學(xué)習(xí)任務(wù)20懸架

1、幻燈片編輯：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2013全國(guó)汽車(chē)類(lèi)情境體驗(yàn)拓展互動(dòng)“1+1”理實(shí)一體化規(guī)劃教材主講人：曹永軍更新日期：2022-5-1懸架懸架 任務(wù)任務(wù)目標(biāo)目標(biāo)任務(wù)任務(wù)描述描述1.了解：懸架的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)；各種彈性元件及其特點(diǎn)；獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架的類(lèi)型，主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架；平衡懸架。2.熟悉：懸架的功用。3.掌握：雙向作用筒式減振器的工作原理；各種彈性元件優(yōu)缺點(diǎn)和用途；獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)。4.學(xué)會(huì)：各種懸架特點(diǎn)以及相互比較。汽車(chē)懸架是車(chē)架（或車(chē)身）與車(chē)軸（或車(chē)輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱(chēng)。它的功用是把路面作用于車(chē)輪上的垂直反力（支承力）、縱向反力（驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力）和側(cè)向反力以及

2、這些反力所造成的力矩都要傳遞到車(chē)架（或承載式車(chē)身）上，以保證汽車(chē)的正常行駛。汽車(chē)懸架一般都由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)任任務(wù)務(wù) 20202學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架33Syllabus Do one thing at a time, and do it well本章內(nèi)容合作交流創(chuàng)新項(xiàng)目 20.1 概述 項(xiàng)目 20.2 減振器項(xiàng)目 20.3 彈性元件項(xiàng)目 20.4 非獨(dú)立懸架項(xiàng)目 20.5 獨(dú)立懸架項(xiàng)目 20.6 多軸汽車(chē)的平衡懸架項(xiàng)目 20.7 主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架項(xiàng)目20.1 概述58%4學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 懸架的功用是把路面作用于車(chē)輪上的垂直反力（支承力）、縱

3、向反力（驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力）和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩都要傳遞到車(chē)架（或承載式車(chē)身）上，以保證汽車(chē)的正常行駛。汽車(chē)懸架結(jié)構(gòu)組成：由彈性元件1、減振器2和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（上、下擺臂4、8）三部分組成（圖20.1）。圖圖20.1 20.1 汽車(chē)的懸架組成示意圖汽車(chē)的懸架組成示意圖1-彈性元件； 2-減振器；3-轉(zhuǎn)向節(jié) 4-下擺臂；5-車(chē)架前橫梁6-橫向穩(wěn)定器；7-萬(wàn)向傳動(dòng)裝置；8-上擺臂 58%5學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架懸架系統(tǒng)的固有頻率為： fgMCn2121?gfM)/(kmgCC:重力加速度；:懸架垂直變形（撓度）；:懸架彈載質(zhì)量；:懸架剛度（不一定等于彈性元件的剛度），它指使車(chē)輪中心相對(duì)于車(chē)架和車(chē)

4、身向上移動(dòng)過(guò)的單位距離（即使懸架產(chǎn)生單位垂直壓縮變形）所需要加于懸架上的垂直載荷。58%6學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 懸架汽車(chē)懸架可分為兩大類(lèi)：非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架。 非獨(dú)立懸架（圖20.2a）。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)的車(chē)輪由一根整體式車(chē)橋相連。車(chē)輪連同車(chē)橋一起通過(guò)彈性懸架與車(chē)架（和車(chē)身）連接。當(dāng)一側(cè)車(chē)輪因道路不平而發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，必然引起另一側(cè)車(chē)輪在汽車(chē)橫向平面內(nèi)發(fā)生擺動(dòng)，故稱(chēng)為非獨(dú)立懸架。獨(dú)立懸架（圖20.2b）。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是車(chē)橋斷開(kāi)的，每一側(cè)的車(chē)輪可以單獨(dú)地通過(guò)彈性懸架與車(chē)架（或車(chē)身）連接，兩側(cè)車(chē)輪可以單獨(dú)跳動(dòng)，互不影響，故稱(chēng)為獨(dú)立懸架。 圖圖20.2 20.2 非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架(

5、a) (a) 獨(dú)立懸架；獨(dú)立懸架；(b) (b) 非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架項(xiàng)目20.2 減振器58%7學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 懸架液力減振器的作用原理是，當(dāng)車(chē)架與車(chē)橋作往返相對(duì)運(yùn)動(dòng)而活塞在缸筒內(nèi)往返移動(dòng)時(shí)，減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從內(nèi)腔通過(guò)一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時(shí)孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力，使車(chē)身和車(chē)架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能被油液和減振器殼體所吸收，然后散到大氣中。減振器阻尼力的大小隨車(chē)架和車(chē)橋（或車(chē)輪）相對(duì)速度的增減而增減，并且與油液的粘度有關(guān)。要求油液的粘度受溫度變化的影響盡可能小，且具有抗氧化、抗汽化及對(duì)各種金屬和非金屬零件不起腐蝕作用等性能。 減振器和彈性元

