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1、保 定 科 技 職 業(yè) 學(xué) 院 汽車構(gòu)造 底盤 第十章 懸架 .1概述 .2彈 性元件 .3減振器 .4橫向穩(wěn)定器 .5非獨(dú)立懸架與獨(dú)立懸架 10.1概述 (視頻： 懸架視頻 5101.MPG及 懸架視頻 2201.MPG） 1.組成 2.作用 3.各元件作用 4.懸架的種類 5.汽車性能對懸架的要求 1.組成： 懸架一般由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減震器 和橫向穩(wěn)定桿組成。 2.作用： 是彈性地連接車橋與車架或車身），緩和行 駛中車輛受到的由不平路面引起的沖擊力，保證 乘坐舒適和貨物完好； 迅速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動(dòng)； 傳遞垂直

2、、縱向、側(cè)向反力及其力矩； 起導(dǎo)向作用，是車輪按一定軌跡相對于車身 運(yùn)動(dòng)。 3.各元件作用： 彈簧元件： 承受并傳遞垂直載荷，緩和 不平路面、緊急制動(dòng)、加速和轉(zhuǎn)彎引起的 沖擊或車身位置的變化。 減振器： 衰減由于彈簧系統(tǒng)引起的振動(dòng)。 導(dǎo)向裝置： 使車輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對 車身運(yùn)動(dòng)，同時(shí)起傳遞力的作用。 橫向穩(wěn)定桿： 提高側(cè)傾剛度，改善汽車的操縱穩(wěn)和行駛平順性。 4.懸架的種類 1)按控制形式不同分被動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。 (1)被動(dòng)式懸架：汽車的姿態(tài)只能被動(dòng)地取決于路 面、行駛狀況、彈性元件、導(dǎo)向裝置、減振器。 (2)主動(dòng)式懸架：可根據(jù)路面、行駛狀況自動(dòng)調(diào) 整懸架

3、的剛度和阻尼，從而使車輛能主動(dòng)地 控制垂直振動(dòng)及其車身或車架的姿態(tài)。如電 控懸架 2)按汽車導(dǎo)向裝置的不同，又可分為獨(dú)立懸架 與非獨(dú)立懸架。 (1)非獨(dú)立懸架：兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋 上，車輪連同車橋一起通過彈性元件懸掛在 車架或車橋上。如圖： (2)獨(dú)立懸架 ：兩側(cè)車輪獨(dú)立地與車架或車身彈 性連接，當(dāng)一側(cè)車身受到?jīng)_擊時(shí)，其運(yùn)動(dòng)不會(huì) 直接影響到另一側(cè)車輪。如圖： 5.汽車性能對懸架的要求 由于人體所習(xí)慣的垂直振動(dòng)頻率約為 1 1.6Hz,所以 車身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)接近或處于人體所適應(yīng)的范圍。 為了使空載和滿載時(shí)的固有頻率一致或變化很小 ,需 要把懸架剛度做

4、成可變或可調(diào)的 .目前的電控懸架就能 滿足此種目的。 10.2 彈性元件 1.鋼板彈簧 2.螺旋彈簧 3.扭桿彈簧 4.氣體彈簧 1.鋼板彈簧： 由若干不等長的合金彈簧片疊加在 一起組合成一根近似的強(qiáng)度的梁，如圖： 2. 螺旋彈簧： 大多應(yīng)用在獨(dú)立懸架上與轎車的后輪非獨(dú)立懸架上，分為可變 剛度的圓柱形螺旋彈簧和剛度可變的圓錐形螺旋彈簧。 3. 扭桿彈簧： 如圖，扭桿彈簧是一根有彈 簧鋼制成的桿，其一端固定在車架上，另一端 通過擺臂與車輪相連，當(dāng)車輪跳動(dòng)時(shí)，擺臂便 繞扭桿軸線擺動(dòng)，是扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈性變形。 4. 氣體彈簧 (視頻： 懸架視頻 6201.MPG） 主要有

5、空氣彈簧和油氣彈簧兩種。它用空 氣做彈性介質(zhì)，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈簧的作用。 且只能承受垂直載荷，因此采用該種彈簧的懸架必須 加導(dǎo)向裝置。 10.3 減振器 1.概述 由于汽車行駛中四個(gè)車輪在垂直方向上會(huì)受到不同力的作用，懸架系 統(tǒng)中的彈性元件受沖擊會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)，因此需要在懸架中與彈性元件 并聯(lián)安裝減振器。 在汽車懸架中廣泛采用的液力減振器是筒式減振器。 由于其在壓縮與伸張行程中均能起減振作用，又稱為 雙向作用式減振器 。 另外，有些車型的懸架系統(tǒng)采用充氣式減振器和阻尼可調(diào)式減振器。其 重量較輕，可靠性較強(qiáng)。 2 .對減振器阻尼力的要求： 在減振器隨懸

6、架一起被壓縮時(shí)，減振器的阻尼力要小， 以便讓彈性元件充分的吸收振動(dòng)能量，緩和沖擊； 在減振器與懸架一起被拉伸時(shí)，減振器的阻尼力要大， 以便讓彈簧振動(dòng)得到迅速衰減，降低駕駛員的疲勞； 在車架與車橋之間的運(yùn)動(dòng)速度過大時(shí)，減振器應(yīng)該具 有泄荷通道，使其阻尼力保持在一定的限度范圍內(nèi)。 3 .油液減振器的工作原理 a.雙向減振器的結(jié)構(gòu) 定義： 在壓縮和伸張兩行程內(nèi)均能起減振作用的 減振器 由于伸張閥彈簧剛度比壓縮閥的大，而且伸張 閥上的常通孔隙的直徑也比壓縮閥的小，就保證 了減振器在伸張行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力比在壓縮行 程內(nèi)產(chǎn)生的大。 10.4橫向穩(wěn)定器 現(xiàn)代轎車的懸架很軟，

