汽車懸架概述

懸架系統(tǒng)行駛系概述汽車的車架、車橋、車輪和懸架等組成了行駛系，行駛系的功用是：

1.接受傳動系的動力，通過驅(qū)動輪與路面的作用產(chǎn)生牽引力，使汽車正常行駛；

2.承受汽車的總重量和地面的反力；

3.緩和不平路面對車身造成的沖擊，衰減汽車行駛中的振動，保持行駛的平順性；

4.與轉(zhuǎn)向系配合，保證汽車操縱穩(wěn)定性。1-車架，2-后懸架3-驅(qū)動橋4-后輪5-前輪6-從動橋7-前懸架一、車架車架是汽車上各部件的安裝基礎(chǔ)。如發(fā)動機、變速器、車身或駕駛室通過彈性支承安裝于車架上；前、后橋通過懸架連接在汽車車架上；而轉(zhuǎn)向器則直接安裝在車架上。通常車架由縱梁和橫梁組成。邊梁式車架工字梁二、車橋車橋通過懸架與車架連接，支承著汽車大部份重量，并將車輪的牽引力或制動力，以及側(cè)向力經(jīng)懸架傳給車架。為了便于與不同懸架相配合，汽車的車橋分為整體式和斷開式兩種。按使用功能劃分，車橋又可分為轉(zhuǎn)向橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、驅(qū)動橋和支持橋。轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和驅(qū)動橋的內(nèi)容已放在傳動系中，這里主要介紹從動的轉(zhuǎn)向橋和支持橋。1.解放汽車轉(zhuǎn)向橋

1、制動鼓2、輪轂3、4、輪轂軸承

5、轉(zhuǎn)向節(jié)

6、油封7、襯套8、主銷9、滾子止椎軸承10、前軸

非獨立懸架的前橋結(jié)構(gòu)2.與獨立懸架匹配的轉(zhuǎn)向橋斷開式轉(zhuǎn)向橋的作用與非斷開式轉(zhuǎn)向橋一樣，所不同的是斷開式轉(zhuǎn)向橋與獨立懸架匹配，斷開式車橋為活動關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)。二.支持橋轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動橋。有些單橋驅(qū)動的三軸汽車，往往將后橋設(shè)計成支持橋,如圖所示為可升降的支持橋。掛車上的車橋也是支持橋。發(fā)動機前置前驅(qū)動轎車的后橋也屬于支持橋懸架系統(tǒng)的概述一、功

用

汽車懸架是車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間一切傳力裝置的總稱。，它具有以下功用：

(1)對不平整路面所造成的汽車行駛中的各種搖擺和振動等，與輪胎一起，予以吸收和減緩，從而保障乘客和貨物的安全，并提高駕駛穩(wěn)定性。

(2)將路面與車輪之間的摩擦所產(chǎn)生的驅(qū)動力和制動力，傳輸至車架和車身。

(3)支承車橋上的車身，并使車身與車輪之間保持適當?shù)膸缀侮P(guān)系。

二、組

成

懸架系統(tǒng)由彈性元件、減振器、導(dǎo)向裝置和橫向穩(wěn)定桿三部件組成，如圖所示

(1)彈性元件：承受并傳遞垂直載荷，緩和不平路面引起的沖擊，使車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間保持彈性連接。

(2)減振器：用于衰減振動，提高乘坐舒適性

(3)導(dǎo)向裝置(包括橫向?qū)U和縱向推力桿)：用來傳遞除垂直力以外的各種力和力矩，并確定車輪相對于車架(或車身)的運動關(guān)系

三、類

型

汽車懸架可分為兩大類：非獨立懸架和獨立懸架。

1)

非獨立懸架非獨立懸架(如圖)的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車橋上，車輪和車橋一起通過彈性元件懸掛在車架(或車身)下面。(圖中左側(cè)車輪擺動)。

2)獨立懸架

獨立懸架(如圖)則是兩側(cè)車輪各自獨立地通過彈性元件懸掛在車架下面，其配用的車橋都是斷開式車橋。一側(cè)車輪因路不平等車架的位置發(fā)生變化，另一側(cè)車輪的位置也發(fā)生變化當一側(cè)車輪相對于車架位置發(fā)生變化時，另一車輪幾乎不產(chǎn)生影響

a.非獨立懸架b.獨立懸架第二節(jié)

