任務(wù)一 懸架的功能與組成

汽車(chē)懸掛、轉(zhuǎn)向與制動(dòng)系統(tǒng)維修汽車(chē)維修底盤(pán)維修汽車(chē)懸掛系統(tǒng)任務(wù)一

懸架的功能與組成知識(shí)目標(biāo)（1）掌握懸架的功能。（2）掌握懸架的結(jié)構(gòu)。能力目標(biāo)能夠?qū)ζ?chē)懸架進(jìn)行拆裝。任務(wù)目標(biāo)懸架是汽車(chē)中的一個(gè)重要總成，它把車(chē)架與車(chē)輪彈性地連接起來(lái)，關(guān)系到汽車(chē)的多種使用性能。下面進(jìn)入汽車(chē)懸架的功能與組成的學(xué)習(xí)。任務(wù)引入汽車(chē)懸架是車(chē)架（或承載式車(chē)身）與車(chē)橋（或車(chē)輪）之間的傳力裝置，在行駛時(shí)，它與輪胎一起吸收和緩沖因路面不規(guī)則而產(chǎn)生的各種振動(dòng)、擺動(dòng)和沖擊，以便保護(hù)乘客和貨物，并改善駕駛穩(wěn)定性；傳遞因路面和車(chē)輪之間的摩擦而產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力至底盤(pán)和車(chē)身；將車(chē)身支承在軸上，并在車(chē)身和車(chē)輪之間保持恰當(dāng)?shù)膸缀侮P(guān)系。如圖1-1所示為后懸架系統(tǒng)。一、懸架的功能相關(guān)知識(shí)根據(jù)汽車(chē)兩側(cè)車(chē)輪是否相互關(guān)聯(lián)，汽車(chē)懸架可分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架，如圖1-2所示。非獨(dú)立懸架的兩側(cè)車(chē)輪安裝在一個(gè)整體式車(chē)橋上，車(chē)輪連同車(chē)橋一起通過(guò)彈性元件與車(chē)架（或車(chē)身）連接，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪因路面不平等原因發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，另一側(cè)車(chē)輪隨之發(fā)生變化。獨(dú)立懸架的兩側(cè)車(chē)輪各自獨(dú)立地通過(guò)彈性元件與車(chē)架（或車(chē)身）連接，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪相對(duì)于車(chē)架（或車(chē)身）的位置發(fā)生變化時(shí)，對(duì)另一側(cè)車(chē)輪幾乎不產(chǎn)生影響。鋼板彈簧也稱(chēng)葉片彈簧，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，在車(chē)橋靠近車(chē)架或車(chē)身時(shí)靠鋼板彈簧的彈性形變來(lái)起緩沖作用，并在車(chē)橋靠近和離開(kāi)車(chē)架或車(chē)身的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)各片相互之間的滑動(dòng)摩擦，部分衰減路面的沖擊作用。二、懸架的組成彈性元件1①鋼板彈簧螺旋彈簧廣泛應(yīng)用于獨(dú)立懸架，有些轎車(chē)的后輪非獨(dú)立懸架也采用螺旋彈簧做彈性元件。螺旋彈簧如圖1-4所示，由特殊的彈簧鋼棒卷制而成，可以制成圓柱形或圓錐形，也可以制成等螺距或不等螺距。圓柱形等螺距螺旋彈簧的剛度是不變的，圓錐形或不等螺距螺旋彈簧的剛度是可變的。與鋼板彈簧相比，螺旋彈簧無(wú)須潤(rùn)滑，防污能力強(qiáng)，質(zhì)量小，單位質(zhì)量的能量吸收率較高。但是，螺旋彈簧本身減振作用很差，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，故必須加裝導(dǎo)向裝置，以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。②螺旋彈簧③扭桿彈簧扭桿彈簧是一根由鉻釩彈簧鋼制成的扭桿，如圖1-5所示。扭桿一端固定在車(chē)架上，另一端固定在懸架的擺臂上，擺臂則與車(chē)輪相連。當(dāng)車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，擺臂便繞著扭桿軸線擺動(dòng)，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致彈性變形，以保證車(chē)輪與車(chē)架的彈性連接。扭桿彈簧在制造時(shí)，經(jīng)熱處理后預(yù)先施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，使之產(chǎn)生一個(gè)永久的扭轉(zhuǎn)變形，從而使其具有一定的預(yù)應(yīng)力。