汽車懸架控制臂

汽車懸架控制臂懸架系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車上的重要總成，對(duì)汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性有很大的影響。控制臂(ControlarlTl，也稱擺臂)作為汽車懸架系統(tǒng)的導(dǎo)向和傳力元件，將作用在車輪上的各種力傳遞給車身，同時(shí)保證車輪按一定軌跡運(yùn)動(dòng)?？刂票鄯謩e通過球鉸或者襯套把車輪和車身彈性地連接在一起。控制臂(包括與之相連的襯套及球頭)應(yīng)有足夠的剛度、強(qiáng)度和使用壽命。汽車擺臂分為前擺臂和下擺臂，前擺臂是懸架的向?qū)Ш椭?，其變形影響車輪的定位，降低行車穩(wěn)定性；而下擺臂主要作用是用來支撐車身，減震器并且緩沖行駛中的震動(dòng)。減速器對(duì)下懸掛臂能起到好的輔助作用，它與減震器和彈簧的默契配合才能構(gòu)成一套出色的懸掛系統(tǒng)（總成）?？刂票矍蜚q總成結(jié)構(gòu)先介紹兩種常見結(jié)構(gòu)形式的控制臂球鉸總成。圖1中球銷6裝在球碗2內(nèi)，球碗2為聚乙烯材料制成，避免了球銷6直接與球座1接觸。防塵罩4上端通過卡環(huán)5裝在球銷6上，下端通過卡環(huán)3裝在球座1上，防塵罩4通常為橡膠材料或者聚乙烯材料。圖2中的球座2底部為開放式，利用鋁制擋板1鎖止球銷8,和球碗7脫出。球鉸總成通常通過球座與控制臂臂體裝配，裝配方式為球座與控制臂臂體鍛為一體，嵌入、焊接、鉚接或者螺栓聯(lián)接。汽車控制臂的結(jié)構(gòu)：1.橫向穩(wěn)定桿連桿2.橫拉桿3.縱拉桿4.單控制臂5.叉(V)形臂6.三角臂橫向穩(wěn)定桿連桿在懸架安裝時(shí)，穩(wěn)定桿連桿一端通過橡膠襯套或球鉸與橫向穩(wěn)定桿連接，另一端通過橡膠襯套或球鉸與控制臂或筒式減振器連接，橫向穩(wěn)定桿連桿在懸架中對(duì)稱使用，起提高操縱穩(wěn)定性的作用。兩種橫向穩(wěn)定桿連桿的結(jié)構(gòu)圖，如圖3、圖4所示。圖3為雙襯套穩(wěn)定桿。臂體2為鍛鋁件，橡膠襯套1，3與臂體2裝配時(shí)為緊配合，因此，橡膠襯套1,3與臂體2無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，圖4為雙球鉸穩(wěn)定桿，臂體2為鋼制拉桿，球鉸總成1,3的軸線與臂體2的相對(duì)位置根據(jù)需求可以設(shè)計(jì)為0°，90°，180°。球鉸總成1,3與臂體2焊接在一起。圖10中，臂體3為鈑金沖壓件焊接成形。橡膠襯套1,2與臂體3裝配時(shí)為緊配合，因此，橡膠襯套1,2與臂體3之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。球鉸總成4與臂體2鉚接在一起。圖11中，臂體2為鍛鋁件。橡膠襯套1，5與臂體2裝配為緊配合，因此，橡膠襯套1，5和臂體2之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。球鉸總成3為球座嵌擋板式，球座與臂體2裝配方式為嵌入式。對(duì)圖11所示叉形臂的結(jié)構(gòu)，臂體2在鍛造成形時(shí)，由于T形區(qū)金屬流動(dòng)比較大，鍛造工藝要求較高。6.三角臂此類控制臂多用于前懸麥弗遜懸架的下臂，用來傳遞橫向和縱向的載荷，控制車輪與車身的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖12、圖13為兩種三角臂的結(jié)構(gòu)圖。圖12為雙襯套、單球鉸三角臂，臂體2為鈑金沖壓件焊接成形。橡膠襯套1、4與臂體2裝配為緊配合，因此，橡膠襯套1，4與臂體2之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。球鉸總成3為球座嵌擋板式，與臂體2裝配方式為鉚接。圖13為單襯套、雙球鉸三角臂，臂體2為鍛鋁件。橡膠襯套4內(nèi)管與臂體2裝配時(shí)為緊配合，因此，橡膠襯套4與臂體2之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。球鉸總成1為球座嵌擋板式，球座與臂體裝配方式為嵌入式；球鉸總成3為球座無擋板式，球座與臂體2鍛造為一體。懸架安裝時(shí)，圖12中橡膠襯套1、4與副車架或車身連接，球鉸總成1與輪轂連接；圖13中球鉸總成1和橡膠襯套4與副車架或車身相連，球鉸總成3與輪轂相連。橡膠襯套1的動(dòng)態(tài)特性主要由汽車的操縱穩(wěn)定性要求確定，橡膠襯套4的動(dòng)態(tài)特性主要由汽車的平順性要求確定。C．汽車的懸掛系統(tǒng)1.汽車懸掛系統(tǒng)：汽車懸掛系統(tǒng)就是指由車身與輪胎間的彈簧和避震器組成整個(gè)支持系統(tǒng)。懸掛系統(tǒng)應(yīng)有的功能是支持車身，改善乘坐的感覺，不同的懸掛設(shè)置會(huì)使駕駛者有不同的駕駛感受。外表看似簡單的懸掛系統(tǒng)綜合多種作用力，決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。懸掛系統(tǒng)是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。典型的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸掛系統(tǒng)多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧。懸掛系統(tǒng)是汽車中的一個(gè)重要總成，它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來，關(guān)系到汽車的多種使用性能。