彈性元件

一、彈性元件的特點

為了緩和沖擊，在汽車行駛系中，除了采用彈性的充氣輪胎之外，在懸架中還必須裝有彈性元件，使車架(或車身)之間作彈性聯(lián)接。彈性元件具有以下特點：

(1)彈性。如圖所示，如果在一個用橡膠之類的材料制成的物體上施加作用力，物體會產(chǎn)生變形。當作用力消失時，物體將恢復(fù)原狀。汽車彈性元件正是利用彈性原理來緩沖路面振動。(2)彈簧剛度。彈性元件的變形程度與對它施加的力(載荷)成正比。作用力除以變形量所得到的常數(shù)稱為彈簧剛度。

(3)彈簧振動。當車輪駛過凸起路面時，彈性元件迅速壓縮。由于每個彈性元件有彈性，要立即恢復(fù)原狀，就會回彈，使車身向上運動。

汽車懸架系統(tǒng)所使用的彈性元件分為金屬彈簧(如鋼板彈簧、螺旋彈簧和扭桿彈簧)和非金屬彈簧(如橡膠彈簧和氣體彈簧)。

二、彈性元件的類型

1.鋼板彈簧又叫葉片彈簧，它是由若干不等長的合金彈簧片疊加在一起組合成一根近似等強度的梁。如圖所示。鋼板彈簧3的第一片（最長的一片）稱為主片，其兩端彎成卷耳1，內(nèi)裝青銅或塑料或橡膠。粉沫冶金、制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接。1.卷耳；2.彈簧夾；3.鋼板彈簧；4.中心螺栓鋼板彈簧在載荷作用下變形時，各片之間會相對滑動而產(chǎn)生摩擦，可以幫助衰減車架的振動。但各片間的干摩擦，將使車輪所受的沖擊在很大的程度上傳給車架，降低了懸架緩和沖擊的能力，并使彈簧各片加速磨損，這是不利的。

一般來說，鋼板彈簧越長就越軟。鋼板彈簧中鋼板數(shù)目越多，其承重能力越強，但彈簧會變硬而有損乘坐舒適。

鋼板彈簧的特性：由于彈簧有足夠的剛性使車橋適當定位，所以不需要導(dǎo)向裝置；鋼板之間的摩擦可控制彈簧自身的振蕩；適用于重載，壽命長；由于片間的摩擦，很難吸收來自路面的微小振顫。所以，鋼板彈簧一般用在貨車和大型客車上。

鋼板彈簧具有如下特點：螺旋彈簧廣泛用于獨立懸架。但有些轎車，其后輪非獨立懸架也采用螺旋彈簧作為彈性元件。

2．螺旋彈簧螺旋彈簧是由特殊的彈簧鋼桿卷制而成，可以做成圓柱形或圓錐形，也可以做成等螺距或不等螺距(如圖)。圓柱形等螺距螺旋彈簧的剛度不變，圓錐形或不等螺距螺旋彈簧的剛度可變的。在螺旋彈簧上施加載荷時，隨著彈簧的收縮，整條鋼桿扭曲，這樣便貯存了外力的能量，緩和了沖擊。

與鋼板彈簧相比，螺旋彈簧無需潤滑，防污能力強，質(zhì)量小，單位質(zhì)量的能量吸收率較高；螺旋彈簧本身沒有減振作用，因此在螺旋彈簧懸架中必須另裝減振器；螺旋彈簧只能承受垂直載荷，故必須裝設(shè)導(dǎo)向裝置，以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。扭桿彈簧一般是用彈簧鋼制成的桿件，如圖所示。

3．扭桿彈簧扭桿彈簧兩端可以做成花鍵、方形、六角形或帶平面的圓柱形等，以便一端固定在車架或車身上，另一端固定在懸架的擺臂上。擺臂則與車輪相連。當車輪跳動時，擺臂便繞著扭桿曲線而擺動，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈性變形，來保證車輪與車架的彈性關(guān)系。

車架懸架擺臂扭桿彈簧具有如下特點：結(jié)構(gòu)簡單，便于布置，維修方便；與其他彈簧相比，其單位質(zhì)量的能量吸收率較高，所以可減輕懸架的質(zhì)量；與螺旋彈簧一樣，扭桿彈簧也沒有減振作用，所以需要與減振器—起使用。

橡膠彈簧是利用橡膠本身的彈性來起作用的彈性元件，它可以承受壓縮載荷和扭轉(zhuǎn)載荷。當橡膠彈簧在外力作用下而變形時，便產(chǎn)生內(nèi)部摩擦，以吸收振動。

4．橡膠彈簧橡膠彈簧的優(yōu)點是：可以制成任何形狀；使用時無噪聲；不需要潤滑。但橡膠彈簧不適于支承重載荷。所以，橡膠彈簧主要用作輔助彈簧，或用作懸架部件的襯套、墊片、墊塊、擋塊及其他支承件

