第二十二章悬架

1、第二十二章 悬架学习目标n独立悬架和非独立悬架的区别在哪里？它们各自有何有缺点？n常见的弹性元件有哪些？n筒式减震器的工作原理是怎样的？n独立悬架和非独立悬架各自有哪几种类型？各自有何特点？内容提要n概述n非独立悬架n独立悬架n多轴汽车的平衡悬架n弹性元件n减振器悬架是车架与车桥之间的传力连接装置的总称。悬架的功用 传力作用 缓冲减振 导向作用 横向稳定悬架的组成 弹性元件 减振元件 传力机构或称导向机构 横向稳定杆汽车悬架的类型 非独立悬架 独立悬架弹性元件材料一般为弹簧钢,这类弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧;还有以气体和橡胶为弹性介质的,这类有油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。利用弹性

2、材料的变形来缓和由于路面不平引起的对车身的冲击,以及用来承受并传递垂直载荷以及各种作用力。22.1 概述弹性元件吸收冲击后会产生振动甚至引起共振，应尽快消减振动恢复原状。减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。 汽车的弹性元件的刚度较小，容易造成车身侧倾过大。有些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆 22.1 概述汽车性能对悬架的要求：p固有频率n：

3、 汽车的固有频率是衡量汽车平顺性的重要参数，它由悬架刚度C和悬架弹簧支承的质量M（簧载质量）所决定。人体所习惯的垂直振动频率约为11.6Hz。车身振动的固有频率应接近或处于人体适应的频率范围，才能满足舒适性要求。固有频率按下式计算： 从固有频率公式可以看出，在悬架垂直载荷 一定时，悬架刚度越小，固有频率就越低。(/)CMgf22.1 概述p簧载质量与非簧载质量：簧载质量与非簧载质量： 簧载质量由弹性元件承载的部分质量，如车身、车架、车桥及其它所有弹簧以上的部件和载荷属于簧载质量M。 非簧载质量车轮、非独立悬架的车桥等属于非簧载质量m。 减小非簧载质量可使车身振动频率降低，而车轮振动频率升高，这

4、对减少共振，改善汽车的平顺性是有利的。非簧载质量对平顺性的影响，常用非簧载质量和簧载质量之比m/M进行评价，此比值越小越佳。 12CnM22.1 概述p阻尼比： 值取大，能使振动迅速衰减，但会把路面较大的冲击传递到车身，值取小，振动衰减慢，受冲击后振动持续时间长，使乘客感到不舒服。为充分发挥弹簧在压缩行程中作用，常把压缩行程的阻尼比设计得比伸张小。 22.1 概述p悬架的侧倾角刚度及前后匹配 悬架的侧倾角刚度及前后匹配是影响汽车操纵稳定性的重要参数。当汽车受侧向力作用发生车身侧倾，若侧倾角刚度过大，车身受到横向冲击较大，乘客会感到不安全，不舒适，如侧倾角刚度过小，乘客也会感到不适，司机路感不好

5、。 22.2 非独立悬架 （一）纵置板簧式非独立悬架22.2 非独立悬架 （一）纵置板簧式非独立悬架22.2 非独立悬架（二）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22.2 非独立悬架五杆式导向机构螺旋弹簧非独立悬架22.2 非独立悬架纵臂扭转梁式螺旋弹簧半独立悬架22.2 非独立悬架 （三）空气弹簧非独立悬架 囊式空气弹簧、压气机、车身高度调节控制阀、控制杆 等组成 22.2 非独立悬架（四）油气弹簧非独立悬架 油气弹簧（兼起减振器作用）、横向推力杆、纵向推力杆等组成 22.3独立悬架 特点 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

6、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。种类：1）横臂式）横臂式22.3 独立悬架（一）横臂式独立悬架 单横臂式独立悬架 悬架变形时，内倾、外倾角及轮距 发生较大变化，影响转向操纵性 双横臂式独立悬架 22.3独立悬架 （二）纵臂式独立悬架 22.3 独立悬架单纵臂式独立悬架多用于不转向的后轮22.3独立悬架 单纵臂式独立悬架，弹性元件为扭杆弹簧22.3独立悬架 22.3 独立悬架 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