從外表上看，轎車懸掛系統(tǒng)僅是由一些桿、筒以及彈簧組成，但千萬不要以為它很簡單，相反轎車懸架是一個(gè)較難達(dá)到完美要求的汽車總成，這是因?yàn)閼覓煜到y(tǒng)既要滿足汽車的舒適性要求，又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求，而這兩方面又是互相對(duì)立的。比如，為了取得良好的舒適性，需要大大緩沖汽車的震動(dòng)，這樣彈簧就要設(shè)計(jì)得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點(diǎn)頭”、加速“抬頭”以及左右側(cè)傾嚴(yán)重的不良傾向，不利于汽車的轉(zhuǎn)向，容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。汽車懸掛系統(tǒng)的分類非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)和獨(dú)立懸掛系統(tǒng)非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸掛系統(tǒng)懸掛在車架或車身的下面。非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn)，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。獨(dú)立懸掛系統(tǒng)獨(dú)立懸掛系統(tǒng)是每一側(cè)的車輪都是單獨(dú)地通過彈性懸掛系統(tǒng)懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)\o"查看圖片"

獨(dú)立懸掛系統(tǒng)量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發(fā)動(dòng)機(jī)位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；左右車輪單獨(dú)跳動(dòng)，互不相干，能減小車身的傾斜和震動(dòng)。不過，獨(dú)立懸掛系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn)。現(xiàn)代轎車大都是采用獨(dú)立式懸掛系統(tǒng)，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨(dú)立懸掛系統(tǒng)又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸掛系統(tǒng)等。a.橫臂式懸掛系統(tǒng)橫臂式懸掛系統(tǒng)是指車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動(dòng)的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，按橫臂數(shù)量的多少又分為雙橫臂\o"查看圖片"

橫臂式懸掛系統(tǒng)和單橫臂式懸掛系統(tǒng)。汽車懸掛(9張)單橫臂式具有結(jié)構(gòu)簡單，側(cè)傾中心高，有較強(qiáng)的抗側(cè)傾能力的優(yōu)點(diǎn)。但隨著現(xiàn)代汽車速度的提高，側(cè)傾中心過高會(huì)引起車輪跳動(dòng)時(shí)輪距變化大，輪胎磨損加劇，而且在急轉(zhuǎn)彎時(shí)左右車輪垂直力轉(zhuǎn)移過大，導(dǎo)致后輪外傾增大，減少了后輪側(cè)偏剛度，從而產(chǎn)生高速甩尾的嚴(yán)重情況。單橫臂式獨(dú)立懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在后懸掛系統(tǒng)上，但由于不能適應(yīng)高速行駛的要求，目前應(yīng)用不多。雙橫臂式獨(dú)立懸掛系統(tǒng)按上下橫臂是否等長，又分為等長雙橫臂式和不等長雙橫臂式兩種懸掛系統(tǒng)。等長雙橫臂式懸掛系統(tǒng)在車輪上下跳動(dòng)時(shí)，能保持主銷傾角不變，但輪距變化大(與單橫臂式相類似)，造成輪胎磨損嚴(yán)重，現(xiàn)已很少用。對(duì)于不等長雙橫臂式懸掛系統(tǒng)，只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長度，并通過合理的布置、就可以使輪距及前輪定位參數(shù)變化均在可接受的限定范圍內(nèi)，保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。目前不等長雙橫臂式懸掛系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用在轎車的前后懸掛系統(tǒng)上，部分運(yùn)動(dòng)型轎車及賽車的后輪也采用這一懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。b.多連桿式懸掛系統(tǒng)多連桿式懸掛系統(tǒng)多連桿式懸掛系統(tǒng)是由(3—5)根桿件組合起來控制車輪的位置變化的懸掛系統(tǒng)。多連桿式能使車輪繞著與汽車縱軸線成二定角度的軸線內(nèi)擺動(dòng)，是橫臂式和縱臂式的折衷方案，適當(dāng)?shù)剡x擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角，可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，能滿足不同的使用性能要求。