氣體彈簧是在一個密封的容器中充人壓縮氣體利用氣體的可壓縮性實現(xiàn)其彈簧作用的彈性元件。

5．氣體彈簧空氣彈簧在轎車上有采用尤其在主動懸架中被采用。這種彈簧隨著載荷的增加，容器內(nèi)壓縮空氣壓力升高，使其彈簧剛度也隨之增加，載荷減少，彈簧壓力也隨空氣壓力減少而下降，因而這種彈簧有其理想的彈性特性。以油氣彈簧為例簡述氣體彈簧的結(jié)構(gòu)原理，如圖所示。球形室固定在工作缸上，室的內(nèi)腔用橡膠油氣隔膜隔開，充入高壓氮氣的一側(cè)為氣室；與工作缸相通并充滿油液的一側(cè)為油室。工作缸內(nèi)裝有活塞、阻尼閥及其閥座。油氣彈簧簡圖

隨著載荷的變化，氣室內(nèi)氮氣也隨之變化，相應(yīng)地活塞處于工作缸中不同位置。可見，油氣彈簧具有變剛度的特性。

此外，當油液流經(jīng)阻尼閥時，產(chǎn)生阻尼力，因此油氣彈簧還起減振器的作用。工作過程當載荷增加且車架與車橋相互靠近時，活塞上移，使工作缸內(nèi)容積減小，油壓升高，油液頂開阻尼閥進人球形室，推動隔膜向氣室方向移動，使氣室容積減少，氮氣壓力升高，油氣彈簧的剛度增大。當載荷減小時，在高壓氮氣的作用下隔膜向油室方向移動，室內(nèi)油液經(jīng)阻尼閥流回工作缸，推動活塞下移，這時氣室容積增大，氮氣壓力下降，彈簧剛度減小。當?shù)獨鈮毫νㄟ^油液傳遞作用在活塞上的力與載荷平衡時，活塞便停止移動。油氣彈簧只能承受垂直載荷。為了傳遞橫向力、縱向力及其力矩，懸架中必須裝橫向推力桿和縱向推力桿等導(dǎo)向裝置。

氣體彈簧在汽車滿載和空載的情況下，都具有良好的行駛平順性；且體積小、質(zhì)量輕。但對氣體和油液的密封要求高，維護也較麻煩。這種彈簧適用于重型汽車。

在使用空氣彈簧的空氣懸架中，需要使用控制空氣壓力的控制閥和壓縮空氣的壓縮機等設(shè)備，如圖所示。所以懸架系統(tǒng)很復(fù)雜。

最近，在豐田凌志LS400型汽車上使用了一種與氣體彈簧配合使用的電子調(diào)節(jié)空氣懸架，如圖為其結(jié)構(gòu)示意圖。

豐田凌志LS400

汽車受到路面的沖擊而產(chǎn)生振動時，這種振動持持續(xù)到?jīng)_擊能量完全耗犀為止。為了迅速衰減車架和車身振動，在大多數(shù)懸架中裝設(shè)了減振器。減振器和彈性元件是并聯(lián)的。減振器不僅可以提高乘坐舒適性，還可提高輪胎的方向穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。第三節(jié)

減振器一、減振器概

述減振器車架減震器與彈性元件的安裝示意圖減振器外觀圖在汽車中廣泛使用液力減振器。如圖所示為一種液力減振器的工作原理示意圖。其基本工作原理是利用油液流動產(chǎn)生的阻力來消耗沖擊振動的能量。

1．基本工作原理利用油液流動產(chǎn)生的阻力來消耗沖擊振動的能量。當車架與車橋作往復(fù)相對運動時，減振器內(nèi)的油液反復(fù)地從一個腔室通過一些窄小的孔隙流入另一個腔室。此時，孔隙與油液間的摩擦以及抽液分子間的內(nèi)摩擦便形成了對車架振動的阻尼力，從而使車架、車身的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，并被油液和減振器殼體所吸收，然后散發(fā)到大氣中。

其基本工作原理是阻尼力的大小隨著車架與車橋相對運動速度的增減而增減，并且與油液粘度、孔道截面面積等因素有關(guān)。阻尼力越大，振動衰減的也越快，但卻使與其并聯(lián)安裝的彈性元件的緩沖作用不能充分發(fā)揮。另外，過大的阻尼力還可能導(dǎo)致減振器連接零件及車架損壞。為解決彈性元件和減振之間的這一矛盾，對減振器有如下要求：(1)在懸架壓縮行程(車橋與車架互相移近的行程)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，以緩和沖擊；

