第十一章悬架.doc

无锡职业技术学院备课纸第十一章 悬架 概述一、定义：车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称二、功用①． 保证车轮与地面的附着；②． 传递载荷（车轮与车架间）；③． 缓和冲击，衰减振动；④． 保持行驶中车轮、车身运动姿态三、组成弹性元件（缓和冲击）、减振器（阻尼元件）、导向机构、横向稳定器四、悬架系统的固有频率其中，M：悬架簧载质量（sprung mass/weight）被悬挂系统支承的所以汽车零件的质量补充：非簧载质量：簧下质量，不是由悬挂系统支承的那些汽车部件质量，而是直接由轮胎和车轮总成支承，并随车轮一起运动的这部分的质量C：，悬架刚度（不一定等于弹性元件的刚度），指使车轮中心相对于车架和车身向上移动的单位距离（悬架产生单位垂直压缩变形）所需加于悬架上垂直载荷悬架垂直变形（挠度）人习惯的垂直振动频率是步行时身体上下运动的频率，约为1~1.6Hz人最敏感的加速度频率范围：垂直振动频率：4~8 Hz，水平振动频率：2 Hz以下① 当MC，这样才能保证n为常数，悬架为变刚度悬架② 根据，若C为一定，故M，则n说明空车行驶车身自然振动频率比满载行驶时的要高③ M一定时，C越小，n越低，但垂直变形越大。

五、悬架分类按结构特征分：非独立悬架（两侧车轮由一整体式车桥相连，车轮和车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架下面）、独立悬架（每一侧的车轮单独地通过弹性悬架悬挂在车架下，车桥是断开的）从弹性元件分：螺旋弹簧悬架、钢板弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、气体弹簧悬架；被动悬架、半主动悬架、主动悬架（根据使用状态，固定和调整悬架参数，一般由电脑改变刚度和阻尼）第二节 减振器一、液力减振器的基本原理：（P198图21-3）当车架和车桥做往复运动时，而活塞在缸筒内往复移动时，减振器壳内的油液反复从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一腔，孔壁与油液间的摩擦与液体分子内摩擦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吸收，散到大气中二、对减振器的要求：① 在悬架压缩行程（车桥车架相互移近）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；② 在悬架伸张行程减振器阻尼力应大，迅速减振，但应尽可能防止车轮跳离地面；③ 当车轮（车桥）与车架的相对速度过大时，减振器应能自动加大液流通道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度范围内，避免承受过大的载荷三、分类双向作用式减振器：在压缩和伸张两行程内均减振；单向作用式减振器：仅在伸张行程内起减振作用。

一 双向作用筒式减振器（P199图21-4）构成：上工作腔、下工作腔、储油腔、4个阀（伸张阀4、流通阀8、压缩阀6、补偿阀7）、活塞+连杆l 油压和簧力同向时，阀关闭；油压和簧力反向时，阀开启l 伸张阀和压缩阀弹簧较强，预紧力大，是卸载阀（只有当油压增加到一定程度，阀才能开启，而当油压减低到一定程度，阀自动关闭）；流通阀和补偿阀弹簧弱，是一般的单向阀1） 压缩行程：当车轮滚上凸起或驶离凹坑时，工作缸筒上升，相应的活塞下移，减振器受压，下腔体积减少，油液经8流通阀进入上腔，由于活塞杆的存在，上腔内增加的容积小于下腔减少的容积，故一部分油经压缩阀6流回储油缸2） 伸张行程：车轮滚进凹坑或驶离凸起时，同理，减振器受拉，活塞向上移动上腔油压升高，流通阀关闭上腔油液经伸张阀4流入下腔同样，由于活塞杆的存在，来自上腔和油不够充满下腔增加的容积，产生一定的真空度，此时打开补偿阀7阀以及一些常通的缝隙的节流作用造成悬架伸张运动的阻尼力3） 伸张阀弹簧刚度和预紧力比压缩阀的大，在同样的油压下，伸张阀和补偿阀常通孔截面积之和小于流通阀+压缩阀+常通孔截面积之和这保证了减振器在伸张行程内的阻尼力比压缩行程产生的阻尼力大的多。

4） 压缩阀的节流作用应随活塞运动速度而变化当活塞速度很慢（车架车身振动很慢）时，油压不足以克服压缩阀的弹簧力，此时多余部分的油通过常通的缝隙流回储油缸；活塞速度很大时（车身剧振），油压剧增，打开压缩阀，油在很短时间内通过大通道流回储油缸，使油压和阻尼力不超过一定限度同样伸张过程阻尼力随速度的变化保持在一定限度内二、新型减振器充气式减振器——单筒式减振器 由于活塞杆进出引起的缸筒容积的变化，则由浮动活塞的上下运动来补偿浮动的活塞将油气（2~3Mpa的N2）分开优点：① 由于浮动活塞，减少了一套阀门系统，结构大为简化；② 减振器内有高压气体，有效减少突然冲击产生的高频振动，并有助于消除噪声；③ 在防尘罩直径相同的情况下，充气式采用单筒直径大，单位长度流经阀的流量大，阻尼力大；④ 由于油气分开，消除了油的乳化现象；缺点：对油缸要求高，充气工艺复杂，不能修理第三节 弹性元件分类：金属弹簧：钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧非金属弹簧：气体弹簧、橡胶弹簧一、 钢板弹簧分类：多片式、少片式、变断面式；或对称式、非对称式、1/4椭圆式断面形式：梯形、双槽形、单槽形开槽为了平衡上下抗拉和抗压的能力，减少M。