6、件的安裝示意圖減振器和彈性元件的安裝示意圖 1-車(chē)架;2-減振器;3-彈性元件 58%8學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架懸架對(duì)減振器的要求：1）在懸架壓縮行程（車(chē)橋與車(chē)架相互移近的行程）內(nèi)，減振器阻尼力應(yīng)較小，以便充分利用彈性元件的彈性來(lái)緩和沖擊。2）在懸架伸張行程（車(chē)橋與車(chē)架相互遠(yuǎn)離的行程）內(nèi)，減振器的阻尼力應(yīng)較大，以求迅速減振。3）當(dāng)車(chē)橋（或車(chē)輪）與車(chē)架的相對(duì)速度較大時(shí)，減振器應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)加大液流通道截面積，使阻尼力始終保持在一定限度內(nèi)，以避免承受過(guò)大的沖擊載荷。 在壓縮和伸張兩行程內(nèi)均能起作用的減振器，稱(chēng)為雙向作用式減振器。另有一種僅在伸張行程內(nèi)起作用，稱(chēng)為單向作用式減振器。 圖圖20.4 20.4 雙

7、向作用筒式減振器示意圖雙向作用筒式減振器示意圖1-活塞桿;2-工作缸;3-活塞;4-伸張閥5-貯油缸;6-壓縮閥;7-補(bǔ)償閥;8-流通閥9-導(dǎo)向座;10-防塵罩;11-油封9學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架雙雙向向作作用用筒筒式式減減振振器器的的工工作作原原理理視頻視頻10學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架雙向作用筒式減振器雙向作用筒式減振器的工作原理的工作原理 壓縮行程 當(dāng)汽車(chē)車(chē)輪滾上凸起物和滾出凹坑時(shí)，車(chē)輪移近車(chē)架（或車(chē)身），減振器受壓縮，減振器活塞3下移?；钊旅娴那皇遥ㄏ虑唬┤莘e減小，油壓升高，油液經(jīng)流通閥8流到活塞上面的腔室 (上腔)。由于上腔被活塞桿占去一部分空間，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減小的容積, 故還有一

8、部分油液推開(kāi)壓縮閥6，流回貯油缸5。這些閥對(duì)油液的節(jié)流便造成對(duì)懸架壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架11伸張行程 當(dāng)車(chē)輪滾進(jìn)凹坑或滾離凸起時(shí)，車(chē)輪相對(duì)車(chē)身移開(kāi)，減振器受拉伸。此時(shí)減振器活塞向上移動(dòng)。活塞上腔油壓升高，流通閥8關(guān)閉。上腔內(nèi)的油液便推開(kāi)伸張閥4流入下腔。同樣，由于活塞桿的存在，自上腔流來(lái)的油液還不足以充滿(mǎn)下腔所增加的容積，下腔內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，這時(shí)貯油缸中的油液便推開(kāi)補(bǔ)償閥7流入下腔進(jìn)行補(bǔ)充。此時(shí)，這些閥的節(jié)流作用即造成對(duì)懸架伸張運(yùn)動(dòng)的阻尼力。 學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架12 由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力比壓縮閥的大，且伸張行程的油由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力比壓縮閥的大，且伸張行程的

9、油液通道截面比壓縮閥的小，所以減振器在伸張行程產(chǎn)生的最大阻尼力液通道截面比壓縮閥的小，所以減振器在伸張行程產(chǎn)生的最大阻尼力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)壓縮行程。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)壓縮行程。減振器公式：減振器公式：cF 學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架13項(xiàng)目20.3 彈性元件具有減振作用14學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 1、鋼板彈簧 圖圖20.5 20.5 鋼板彈簧鋼板彈簧對(duì)稱(chēng)式鋼板彈簧; (b) 非對(duì)稱(chēng)式鋼板彈簧1-卷耳;2-彈簧夾;(a) 3-鋼板彈簧;4-中心螺栓;5-螺栓;6-套管;7-螺母 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本低；具有減振作用。1、螺旋彈簧圖圖20.1 20.1 汽車(chē)的懸架組成示意圖汽車(chē)的懸架組成示意圖1-彈性元件； 2-減振器；3-轉(zhuǎn)

