第二十二章 懸架

第二十二章懸架

是車架與車橋之間的一切傳力連接裝置的總稱。

一.功用及組成1.功用：把路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力和側(cè)向反力以及這些力造成的力矩都要傳遞到車架上，以保證汽車的正常行駛。

§22.1概述

2．組成：如圖22—1彈性元件——緩和地面的沖擊。減振器——使振動衰減。導(dǎo)向機構(gòu)——使車輪按一定軌跡相對于車架和車身跳動的任務(wù)，并傳力。橫向穩(wěn)定器——防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜。在多數(shù)的轎車和客車上采用。緩沖塊注意：懸架只要具備上述三個功能，并非一定要設(shè)置上面三個單獨裝置。3．影響懸架平順性的因素

——懸架系統(tǒng)的固有頻率

n=1/2π·√C/M=1/2π√g/f，C=Mg/ff為懸架垂直變形，M為懸架簧載質(zhì)量步行時的振蕩頻率n=1~1.6HZ，車身的振動頻率要接近它。1）當(dāng)M一定，則C越小，n越低，但f變形大，即車輪上下跳動所需要的空間越大，如轎車的C小。2）當(dāng)C一定，M越大，f越大，n越低，空車時n就比重載的n高。3）C為可變，n一定。M越大，C越大；M越小，C越小。M4．懸架類型根據(jù)兩側(cè)車輪垂直運動是否關(guān)聯(lián)分如圖2２—2

非獨立懸架獨立懸架§21.2彈性元件

一．鋼板彈簧主要用于非獨立懸架如圖2２—９1．組成：由若干片等寬但不等長的合金彈簧片組合而成的一根近似等強度的彈性梁。2．典型結(jié)構(gòu)圖２２－１０特點：變截面彈簧（懸架的振動頻率在空車和滿載時都一樣），重量輕，節(jié)約合金彈簧鋼材（可減少質(zhì)量40~60%）。應(yīng)用日漸廣泛。如EQ1141G。二．螺旋彈簧材料：彈簧鋼棒料卷制而成。優(yōu)點：無需潤滑，不忌污泥，縱向空間小，本身質(zhì)量小。廣泛用于獨立懸架，特別是前輪獨立懸架中。缺點：只承受垂直載荷，另加減振器和導(dǎo)向機構(gòu)。三．扭桿彈簧如圖2２-1１

結(jié)構(gòu)：斷面為圓形或矩形，由鉻釩合金彈簧制成。制造時，預(yù)先施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，方向與裝在車上所承受的載荷方向一致。左右扭桿不可互換。特點：單位質(zhì)量的儲能量是鋼板彈簧的3倍，比螺旋彈簧也高；重量較輕，結(jié)構(gòu)比較簡單；不需潤滑；易實現(xiàn)車身高度的自動調(diào)節(jié)，在汽車上布置較方便；懸架剛度是可變的。四．氣體彈簧1.空氣彈簧如圖22-12（壓縮空氣）特點：變剛度彈簧，可調(diào)節(jié)車身高度，質(zhì)量小，壽命長，但尺寸大，易漏氣。用于轎車?？諝鈴椈芍怀惺茌S向載荷，必須有縱向和橫向推力桿等導(dǎo)向機構(gòu)，還必須裝有減振器。2.油氣彈簧(惰性氣體N)1)單氣室如圖22-132)雙氣室如圖22-16主活塞浮動活塞主氣室反壓氣室單氣室和雙氣室剛度變化較小,因此懸架的振動頻率隨載荷變化較大。3)兩極壓力式如圖22-18A壓力小于B壓力剛度變化較大,因此懸架的振動頻率隨載荷變化較小。油氣彈簧特點：體積比鋼板彈簧小，但對密封要求高，維護麻煩。屬于變剛度彈簧，用于重型汽車。油氣彈簧只承受軸向載荷，必須有縱向和橫向推力桿等導(dǎo)向機構(gòu)。五．橡膠彈簧特點：可承受壓縮載荷與扭轉(zhuǎn)載荷；單位質(zhì)量的儲能量較金屬彈簧多，隔聲性能好，工作無噪聲，不需要潤滑油；由于橡膠彈簧的內(nèi)磨擦較大，因此橡膠彈簧具有一定的減振能力。橡膠彈簧多用作懸架的副簧和緩沖塊?！?2.3減振器一．液力減振器的基本工作原理和類型

1．基本原理：

圖２２－３

減振器殼體內(nèi)的油從一側(cè)內(nèi)腔經(jīng)小孔流入另一側(cè)內(nèi)腔，此時孔壁與油液間的磨擦以及油液分子的內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力，使汽車振動的能量轉(zhuǎn)化為油液的熱能，被減振器殼體吸收后散發(fā)到大氣中。2．類型雙作用——在壓縮和伸張行程都起作用。用的比較廣泛。如一汽紅旗CA7220、奧迪100、捷達和桑塔納轎車采用。單作用——在伸張行程起作用。3．對減振器的要求1）在懸架壓縮行程中，減振器的阻尼力減小，彈性元件起主要作用。2）在懸架伸張行程中，減振器阻尼力應(yīng)大于前一行程的2~5倍，減振器起主要作用。3）當(dāng)車橋和車架之間相對速度過大時，減振器能自動加大液流通道面積，使阻尼力保持在一定的限度內(nèi)。二．雙向作用式減振器

的基本構(gòu)造和工作原理如圖2２-41．基本構(gòu)造：壓縮閥、伸張閥、流通閥、補償閥。壓縮閥、伸張閥---卸載閥流通閥、補償閥----兩個單向閥壓縮閥補償閥伸張閥流通閥活塞桿2．工作原理（1）壓縮行程：壓縮閥和流通閥起作用。（2）伸張行程：補償閥先打開，隨著活塞上移的速度增加，壓力增加，伸張閥打開。壓縮閥的節(jié)流阻尼和伸張閥的節(jié)流阻尼應(yīng)隨活塞運動速度而變化。減振器在伸張行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力比壓縮行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼大的多。實際結(jié)構(gòu)三.新型減振器（了解）1.充氣式（N)圖２２－７特點：單筒，不需貯液缸，有浮動活塞的移動來補償;減少沖擊時產(chǎn)生的高頻振動.缺點:密封要求高,充氣復(fù)雜,不能修理.

