下腔下腔补充。充。由于各由于各阀门的的节流流作用，便造成作用，便造成对悬架伸架伸张运运动的阻力，的阻力，使振使振动能量衰减。能量衰减。第8讲 悬架 减振器工作过程减振器工作过程伸张阀弹簧的刚度和预紧伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大，在同样力比压缩阀的大，在同样油压作用下，油压作用下，伸张行程伸张行程产产生阻尼力远生阻尼力远大于大于压缩行程压缩行程的阻尼力。的阻尼力。第8讲 悬架 非独立悬架v特点：结构简单、工作可靠v应用：货车、客车的前后悬架，轿车后悬架v举例：板簧非独立悬架（单个

10、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）第8讲 悬架 一、纵置板簧式非独立悬架 板簧式非独立悬架主要由钢板弹簧和减振器组成。第8讲 悬架 第8讲 悬架 二、螺旋弹簧非独立悬架 螺旋弹簧非独立悬架由螺旋弹簧、减振器、纵向推力杆和横向推力杆组成。常用于轿车的后悬架。第8讲 悬架 三、空气弹簧非独立悬架 空气弹簧非独立悬架主要由囊式空气弹簧、压气机、车身高度调节控制阀、控制杆等组成。采用空气弹簧悬架容易实现车身高度的自动调节。第8讲 悬架 四、油气弹簧非独立悬架油气弹簧非独立悬架主要由油气弹簧（兼起减振器作用）、横向推力杆、纵

11、向推力杆等组成，推力杆起导向和传力的作用。第8讲 悬架 独立悬架v类型：横臂式独立悬架 纵臂式独立悬架 烛式悬架车轮沿固定不动的主销上下移动，所以悬架变形时，主销定位角不变，但因主销承受侧向力，磨损严重。麦弗逊式悬架广泛用于FF轿车的前悬架第8讲 悬架 独立悬架具有以下优点：1）两侧车轮可以单独运动互不影响；2）减小了非簧载质量，有利于汽车的平顺性；3）采用断开式车桥，可以降低发动机位置，降低整车重心；4）车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性。第8讲 悬架 一、横臂式独立悬架 车轮在汽车横向平面内摆动的悬架 第8讲 悬架 1单横臂式独立悬架 其特点是当悬架变形时，车轮平面将产生倾斜而

12、改变两侧车轮与路面接触点间的距离轮距，致使轮胎相对于地面侧向滑移，破坏轮胎和地面的附着。此外，这种悬架用于转向轮时，会使主销内倾角和车轮外倾角发生较大的变化，对于转向操纵有一定影响，故目前在前悬架中很少采用。第8讲 悬架 2双横臂式独立悬架 1）两摆臂等长的悬架 第8讲 悬架 2）两摆臂不等长的悬架 第8讲 悬架 两摆臂不等长的双横臂独立悬架广泛应用于中高级轿车。第8讲 悬架 二、纵臂式独立悬架 车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架 第8讲 悬架 1单纵臂式独立悬架 如果转向轮采用单纵臂式独立悬架，车轮上下跳动将使主销后倾角产生很大变化。因此，单纵臂式独立悬架一般多用于不转向的后轮。按车轮运动形式分

13、类，富康轿车的后悬架属于单纵臂式扭杆弹簧独立悬架。第8讲 悬架 2双纵臂式独立悬架 双纵臂式独立悬架的两个纵臂长度一般做成相等，形成平行四连杆机构。车轮上下跳动时，主销的后倾角保持不变，这种形式的悬架适用于转向轮。第8讲 悬架 三、车轮沿主销移动的悬架烛式悬架和麦弗逊式悬架（也称滑柱连杆式悬架）车轮沿主销移动的悬架。第8讲 悬架 1烛式悬架 其优点是当悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅轮距、轴距稍有改变；有利于汽车的转向操纵性和行驶稳定性。缺点是侧向力全部由套筒和主销承受，二者间的摩擦阻力大，磨损严重。因此，这种结构形式目前很少采用。第8讲 悬架 2麦弗逊式悬架 麦弗逊式悬架是目前前置前