10、向節(jié) 4-下擺臂；5-車(chē)架前橫梁6-橫向穩(wěn)定器；7-萬(wàn)向傳動(dòng)裝置；8-上擺臂 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需潤(rùn)滑，不忌污泥；縱向安置空間緊湊；彈簧本身質(zhì)量小。15學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架3、扭桿彈簧與鋼板彈簧比較，其優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕；無(wú)需潤(rùn)滑；保養(yǎng)維修方便。圖圖20.6 20.6 扭桿彈簧扭桿彈簧1-扭桿;2-擺臂 扭桿彈簧主要適用于小型車(chē)和箱式車(chē)學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架164、氣體彈簧圖圖20.7 20.7 空氣彈簧空氣彈簧(a、b)-囊式空氣彈簧;(c、d)-膜式空氣彈簧 學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架175、橡膠彈簧圖圖20.8 20.8 橡膠彈簧橡膠彈簧(a) 受壓縮載荷;(b) 受扭轉(zhuǎn)載荷 18學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架項(xiàng)目20.4 非獨(dú)

11、立懸架19學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 1、縱置板簧式非獨(dú)立懸架 13-減振器連接銷(xiāo);14-前板簧吊耳銷(xiāo);15-鋼板彈簧銷(xiāo) 圖圖20.9 20.9 鋼板彈簧鋼板彈簧1-鋼板彈簧前支架;2-前鋼板彈簧;3-U型螺栓;4-前板簧蓋板;5-緩沖塊;6-限位塊;7-減振器上支架;8-減振器;9-吊耳;10-吊耳支架;11-中心螺栓;12-減振器下支架;13-減振器連接銷(xiāo);14-前板簧吊耳銷(xiāo);15-鋼板彈簧銷(xiāo)項(xiàng)目20.4 非獨(dú)立懸架20學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 2、螺旋彈簧非獨(dú)立懸架圖圖20.11 20.11 螺旋彈簧非獨(dú)立懸架、螺旋彈簧非獨(dú)立懸架、1-縱向推力桿；2-螺旋彈簧和減振器總成；3-后軸；4-加強(qiáng)桿；5-橫

12、向推力桿 圖圖20.12 20.12 空氣彈簧飛獨(dú)立懸架示意圖空氣彈簧飛獨(dú)立懸架示意圖1-壓氣機(jī)；2、7-空氣濾清器；3-車(chē)身高度控制閥；4-控制桿；5-空氣彈簧； 6-儲(chǔ)氣罐；8-貯氣筒；9-壓力調(diào)節(jié)器；10-油水分離器 項(xiàng)目20.4 非獨(dú)立懸架學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架213 3、空氣彈簧非獨(dú)立、空氣彈簧非獨(dú)立懸架懸架項(xiàng)目20.5 獨(dú)立懸架22學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 獨(dú)立懸架優(yōu)點(diǎn)： 1）兩側(cè)車(chē)輪可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)互不影響；2）減小了非簧載質(zhì)量，有利于汽車(chē)的平順性；3）采用斷開(kāi)式車(chē)橋，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)位置，降低整車(chē)重心；4）車(chē)輪運(yùn)動(dòng)空間較大，可以降低懸架剛度，改善平順性。圖圖20.13 20.13 三種基本類(lèi)型

13、的獨(dú)立懸架示意圖三種基本類(lèi)型的獨(dú)立懸架示意圖(a)(a) 橫臂式獨(dú)立懸架橫臂式獨(dú)立懸架; (b) ; (b) 縱擺臂式獨(dú)立懸架縱擺臂式獨(dú)立懸架;(c) ;(c) 燭式懸架燭式懸架; (d) ; (d) 麥弗遜式獨(dú)立懸架麥弗遜式獨(dú)立懸架; ;項(xiàng)目20.5 獨(dú)立懸架23學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 獨(dú)立懸架優(yōu)點(diǎn)： 在懸架彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車(chē)輪可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)而互不影響，這樣在不平道路上可減少車(chē)架和車(chē)身的振動(dòng)，而且有助于消除轉(zhuǎn)向輪偏擺的不良現(xiàn)象；減少了汽車(chē)的非簧載質(zhì)量 ；采用斷開(kāi)式車(chē)橋，發(fā)動(dòng)機(jī)總成的位置可以降低和前移，使汽車(chē)重心下降，提高了汽車(chē)行駛穩(wěn)定性； 圖圖20.13 20.13 三種基本類(lèi)型的獨(dú)