结构：钢板弹簧、中心螺栓、弹簧夹钢板弹簧是应用最广泛最常用的是若干片不等长（厚度可等可不等）的合金弹簧片组成的近似等强度弹性梁除了能承受垂直载荷外，各弹簧间的摩擦起一定减振作用，钢板弹簧还兼导向机构作用缺点：弹簧间的摩擦是不利的，有噪声，需润滑防污，质量大改进，是单或小片变截面钢板弹簧一定的摩擦能促进振动的衰减，但各片间的干摩擦降低了悬架缓和冲击的能力，加剧磨损，故片间要加较稠润滑剂要定期保养钢板弹簧作导向机构时，摩擦作用起到一定的减振作用，并消除噪声，因此可在簧片间加塑料垫片如红旗）二、 螺旋弹簧广泛用于独立悬架刚度不可变优点：无需润滑，不忌泥污，安装所需纵向空间不大，这样可给转向论很大空间缺点：只能承受垂直载荷，还需另设导向和减振机构三、 扭杆弹簧：一端固定在车架上，另一端固定在悬架的摆臂上优点：质量小，无需润滑，可调节车身高度，悬架刚度可变；缺点：加工复杂，无阻尼导向作用左右不能互换扭簧产生时有预加扭力，扭力方向与实际，扭力方向与实际工作承受扭转方向相同，这样减少工作）四、 气体弹簧（空气弹簧、油气弹簧）优点：弹簧刚度可变载荷增加，刚度大；载荷减少，刚度小，易实现对汽车悬架的控制。

缺点：高度尺寸较少，难布置，密封环节多，易漏气五、 橡胶弹簧优点：可承受压缩与扭转载荷单位质量的储能比金属弹簧的多，隔音性能好，可兼用作悬架副弹簧和缓冲块缺点：不能承受拉伸载荷，不能用作导向结构第四节 非独立悬架类型：钢板弹簧、螺旋弹簧、空气弹簧、油气弹簧非独立悬架钢板弹簧非独立悬架弹簧支承方式：固定卷耳、活动吊耳、滑板支承、橡胶支承类型：纵置板簧式非独立悬架，用于一般的前后悬架；主副钢板弹簧并联式纵置板簧式非独立悬架，一般用于货车后悬架，适应载荷大幅度变化，EQ1090E渐变刚度钢板弹簧式纵置板簧式非独立悬架，也是由主副弹簧组成，副簧是逐渐起作用，悬架刚度变化较平稳，改善了行驶平顺性钢板弹簧不仅起到弹性元件作用，还起到导向机构作用主副弹簧布置形式：上置副簧（P216）、下置副簧（P217）螺旋弹簧非独立悬架：一般只用于轿车的后悬架，同时需导向机构空气/油气弹簧非独立悬架：容易实现车身高度的调节，主要特点是悬架具有可变刚度特性结构自学第五节 独立悬架优点：（1） 在悬架弹性元件一定的变形范围内，两侧车轮可以单独运动，互不影响，在不平路上行驶时可减少车架和车身的振动，有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象；（2） 减少了汽车的非簧载质量。

在道路条件和车速条件相同的情况下，非簧载质量愈小，则悬架所受的冲击载荷愈小，可提高汽车的平均行驶速度；（3） 采用断开式桥，发动机总成的位置可降低和前移，使汽车重心降低，提高汽车行驶稳定性；（4） 某些越野车全部使用独立悬架，可使车轮与路面良好接触5） 可提高汽车的离地间隙，提高通过性缺点：结构复杂，制造成本高一般情况下，车轮跳动时由于车轮外倾角与车距变化较大，轮胎磨损严重分类：（按车轮运动形式分）（1） 车轮在汽车横向平面内摆动的悬架（横摆臂式）单摆臂式独立悬架：转向轮小用，最影响车轮外倾或主销内倾角双横摆臂独立悬架：等长的：等长的摆臂在上下跳动时，轮距变化很大，增加了车轮侧滑的可能性P224图21-34）不等长的：采用不等长的，设计得当，外倾角、轮距变化小P225图21-35）红旗CA7560型轿车的前悬架结构特点：（1） 采用球头结构代替主销，无主销式上下球头销的连心线相当于主销轴线，转向轮即绕此轴线偏转；（2） 主销后倾角由移动上摆臂在摆臂轴上的位置来调整；（3） 前轮外倾角由加在摆臂轴与固定支架间的调整垫片12调整；（4） 主销内倾角和车轮外倾角的关系被转向节结构所确定，故调整外倾角后，主销内倾角自然正确。

2） 车轮在汽车纵向平面内摆的悬架（纵摆臂式，国外又叫拖曳式）单纵臂式独立悬架：不用转向轮，影响主销后倾角雷诺-5轿车后悬架，一般配有扭杆减振器；双纵臂式独立悬架：等长，保持后倾角不变，结构复杂3） 车轮沿主销移动的悬架烛式悬架：车轮沿固定不动的主销轴线运动，定位参数变化不大，适于转向轮侧向力由主销上的长套筒与主销承受，主销磨损严重麦弗逊式（滑柱连杆式）悬架：车轮沿摆动的主销轴线移动，增加了两前轮内侧的空间，便于发动机和其他机件的布置Audi100，一汽高尔夫，桑塔纳等横向稳定器减少侧倾，增大侧倾刚度，来调整汽车的转向特性（不足、过度和中性转向）由于现代汽车的悬架一般较软，在高速转向时，车身会产生很大的很向倾斜和横向角振动，为减少横向倾角，一般在悬架中添加横向稳定器——杆式横向稳定器，工作原理类似于扭杆弹簧。