14、驱动轿车和某些轻型客车应用比较普遍的悬架结构形式。筒式减振器为滑动立柱，横摆臂的内端通过铰链与车身相连，外端通过球铰链与转向节相连。减振器的上端与车身相连，减振器的下端与转向节相连，车轮所受的侧向力大部分由横摆臂承受，其余部分由减振器活塞和活塞杆承受。筒式减振器上铰链的中心与横摆臂外端球铰链中心的连线为主销轴线，此结构也为无主销结构。第8讲 悬架 第8讲 悬架 第8讲 悬架 第8讲 悬架 四、单斜臂式独立悬架 车轮在汽车的斜向平面内摆动的悬架。第8讲 悬架 单斜臂式独立悬架的结构介于单横臂和单纵臂之间，多用于后轮驱动汽车的后悬架上。第8讲 悬架 第8讲 悬架 横向稳定杆v横向稳定器主要由U形横

15、向稳定杆、连接杆和支座组成，支座固定在车身上，稳定杆两端通过连杆与下摆臂相连。当车身只作垂直移动而两侧悬架变形相等时，横向稳定杆在支座的套筒内自由转动，横向稳定杆不起作用。当两侧悬架变形不等而车身相对于路面横向倾斜时，稳定杆一端向上运动，另一端向下运动，从而被扭转。弹性稳定杆所产生的扭转内力矩妨碍了悬架弹簧的变形，因而减小了车身的横向倾斜和横向角振动。v作用：当车身两侧悬架变形引起横向变形和角振动时，稳定杆扭转产生内力矩，阻碍悬架的变形，从而减小车身的横向倾斜和角振动。v用途：轿车的车桥第8讲 悬架 第8讲 悬架 多轴汽车的平衡悬架 如果多轴车辆的全部车轮都是单独地刚性悬挂在车架上，在不平道路

16、上行驶时将不能保证所有车轮同时接触地面。当使用弹性悬架而道路不平度较小时，虽然不一定会出现车轮悬空现象，但各个车轮间垂直载荷的分配比例会有很大改变。当车轮垂直载荷变小甚至为零时，车轮对地面的附着力随之变小甚至为零。转向车轮遇此情况将使汽车操纵能力大大降低以致失去操纵；驱动车轮遇此情况将不能产生足够的驱动力。此外，还会使其他车桥及车轮有超载的危险。全部车轮采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面的良好接触，但将使汽车结构变得复杂，对于全轮驱动的多轴汽车尤其是如此。第8讲 悬架 多轴汽车的平衡悬架 如果将两个车桥（如三轴汽车的中桥与后桥）装在平衡杆的两端，而将平衡杆的中部与车架作铰链式连接，一个车桥抬

17、高将使另一车桥下降。由于平衡杆两臂等长，使两个车桥上的垂直载荷在任何情况下都相等，这种能保证中后桥车轮垂直载荷相等的悬架称为平衡悬架。第8讲 悬架 1等臂式平衡悬架 等臂式平衡悬架是三轴和四轴越野汽车上普遍采用的一种平衡悬架结构形式。钢板弹簧的两端自由地支承在中、后桥半轴套管上的滑板式支架内。这样，钢板弹簧便相当于一根等臂平衡杆，它以悬架心轴为支点转动，从而可保证汽车在不平道路上行驶时，各轮都能着地，且使中、后桥车轮的垂直载荷平均分配。第8讲 悬架 2摆臂式平衡悬架 摆臂式平衡悬架主要用于62的货车上。这种货车的结构特点是前桥为转向桥，中桥为驱动桥，后桥是可以升降的支持桥。当汽车在轻载或空载行驶时，可操纵举升油缸，通过杠杆机构将后轮（支持轮）举起，使62汽车变为42汽车。这不仅可减少轮胎的磨损和降低油耗，同时还可以增加空车行驶时驱动轮上的附着力。为适应这种汽车总体布置的需要，中（驱动）桥和后（支持）桥就有必要采用摆臂式平衡悬架。中桥的悬架采用普通纵置半椭圆钢板弹簧，后吊耳不与车架相连接，而是与摆臂的前端相连。摆臂轴支架固定在车架上。摆臂的后端与汽车的后桥（支持桥）相连。左、右后支持轮之间没有整轴联系。第8讲 悬架 电控汽车悬架v作用：通过ECU主动调节悬架刚度和阻尼系数，以适应不同行驶工况的需要，提高操纵稳定性、舒适性、平顺性。v类型：半主动悬架系统 全主动悬架系统