14、立懸架示意圖三種基本類(lèi)型的獨(dú)立懸架示意圖(a)(a) 橫臂式獨(dú)立懸架橫臂式獨(dú)立懸架; (b) ; (b) 縱擺臂式獨(dú)立懸架縱擺臂式獨(dú)立懸架;(c) ;(c) 燭式懸架燭式懸架; (d) ; (d) 麥弗遜式獨(dú)立懸架麥弗遜式獨(dú)立懸架; ;項(xiàng)目20.5 獨(dú)立懸架24學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 橫臂式獨(dú)立懸架可分為橫臂式獨(dú)立懸架可分為單橫臂式單橫臂式和雙橫臂式兩種和雙橫臂式兩種。3、空氣彈簧非獨(dú)立懸架、空氣彈簧非獨(dú)立懸架圖圖20.14 20.14 單橫臂式后獨(dú)立懸架示意圖單橫臂式后獨(dú)立懸架示意圖1-減振器；2-油氣彈性元件；3-中間支撐；4-單鉸鏈；5-主減器殼；6-縱向推力桿；7-螺旋彈簧；8-半軸套管1

15、.1.橫臂式獨(dú)立懸架橫臂式獨(dú)立懸架項(xiàng)目20.5 獨(dú)立懸架25學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 橫臂式獨(dú)立懸架可分為單橫臂式和橫臂式獨(dú)立懸架可分為單橫臂式和雙橫臂式雙橫臂式兩種兩種。(a) (b) 圖圖20.15 20.15 雙橫臂式后獨(dú)立懸架示意圖雙橫臂式后獨(dú)立懸架示意圖1.1.橫臂式獨(dú)立懸架橫臂式獨(dú)立懸架圖圖20.16 20.16 縱擺臂式獨(dú)立懸架示意圖縱擺臂式獨(dú)立懸架示意圖(a) 單縱擺臂式( b) 雙縱擺臂式學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架26項(xiàng)目20.5 獨(dú)立懸架2.2.縱臂式獨(dú)立懸架縱臂式獨(dú)立懸架3.1燭式懸架燭式懸架圖圖20.18 20.18 燭式懸架示意圖燭式懸架示意圖1-主銷(xiāo);2、5-防塵罩;3-車(chē)架;4

16、-套筒;6-減振器;7-通氣管 學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架27項(xiàng)目20.5 獨(dú)立懸架3.3.車(chē)輪沿直銷(xiāo)移動(dòng)的車(chē)輪沿直銷(xiāo)移動(dòng)的懸架懸架 28學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 3.23.2麥弗遜式懸架麥弗遜式懸架項(xiàng)目20.5 獨(dú)立懸架29學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 3.23.2麥弗遜式懸架麥弗遜式懸架圖圖20.1920.19麥弗遜式懸架麥弗遜式懸架1-螺旋彈簧;2-減振器;3-轉(zhuǎn)向節(jié);4-下擺臂;5-橫向穩(wěn)定器 項(xiàng)目20.5 獨(dú)立懸架 橫向穩(wěn)定器主要由U形橫向穩(wěn)定桿、連接桿和支座組成，支座固定在車(chē)身上，穩(wěn)定桿兩端通過(guò)連桿與下擺臂相連。當(dāng)車(chē)身只作垂直移動(dòng)而兩側(cè)懸架變形相等時(shí)，橫向穩(wěn)定桿在支座的套筒內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，橫向穩(wěn)定桿不起作用。

17、當(dāng)兩側(cè)懸架變形不等而車(chē)身相對(duì)于路面橫向傾斜時(shí)，穩(wěn)定桿一端向上運(yùn)動(dòng)，另一端向下運(yùn)動(dòng)，從而被扭轉(zhuǎn)。彈性穩(wěn)定桿所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)內(nèi)力矩妨礙了懸架彈簧的變形，因而減小了車(chē)身的橫向傾斜和橫向角振動(dòng)。4.橫向穩(wěn)定器學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架3031學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 橫向穩(wěn)定器橫向穩(wěn)定器圖圖20.20 20.20 橫向穩(wěn)定器的安裝橫向穩(wěn)定器的安裝1-支架;2-套筒;3-橫向穩(wěn)定桿;4-彈簧支座 項(xiàng)目20.6 多軸汽車(chē)的平衡懸架32學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 (b)圖圖20.21 20.21 三軸汽車(chē)在不平路面上行駛情況示意圖三軸汽車(chē)在不平路面上行駛情況示意圖 項(xiàng)目20.7 主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架 33學(xué)習(xí)任務(wù)20 懸架 車(chē)輛主動(dòng)懸架系統(tǒng)是在懸架系統(tǒng)（彈性元件、減振器、導(dǎo)向裝置）中附加一個(gè)可控制作用力裝置，通常由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、