(2)在懸架伸張行程(車架與車橋相對遠離的行程)內(nèi)，減振器的阻尼力應(yīng)較大，以便迅速減振；

(3)當車橋(或車輪)與車架的相對速度過大時，減振器應(yīng)當能自動加大液流通道截面積，使阻尼力始終保持在一定限度內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。

壓縮行程伸張行程減振器與螺旋彈簧的配合(1)減振器按工作原理分為單向作用式減振器雙向作用式減振器。在壓縮和伸張兩個行程中均能起減振作用的減振器稱為雙向作用式減振器，只在伸張行程中起減振作用的減振器稱為單向作用式減振器。

(2)按結(jié)構(gòu)可分雙筒式減振器單筒式減振器。

(3)按工作介質(zhì)分液壓式充氣式減振器。

2．減振器類型目前，新型汽車大多采用具有雙向作用式原理的雙筒或單筒式結(jié)構(gòu)的液壓減振器：新型號的汽車中，開始采用充氣型減振器

1-活塞桿2-工作缸筒3-活塞4-伸張閥5-儲油缸筒6-壓縮閥7-補償閥8-流通閥9-導(dǎo)向座-10-防塵罩11-油封雙向作用雙筒式式減振器示意圖各種汽車使用不同類型的減震器。在此僅舉幾種有代表性的例子，解釋其實際結(jié)構(gòu)和運作。1、單管型單管型減震器中，最具代表性的是充有高壓氮氣DuCarbon型減震器的特點●

由于單管直接暴露在空氣之中，所以散熱性良好?！?/p>

管的一端充有高壓氣體，自由活塞將其與液體完全密封隔開。這樣，在運作過程中就不會出現(xiàn)空穴和混氣現(xiàn)象，從而減震較平穩(wěn)?！?/p>

運作噪音大大降低?！?/p>

由于氣體存貯在獨立的氣腔內(nèi)，該減震器的總長度大于常規(guī)減震器長度。（1）、結(jié)構(gòu)在減震器殼體(外管)內(nèi)有一個缸筒(壓力管)。缸筒內(nèi)有一個可上、下運動的活塞。在活塞連桿的底部裝置了一個活塞閥。在減震器伸長(回強行程)時，該活塞閥產(chǎn)減震力。在缸簡的底部裝有一個底閥，在減震器壓縮(彈跳行程)時產(chǎn)生減震力。缸筒內(nèi)充有減震液，但只有2／3的貯液腔充入減震液，其余部分充人大氣壓狀態(tài)下的空氣。在液體進入和排出缸筒時，貯液腔起到貯存罐的作用。2、雙管型在壓縮行程時，指汽車車輪移近車身，減振器受壓縮，此時減振器內(nèi)活塞3向下移動?；钊虑皇业娜莘e減少，油壓升高，油液流經(jīng)流通閥8流到活塞上面的腔室（上腔）。上腔被活塞桿1占去了一部分空間，因而上腔增加的容積小于下腔減小的容積，一部分油液于是就推開壓縮閥6，流回貯油缸5。這些閥對油的節(jié)約形成懸架受壓縮運動的阻尼力。減振器在伸張行程時，車輪相當于遠離車身，減振器受拉伸。這時減振器的活塞向上移動?；钊锨挥蛪荷?，流通閥8關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液推開伸張閥4流入下腔。由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液不足以充滿下腔增加的容積，主使下腔產(chǎn)生一真空度，這時儲油缸中的油液推開補償閥7流進下腔進行補充。由于這些閥的節(jié)流作用對懸架在伸張運動時起到阻尼作用。雙向作用筒式減振器工作原理說明:奧迪100轎車前、后懸架減振器結(jié)構(gòu)圖（1）、空穴現(xiàn)象當液體在減震器內(nèi)高速流動時，某些區(qū)域的壓力會下降，使液體中形成氣泡或空穴。這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象。這些空穴進入高壓區(qū)域時，便會消失，而產(chǎn)生巨大沖擊壓力。這樣，便會產(chǎn)生噪音和壓力波動，并會損壞減震器本身。（2）、混氣現(xiàn)象混氣現(xiàn)象是指空氣和減震液混合的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象也會導(dǎo)致噪音、壓力波動和壓力損失。減震器損壞的原因有以下兩種情況：