7、轮。 22.2 非独立悬架多连杆式螺旋弹簧独立悬架22.3 独立悬架（三）车轮沿主销移动的悬架1）烛式悬架）烛式悬架 22.3 独立悬架烛式悬架烛式悬架22.3 独立悬架2）麦弗逊式悬架）麦弗逊式悬架 22.3 独立悬架 麦弗逊式悬架22.3 独立悬架3）单斜臂式独立悬架）单斜臂式独立悬架 22.3 独立悬架单斜臂式独立悬架 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 22.4 多轴汽车的平衡悬架 多轴车辆的轴载荷均衡问题等臂式平衡悬架 22.5 弹性元件 （一）钢板弹簧等宽、不等长合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁 多片式钢板弹簧可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用 单

8、片或少片变厚度断面的弹簧单片或少片变厚度断面的弹簧 22.5 弹性元件（二）螺旋弹簧 由于螺旋弹簧只承受垂直载荷，它用做弹性元件的悬架要加设导向机构和减振器。它与钢板弹簧相比具有不需润滑，防污性强，占用纵向空间小，弹簧本身质量小的特点，因而现代轿车上广泛采用。 22.5 弹性元件（三）扭杆弹簧 扭杆弹簧是一根由弹簧钢制的杆1。扭杆断面常为圆形，少数是矩形或管形，扭杆一端固定在车架上，（另一端上的）摆臂2与车轮相连。当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，以保证车轮与车架的弹性联接。 22.5 弹性元件（三）扭杆弹簧 p扭杆弹簧总成用铬钒合金弹簧钢制成，它的表面经过加工很光

9、滑。通常为保护扭杆表面，在其上涂有环氧树脂，并包一层玻璃纤维，再涂一层环氧树脂，最后涂上沥青和防锈油漆，以防摩蚀和损坏表面，从而提高扭杆弹簧的使用寿命。p 扭杆弹簧在制造时，经热处理后施加一定的扭转力矩载荷，使它有一个永久变形，而具有一定的预应力，这样可以在实际工作中减小工作时的实际应力，有利于延长扭杆弹簧的寿命。但应注意左右扭杆由于施加应力有方向性，装在车上后承受工作载荷时扭转的方向应与所预加在扭杆上的扭转方向相一致，因而左右扭杆做有标记，安装时应加以注意。 p采用扭杆弹簧做弹性元件的悬架要设导向机构和减振器。扭杆弹簧与钢板弹簧相比质量轻于钢板弹簧，而且不需润滑，保养维修简便。22.5 弹性

10、元件（四）气体弹簧 空气弹簧 囊式空气弹簧囊式空气弹簧 膜式空气弹簧膜式空气弹簧 这种弹簧随着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，使其弹簧刚度也随之增加，载荷减少，弹簧压力也随空气压力减少而下降，因而这种弹簧有其理想的变刚度弹性。 PdpVdV22.5 弹性元件（四）气体弹簧 油气弹簧 油气弹簧以惰性气体氮为 弹性介质，用油液作为传 力介质，由气体弹簧和相 当于减振器的液压缸组成。 单气室油气分隔式油气弹簧单气室油气分隔式油气弹簧 双气室油气弹簧双气室油气弹簧 空气和油气弹簧用在悬架中，由于它们只能承受轴向载荷，因此悬架中必须加设导向机构和减振器。 22.5 弹性元件两级压力式油气弹簧 22.5 弹性元件（五）橡胶弹簧多用于悬架的副簧和缓冲块 22.6 减振器 作用原理：减振器活塞在缸筒内作往复运动，油液反复地从一个内腔通过窄小孔隙流入另一内腔。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，使振动能量转化为热能。22.6 减振器 作用原理：减振器活塞在缸筒内作往复运动，油液反复地从一个内腔通过窄小孔隙流入另一内腔。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，使振