左、右扭桿預(yù)加扭轉(zhuǎn)的方向都與扭桿安裝在車(chē)上后承受工作載荷時(shí)扭轉(zhuǎn)的方向相同，目的是減少工作時(shí)的實(shí)際應(yīng)力，以延長(zhǎng)使用壽命。如果左、右扭桿換位安裝，則將導(dǎo)致扭桿彈簧的實(shí)際工作應(yīng)力增大，使用壽命縮短。因此，左、右扭桿彈簧刻有不同的標(biāo)記，不可互換。④氣體彈簧氣體彈簧主要有空氣彈簧和油氣彈簧。空氣彈簧以空氣作為彈性介質(zhì)，即在一個(gè)密閉的容器內(nèi)裝入壓縮空氣（氣壓為0.5~1MPa），利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈簧的作用。如圖1-6所示。油氣彈簧以氮?dú)猓ǘ栊詺怏w）作為彈性介質(zhì)，用油液作為傳力介質(zhì)。如圖1-7所示為單氣室式油氣彈簧。油氣彈簧的球形室固定在工作缸上，室的內(nèi)腔用橡膠油氣隔膜隔開(kāi)，充入高壓氮?dú)獾囊粋?cè)為氣室，與工作缸相通并充滿(mǎn)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。當(dāng)載荷增大且車(chē)架與車(chē)橋相互靠近時(shí)，活塞上移，使工作缸內(nèi)容積減小，油壓升高，油液頂開(kāi)阻尼閥進(jìn)入球形室，推動(dòng)隔膜向氣室方向移動(dòng)，使氣室容積減少，氮?dú)鈮毫ι撸蜌鈴椈傻膭偠仍龃蟆．?dāng)載荷減小時(shí)，在高壓氮?dú)獾淖饔孟赂裟は蛴褪曳较蛞苿?dòng)，室內(nèi)油液經(jīng)阻尼閥流回工作缸，推動(dòng)活塞下移。這時(shí)氣室容積增大，氮?dú)鈮毫ο陆?，彈簧剛度減小。當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫νㄟ^(guò)油液傳遞作用在活塞上的力與載荷平衡時(shí)，活塞便停止移動(dòng)。隨著載荷的變化，氣室內(nèi)的氮?dú)鈮毫σ舶l(fā)生變化，使活塞處于工作缸中不同位置?？梢?jiàn)，油氣彈簧具有變剛度的特性。減振器2彈性系統(tǒng)受到?jīng)_擊會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，持續(xù)的振動(dòng)容易使乘員感到不舒適或疲勞，為了使彈性系統(tǒng)的振動(dòng)迅速衰減，改善汽車(chē)行駛平順性，懸架中安裝有減振器，如圖1-8所示。汽車(chē)減振器有液力式、充氣式和阻力可調(diào)式幾種。這里主要講述液力式減振器。目前汽車(chē)廣泛采用筒式液力式減振器，其在壓縮和伸張兩個(gè)行程內(nèi)均起減振作用，故又稱(chēng)雙向作用式減振器，如圖1-9所示。它一般具有4個(gè)閥：壓縮閥、伸張閥、流通閥和補(bǔ)償閥。流通閥和補(bǔ)償閥是一般的單向閥，其彈簧作用很弱，當(dāng)閥上的油壓作用力與彈簧力同向時(shí)，閥處于關(guān)閉狀態(tài)；而當(dāng)油壓作用力與彈簧力反向時(shí)，只要有很小的油壓，閥便能開(kāi)啟。壓縮閥和伸張閥是卸載閥，其彈簧作用較強(qiáng)，預(yù)緊力較大，只有當(dāng)油壓升高到一定程度時(shí)，閥才能開(kāi)啟。雙向作用式減振器的工作原理如下。①壓縮行程當(dāng)汽車(chē)車(chē)輪滾上凸起地面或滾出凹坑時(shí)，車(chē)輪靠近車(chē)架（車(chē)身），減振器受壓縮，減振器活塞下移?；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，故還有一部分油液推開(kāi)壓縮閥，流回儲(chǔ)油缸。這些閥對(duì)油液的節(jié)流產(chǎn)生對(duì)懸架壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。②伸張行程當(dāng)車(chē)輪滾進(jìn)凹坑或滾離凸起地面時(shí)，車(chē)輪遠(yuǎn)離車(chē)身，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，流通閥關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液便推開(kāi)伸張閥流入下腔。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)儲(chǔ)油缸中的油液便推開(kāi)補(bǔ)償閥流入下腔進(jìn)行補(bǔ)充。這些閥的節(jié)流作用產(chǎn)生對(duì)懸架伸張運(yùn)動(dòng)的阻尼力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3獨(dú)立懸架上的彈性元件大多只能傳遞垂直載荷而不能傳遞縱向力和橫向力，必須另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以承受車(chē)輪傳遞過(guò)來(lái)的縱向力和力矩及側(cè)向力。懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)決定著車(chē)輪定位參數(shù)及其動(dòng)態(tài)性能，是懸架的關(guān)鍵部件之一，如圖1-10所示。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要功用是當(dāng)車(chē)輪與車(chē)身產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，保證輪距在一定的范圍之內(nèi)變化，以免輪胎過(guò)早磨損；當(dāng)車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)，使前輪定位參數(shù)有合理的變化特性；轉(zhuǎn)彎時(shí)，使車(chē)輪與車(chē)身傾斜方向相同，增強(qiáng)汽車(chē)的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)；在車(chē)輛加速和制動(dòng)時(shí)能保持車(chē)身穩(wěn)定，減少車(chē)身縱傾的可能性；制動(dòng)時(shí)，懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)使車(chē)身具有抗點(diǎn)頭的作用；加速時(shí)有抗俯仰的作用；行程恰當(dāng)?shù)膫?cè)傾中心，保證懸架有足夠的側(cè)傾剛度；各鉸接點(diǎn)處受力盡量小，減少橡膠元件的彈性變形，以保證導(dǎo)向精度；導(dǎo)向桿系有足夠的強(qiáng)度、剛度和疲勞強(qiáng)度。橫向穩(wěn)定桿4橫向穩(wěn)定桿又稱(chēng)防傾桿、平衡桿，是汽車(chē)懸架中的一種輔助彈性元件。它的作用是防止車(chē)身在轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生過(guò)大的橫向側(cè)傾，盡量使車(chē)身保持平衡，改善汽車(chē)行駛平順性，如圖1-11所示。當(dāng)兩側(cè)懸架變形不等，車(chē)身相對(duì)路面發(fā)生側(cè)向傾斜時(shí)，車(chē)架的一側(cè)移近彈簧下支座，穩(wěn)定桿的同側(cè)末端就相對(duì)車(chē)架向上抬起，而另一側(cè)車(chē)架遠(yuǎn)離彈簧座，相應(yīng)一側(cè)橫向穩(wěn)定桿的末端應(yīng)相對(duì)車(chē)架下移。同時(shí)，橫向穩(wěn)定桿中部與車(chē)架之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而穩(wěn)定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉(zhuǎn)，于是穩(wěn)定桿被扭轉(zhuǎn)。彈性的穩(wěn)定桿所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力矩阻止了懸架彈簧的變形，因而減小了車(chē)身的橫向傾斜和橫向角振動(dòng)。任務(wù)實(shí)踐實(shí)踐名稱(chēng)懸架的拆裝。工作準(zhǔn)備舉升機(jī)、實(shí)訓(xùn)車(chē)輛、常用工具等。技術(shù)要求與注意事項(xiàng)（1）明確操作規(guī)范和職責(zé)范圍，預(yù)防潛在危險(xiǎn)。（2）實(shí)踐操作過(guò)程中保持場(chǎng)地衛(wèi)生及安全，不嬉戲打鬧。（3）在使用舉升機(jī)的過(guò)程中應(yīng)上好保險(xiǎn)后再開(kāi)始工作。（4）使用維修手冊(cè)時(shí)，要注意避免破損，手冊(cè)與使用車(chē)型相對(duì)應(yīng)。操作步驟及方法1）前懸架的拆卸。①停放車(chē)輛，將車(chē)輛用舉升機(jī)稍稍頂起，擰松車(chē)輪緊固螺栓。將車(chē)輛升至工作位置，取下車(chē)輪，如圖1-12所示。②打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)艙，鋪上防護(hù)墊。用扳手拆下轉(zhuǎn)向節(jié)螺母和螺栓，如圖1-13所示。前懸架的拆裝1③從前滑桿上拆下穩(wěn)定桿連桿螺母，取出連桿，如圖1-14所示，并將制動(dòng)軟管從減振器上分離。④拆下懸架頂端支撐罩，松開(kāi)固定螺栓，取下螺母和支撐板，如圖1-15所示。⑤用拖頂支撐懸架下端，松開(kāi)減振器下端螺栓，取出減振器總成，如圖1-16所示；并用彈簧壓縮器壓住減振彈簧，如圖1-17所示。⑥松開(kāi)固定螺母，取下減振彈簧上蓋，如圖1-18所示；并取下彈簧和防塵套，如圖1-19所示。⑦取出減振墊、下隔振墊。2）前懸架的安裝。