橫向穩(wěn)定桿由彈簧鋼制成，呈扁平的U形，橫向安裝在汽車前端或后端（有轎的車在前后都裝橫向穩(wěn)定器）。彈性的穩(wěn)定桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)內(nèi)力矩會阻礙懸架彈簧的變形，減少了車身的橫向傾斜和橫向角振動。第四節(jié)

橫向穩(wěn)定桿懸架系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)，大致分為兩種類型。各類懸架的特點如下：第五節(jié)懸架的類型及特點一．整體橋懸架（非獨立懸架）二、獨立懸架1、剛性橋懸架有如下特點：●組成懸架的構(gòu)件少，結(jié)構(gòu)簡單?！駡怨棠陀?，適合重載?！褶D(zhuǎn)彎時車身傾斜度小?！褚子诰S修?！褴囕喍ㄎ粠缀醪灰蚱渖稀⑾逻\動而改變。所以輪胎磨損較少?！裼捎诜菓覓熘亓看?，故乘座欠舒適。非獨立懸架結(jié)構(gòu)簡單，被廣泛用于小貨車和客車的前后懸架。有的轎車的后懸架也有采用非獨立懸架。一．整體橋懸架2、并聯(lián)鋼板彈簧類這種類型的懸架用作卡車和公共汽車等的前懸架，以及營運車輛的后懸架。由于鋼板彈簧起著將車橋定位的聯(lián)動裝置作用(將它固定不動)，一般不再需要另外的聯(lián)動裝置。所以，該懸架結(jié)構(gòu)簡單，卻相當堅固。由于鋼板彈簧要起到使車橋定位的作用，就難於使用很軟的彈簧(彈簧常數(shù)小的彈簧)。所以，這種懸架在乘座舒適的方面不是很好。鋼板彈簧板片之間的摩擦降低了乘座的舒適。加速扭矩和制動扭矩會產(chǎn)生振顫和繞Y軸的回轉(zhuǎn)振動。而繞Y軸的回轉(zhuǎn)振動反過來又造成尾部下坐和前部栽頭。特點1、獨立懸架的特點如下：●可以降低非懸掛重量。車輪的方向穩(wěn)定性良好。從而乘座舒適性和操作穩(wěn)定性高。●在獨立懸架系統(tǒng)中，彈簧只支承車身，不用幫助使車輪定位(這由聯(lián)動裝置完成)。這樣就可以使用較軟的彈簧。二、獨立懸架●由于左、右車輪之間沒有車軸連接，地板和發(fā)動機的安裝位置可以降低。這意味著車輛的重心降低，乘客車廂和行李倉增大?！窠Y(jié)構(gòu)相當復(fù)雜?！褫喚嗪颓拜喍ㄎ浑S車輪的上、下運動而改變。2、獨立懸架的類型雙橫臂式獨立懸架雙V形擺臂懸架不等長雙橫臂式懸架滑柱擺臂（麥弗遜式）式懸架類型（1）雙橫臂式獨立懸架雙橫臂式獨立懸架上下兩擺臂不等長，選擇長度比例合適，可使車輪和主銷的角度及左右車輪接地點間距離變化不大。擺臂大多做成V（或稱A）字形。上下兩個V形擺臂的內(nèi)端與車架鉸接，外端與轉(zhuǎn)向節(jié)鉸接。雙V形擺臂懸架汽車車輪上下運動時，上、下臂外端鉸接點分別作圓弧運動。使左右車輪接地點間距離變化不大，這種結(jié)構(gòu)有利于減少輪胎磨損。

（2）雙V形擺臂懸架（3）不等長雙橫臂式懸架在不等長雙橫臂式獨立懸架中，把上擺臂軸的前端適當向上傾斜布置，能使懸架具有抗制動點頭能力，這種懸架橫臂外端與轉(zhuǎn)向節(jié)連接處，必須采用球鉸。（4）滑柱擺臂（麥弗遜式）式懸架滑柱擺臂式（麥弗遜式）懸架中，減振器起到引導(dǎo)車輪跳動的滑柱的作用。

減振器上端通過橡膠支承與車身相連接，該橡膠支承能起到球鉸的作用。減振器缸筒下端固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，轉(zhuǎn)向節(jié)通過鉸鏈與橫擺臂連接，該鉸鏈中心與減振器上端球鉸中心的連線構(gòu)成轉(zhuǎn)向主銷軸線。該懸架占用橫向空間小，有利于發(fā)動機向下布置，使汽車的重心降低，目前在轎車前懸架中采用很多。多連桿形式的懸架臂上懸架臂下懸架臂[懸架]

前/后:雙叉臂/多連桿的應(yīng)用