7、在其高速行駛轉(zhuǎn)彎時(shí)， 車身會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)向傾斜和側(cè)向角振動(dòng)。為了提 高懸架的傾斜角剛度，減小側(cè)傾，常在懸架中架設(shè) 穩(wěn)定器。 如圖為桿式橫向穩(wěn)定器： .5 非獨(dú)立懸架與獨(dú)立懸架 1.非獨(dú)立懸架 非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單；工作可靠； 采用鋼板彈簧的非獨(dú)立懸架中，省卻了導(dǎo)向結(jié)構(gòu)， 方便布置。 因此廣泛引用于貨車的前、后懸架和轎 車的后懸架。 非獨(dú)立懸架的分類： 鋼板彈簧非獨(dú)立懸架； 螺旋彈簧非獨(dú)立懸架； 空氣彈簧非獨(dú)立懸架。 2） 螺旋彈簧非獨(dú)立懸架 一般只用作轎車的后懸架，具有縱向布置方便，便于維護(hù)和保養(yǎng)的特點(diǎn)。 由于螺旋彈簧只能承受較小側(cè)向力。因此需要加裝橫

8、向推力桿 4和縱向推力桿 1。 3）空氣彈簧非獨(dú)立懸架 2.獨(dú)立懸架 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩側(cè)車輪獨(dú)立的與車架或車身彈性連接。 獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)： 兩側(cè)車輪可以單獨(dú)跳動(dòng)，可減少車身振動(dòng)，消除車輪偏擺； 降低非簧載質(zhì)量，提高平均車速； 采用斷開式車橋，降低汽車重心，提高行駛穩(wěn)定性； 提供了較大的車輪跳動(dòng)空間，因此減小懸架剛度，降低汽車偏頻，提高 平順性。 獨(dú)立懸架的缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，維護(hù)不便， 車輪引起輪矩變化，加劇輪胎磨損。 按車輪的運(yùn)動(dòng)方式分為： 車輪在橫向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架；（橫臂式獨(dú)立懸架） 車輪在縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架； （縱臂式獨(dú)立懸架） 車輪沿主

9、銷移動(dòng)的懸架； （燭式獨(dú)立懸架和麥弗遜式） 車輪在斜向平面?zhèn)葦[動(dòng)的懸架。 （單斜臂式獨(dú)立懸架） 獨(dú)立懸架采用的彈性元件多是螺旋彈簧和扭桿彈簧。 獨(dú)立懸架一般應(yīng)用于各縱車輛特別是轎車的前懸架，轎車的候懸架 一般采用非獨(dú)立懸架或者復(fù)合式懸架（半獨(dú)立懸架）。 分析 1）橫臂式獨(dú)立懸架 特點(diǎn)：車輪在汽車的橫向平面內(nèi)跳動(dòng)。 根據(jù)橫臂的數(shù)量分為： 單橫臂獨(dú)立懸架； 雙橫臂獨(dú)立懸架 :等臂式雙橫臂懸架，不等臂式雙橫臂懸架 2） 縱臂式獨(dú)立懸架 根據(jù)采用的縱臂數(shù)目可分為： 單縱臂獨(dú)立懸架； 雙縱臂獨(dú)立懸架。 根據(jù)采用的彈性元件可分為： 螺旋彈簧縱臂式獨(dú)立懸

10、架； 扭桿彈簧縱臂式獨(dú)立懸架。 車輪上下跳動(dòng)時(shí)，單縱臂式獨(dú)立懸架將引起較大的 主銷后傾角變化。因此多用于后懸架。 3）車輪沿主銷移動(dòng)的獨(dú)立懸架 車輪沿固定不動(dòng)主銷軸線移動(dòng)的獨(dú)立懸 架； 車輪沿?cái)[動(dòng)主銷軸線移動(dòng)的獨(dú)立懸架； 前一種為燭式懸架； 后一種為麥弗遜懸架，也成為滑柱簾桿 懸架。 （ 1）燭式獨(dú)立懸架 優(yōu)點(diǎn)： 車輪轉(zhuǎn)向時(shí)，前輪的定位參數(shù)不會(huì)發(fā) 生變化，有利于轉(zhuǎn)向操縱和行駛穩(wěn)定性。 缺點(diǎn)： 車輪轉(zhuǎn)向時(shí)，全部側(cè)向力由主銷和其 外部的套管承受，增加了主銷與套管的 摩擦。 （ 2）麥弗遜獨(dú)立懸架 是燭式懸架的改進(jìn)，用下 擺臂克服了滑動(dòng)立柱的受 力狀況。側(cè)向力大部分由 下擺臂承受。 屬于無主銷懸架： 滑動(dòng)立柱上支點(diǎn)和下擺臂 外端的球鉸中心構(gòu)成主銷 軸線。 優(yōu)點(diǎn)：前輪內(nèi)側(cè)布置空間 較大，方便前置前驅(qū)動(dòng)布 置。