2.阻力可調(diào)式圖２２－８特點：使用了剛度可變的空氣彈簧，阻力特性隨著道路條件及載荷的變化而變化。有推廣使用的價值。柱塞節(jié)流小孔活塞§21.4非獨立懸架非獨立懸架因其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，被廣泛用于貨車的前后懸架，在少數(shù)轎車中，非獨立懸架僅用作后懸架。一.縱置板簧式非獨立懸架

（一）前懸1．CA1091前懸架

如圖22—21（1）前鋼板彈簧用兩個U行螺栓固定在前軸的工字梁上，前端固定鉸鏈連接，后端連在吊耳9上可以擺動（2）潤滑（3）減振器的連接（4）限位塊2．橡膠塊支承的前懸架結(jié)構(gòu)如圖22—23

彈簧變形時兩端的相對移動靠橡膠變形來保證，縱向力、側(cè)向力直接由橡膠支承墊傳至車架。

特點：主片不易損壞，無須潤滑，有良好的消除噪聲的能力，但彈簧的縱向移動量受到限制，常用在比較長且剛度比大的鋼板彈簧上。如一汽2.5T越野車、一拖5T越野車上。3．變剛度鋼板彈簧前懸架

CA1040采用變截面鋼板彈簧如圖22—24特點：彈簧銷的襯套采用了橡膠襯套，工作無磨損，不需潤滑，簡化了保養(yǎng)工作，無噪聲。（二）后懸架1.EQ1090E型汽車后懸架如圖22—25優(yōu)點：主簧和副簧并聯(lián)，彈簧剛度可變，使車身振動頻率不因載荷變大而變化過大缺點：剛度增加很突然，對汽車行駛平順性不利。2.依維柯貨車后懸架

如圖22—27

特點：漸變剛度彈簧，為主簧剛和副簧接觸時，彈簧特性為非線性，當(dāng)全部接觸為線性。副簧逐漸起作用，因此懸架剛度變化比較平穩(wěn)，從而改善了汽車行駛平順性。缺點：主簧和副簧之間易存積垢。二.螺旋彈簧非獨立懸架圖22-28一般用做轎車的后懸。如桑他納、奧迪100和紅旗CA7220。三、空氣彈簧非獨立懸架圖22-29四、油氣彈簧非獨立懸架圖2-31§21.5獨立懸架

一.特點及類型

如圖21-21.特點

優(yōu)點：（1）在彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車輪可以單獨運動而互不影響。（2）減少了汽車的非簧載質(zhì)量。（3）采用斷開式車橋，發(fā)動機的位置可以降低和前移；同時給予車輪較大的上下運動空間，可將懸架剛度設(shè)計得較小。對于有特殊要求的越野汽車全部車輪采用獨立懸架比較合理。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，保養(yǎng)維修不便，在一般情況下，車輪跳動時，外傾角與輪距變化較大，輪胎磨損較嚴重。3.類型圖22-321）車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動的懸架—橫臂式2）車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動的懸架—縱臂式3)車輪沿主銷移動的懸架—燭式和麥弗遜式4)車輪在汽車的斜向平面內(nèi)擺動的懸架—單斜臂式二、橫臂式獨立懸架

1、單橫臂式當(dāng)懸架變形時，車輪平面將產(chǎn)生傾斜，改變輪距，使輪胎相對地面?zhèn)认蚧?，用的少。圖22-33戴姆勒-奔馳轎車采用.2、雙橫臂式

--用的多。如圖22-34.

1）擺臂長度相等，如圖22—34（a）。車輪平面沒有傾斜，但輪距卻發(fā)生了較大的變化，增加了側(cè)向滑移的可能。2）雙橫臂長度不相等。選擇合適的話，可使車輪和主銷的角度以及輪距的變化都不太大，不大的輪距變化可由輪胎變形來適應(yīng)。因此在轎車前輪上用的很廣泛。圖22-35組成：上橫臂、下橫臂、螺旋彈簧、減振器。主銷后傾角的調(diào)整：通過上擺臂軸15。車輪外傾角的調(diào)整：通過墊片12垂直力的傳遞：縱向力、側(cè)向力的傳遞：上、下擺臂都做成叉形的剛性架。依維柯前懸架圖22-36,37

特點：可調(diào)節(jié)車身高度三.車輪沿主銷移動的懸架1.燭式圖22-43特點:主銷定位角不變,輪距、軸距稍有改變；但磨損嚴重，因此已很少采用。

2.麥弗遜式

如圖22-44

特點：側(cè)向力大部分由下擺臂承受，其余部分由減振器承受;和燭式懸架相比在一定程度上減少了滑動摩擦;突出的優(yōu)點是增大了兩前輪內(nèi)側(cè)的空間，便于發(fā)動機和其他部件的布置。多用在前置、前驅(qū)動的轎車和微型汽車上?！?1.6主動懸架和半主動懸架