多連桿式懸掛系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：車輪跳動(dòng)時(shí)輪距和前束的變化很小，不管汽車是在驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)狀態(tài)都可以按司機(jī)的意圖進(jìn)行平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向，其不足之處是汽車高速時(shí)有軸擺動(dòng)現(xiàn)象。c.縱臂式懸掛系統(tǒng)縱臂式獨(dú)立懸掛系統(tǒng)是指車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，又分為單縱臂式和雙縱臂式兩種形式。單縱臂式懸掛系統(tǒng)當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)會(huì)使主銷后傾角產(chǎn)生較大的變化，因此單縱臂式懸掛系統(tǒng)不用在轉(zhuǎn)向輪上。雙縱臂式懸掛系統(tǒng)的兩個(gè)擺臂一般做成等長的，形成一個(gè)平行四桿結(jié)構(gòu)，這樣，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)主銷的后傾角保持不變。雙縱臂式懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在轉(zhuǎn)向輪上。d.燭式懸掛系統(tǒng)燭式懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是車輪沿著剛性地固定在車架上的主銷軸線上下移動(dòng)。燭式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)懸掛系統(tǒng)變形時(shí)，主銷的定位角不會(huì)發(fā)生變化，僅是輪距、軸距稍有變化，因此特別有利于汽車的轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定和行駛穩(wěn)定。但燭式懸掛系統(tǒng)有一個(gè)大缺點(diǎn)：就是汽車行駛時(shí)的側(cè)向力會(huì)全部由套在主銷套筒的主銷承受，致使套筒與主銷間的摩擦阻力加大，磨損也較嚴(yán)重。燭式懸掛系統(tǒng)現(xiàn)已應(yīng)用不多。e.麥弗遜式懸掛系統(tǒng)麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的車輪也是沿著主銷滑動(dòng)的懸掛系統(tǒng)，但與燭式懸掛系統(tǒng)不麥弗遜式懸掛系統(tǒng)完全相同，它的主銷是可以擺動(dòng)的，麥弗遜式懸掛系統(tǒng)是擺臂式與燭式懸掛系統(tǒng)的結(jié)合。與雙橫臂式懸掛系統(tǒng)相比，麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，車輪跳動(dòng)時(shí)前輪定位參數(shù)變化小，有良好的操縱穩(wěn)定性，加上由于取消了上橫臂，給發(fā)動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置帶來方便；與燭式懸掛系統(tǒng)相比，它的滑柱受到的側(cè)向力又有了較大的改善。麥弗遜式懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在中小型轎車的前懸掛系統(tǒng)上，保時(shí)捷911、國產(chǎn)奧迪、桑塔納、夏利、富康等轎車的前懸掛系統(tǒng)均為麥弗遜式獨(dú)立懸掛系統(tǒng)。雖然麥弗遜式懸掛系統(tǒng)并不是技術(shù)含量最高的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但它仍是一種經(jīng)久耐用的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的道路適應(yīng)能力。f.主動(dòng)懸掛系統(tǒng)主動(dòng)懸掛系統(tǒng)是近十幾年發(fā)展起來的、由電腦控制的一種新型懸掛系統(tǒng)。它匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技\o"查看圖片"

主動(dòng)懸掛系統(tǒng)術(shù)知識(shí)，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。例如裝置了主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的法國雪鐵龍桑蒂雅，該車懸掛系統(tǒng)系統(tǒng)的中樞是一個(gè)微電腦，懸掛系統(tǒng)上的5種傳感器分別向微電腦傳送車速、前輪制動(dòng)壓力、踏動(dòng)油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度等數(shù)據(jù)。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較，選擇相應(yīng)的懸掛系統(tǒng)狀態(tài)。同時(shí)，微電腦獨(dú)立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件，通過控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動(dòng)，從而能在任何時(shí)候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸掛系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。因此，桑蒂雅轎車備有多種駕駛模式選擇，駕車者只要扳動(dòng)位于