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悬架结构、原理. 教学目标 掌握悬架系统的功用、结构、种类和原理. 1 概述. 一、什么是悬架 悬架是 车架（承载式车身）与车桥（车轮）之间一切传力、连接装置的总称。 先观看录像。. 横向稳定杆. 横向推力杆. 阻尼元件. 弹性元件. 纵向推力杆. 1 概述. 二、基本组成及功用. 1. 基本组成 弹性元件 ： 使车架与车桥的连接具有弹性，吸收、缓和路面冲击和振动。 减振器 ： 衰减弹性元件的振动，吸收并散发振动能量。 导向机构 ：传递侧向力、纵向力，并保证车轮相对车身的正确运动关系。
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悬架结构、原理 教学目标 • 掌握悬架系统的功用、结构、种类和原理
1 概述 一、什么是悬架 悬架是车架（承载式车身）与车桥（车轮）之间一切传力、连接装置的总称。 先观看录像。
横向稳定杆 横向推力杆 阻尼元件 弹性元件 纵向推力杆 1 概述 二、基本组成及功用
1. 基本组成 • 弹性元件：使车架与车桥的连接具有弹性，吸收、缓和路面冲击和振动。 • 减振器：衰减弹性元件的振动，吸收并散发振动能量。 • 导向机构：传递侧向力、纵向力，并保证车轮相对车身的正确运动关系。 • 横向稳定器：在汽车转向时，减小车身的倾斜和横向角振动，防止车身横向过度倾斜。
1 概述 2. 功用 • 连接车身和车轮，以传力。 • 缓和冲击、衰减振动，使乘坐舒适，具有良好的平顺性。 • 具有良好的操纵稳定性。 与悬架的刚度、簧载质量有关 • 转向不侧倾 • 加速不后坐 • 制动不点头
三、悬架的种类 按汽车悬架的性能是否可控，分为： 被动悬架：悬架刚度、阻尼在行驶中不可调整的悬架。 主动悬架：悬架的刚度、阻尼根据行驶状况不同，可以自动调 节的悬架。 半主动悬架：只有悬架阻尼可以自动调节的悬架。 按汽车悬架的结构特点分为： 非独立悬架：两侧车轮刚性的连接在一起，只能共同运动的悬架。 广泛应用于货车、客车和轿车后桥。 独立悬架：两侧车轮由断开式车桥连接，车轮单独通过悬架于车 架连接，可以单独跳动。广泛应用于轿车前悬架。
1 概述 四、悬架原理 合适的n=1~1.6Hz。 M变化，要求c也变化。
2 减振器 概述： 汽车减振器的作用： 通过减振器自身的运动，消耗弹簧变形储存的能量，将其变为热能，并散发到空气中，以衰减弹簧的振动。 减振器的类型： 按工作方式分为： 单向减振器和双向减振器。 按结构形式分为： 单筒减振器和双筒减振器； 按阻尼是否可调分为： 阻尼可调式和阻尼不可调式； 按工作介质分为： 油液减振器、气体减振器。 按是否充气分为：充气减振器和不充气减振器。
2 减振器 1. 基本原理 • 阻尼的产生 油液通过阀体上的阻尼孔 在工作缸的上下工作腔之 间的流动，并因此产生阻 尼力，使车身和车架的振 动能量转化为热能，并被 油液和减振器壳体吸收， 最后散发到大气中。 2. 要求 • 压缩行程阻尼力小，以便利用弹性元件缓冲。 • 伸张行程阻尼力大，以便迅速减振。 • 振动过大时，避免阻尼过多增加。
在减振器随悬架一起被压缩时，减振器的阻尼力要小，以便让弹性元件充分的吸收振动能量，缓和冲击； 在减振器随悬架一起被压缩时，减振器的阻尼力要小，以便让弹性元件充分的吸收振动能量，缓和冲击； • 在减振器与悬架一起被拉伸时，减振器的阻尼力要大，以便让弹簧振动得到迅速衰减，降低驾驶员的疲劳； • 在车架与车桥之间的运动速度过大时，减振器应该具有泄荷通道，使其阻尼力保持在一定的限度范围内。
2 减振器 二、双向作用筒式减振器 1. 基本结构 2. 工作原理 • 压缩行程 • 伸张行程
2 减振器 观看液压减振器的录像以进一步了解。
流通阀 伸张阀 压缩阀 补偿阀 双向筒式减振器 a.双向减振器的结构 定义：在压缩和伸张两行程内均能起减振作用的减振器 减振器由储油筒、工作缸、活塞连杆分总成、底阀、导向器、防尘罩等组成。 双向筒式减振器有四个阀： 伸张阀、补偿阀、压缩阀、流通阀。 伸张阀和压缩阀分别是拉伸行程和压缩行程的卸载阀。 补偿阀和流通阀分别在拉伸和压缩行程中补偿油液，避免上下腔中出现真空。
连杆和活塞一起向下运动 工作缸下腔油液压力增高 拉伸阀和补偿阀关闭； 下腔的高压打开流通阀； 液体自压缩阀的常通孔流出到储油筒； 阻尼力逐渐增大。 b. 双向筒式减振器的工作过程 压缩行程：
连杆和活塞一起向上运动 工作缸上腔油液压力增高 油液自上腔通过阀体上的节流孔流向下腔； 补偿阀打开，储油筒中油液流入到下腔； 流通阀关闭；压缩阀关闭。 节流孔的节流作用产生阻尼力 拉伸行程：
2 减振器 三、新型减震器：A充气式减振器 1. 结构特点 2. 工作原理 • 充气减振器的优点： • 采用浮动活塞，减少了一套底阀； • 内充高压气体，能有效的衰减高频振动，并有助于消除噪音； • 在防尘罩直径相同的条件下，工作缸和活塞的直径可以增大，增加了单位行程对应的流量，可以更可靠的建立压力。 • 可以消除油液的乳化现象。 • 充气减振器的缺点： • 充气工艺复杂，不能修理，由于是单筒的，缸筒变形后，减振器不能工作。
2 减振器 四、新型减震器：B阻力可调式减振器 1. 基本结构 • 阻尼可调式减振器的特点： • 减振器的阻尼特性可以根据行驶工况和悬架参数的变化，进行调解，使车辆具有更好的综合性能。 2. 工作原理 • 根据汽车载荷的变化，调整减振器的节流孔的流通面积，进而调整阻尼。 • 当载荷增加时，节流孔流通面积减小，阻尼力增大。载荷减小时的情况相反。
3 弹性元件 悬架的弹性元件主要有： 组成的悬架结构简单，工作可靠，刚度大，适用于非独立悬架。 • 钢板弹簧； • 螺旋弹簧； • 扭杆弹簧： • 空气弹簧； • 油气弹簧； • 橡胶弹簧。 制造工艺简单，不需要润滑，安装的纵向空间小，质量小。应用于独立悬架。 单位质量的储能高，结构简单，不需要润滑，方便布置。 统称为气体弹簧，具有变刚度特性，可调整车身高度。可提高汽车的舒适性和平顺性。应用于高级大巴和高级轿车。 单位储能高，有阻尼特性、隔振。用于缓冲块。
3 弹性元件 一、钢板弹簧 由多片长度不等的 弹簧钢片叠加而成， 广泛应用于非独立 悬架。 先观看钢板弹簧的录像。
套筒 螺栓 螺母 中心螺栓 钢板弹簧 弹簧夹 卷耳 3 弹性元件
3 弹性元件 1. 结构特点 • 第一片为主片，两端有卷耳，内装衬套，通过弹簧销与车架相连。 • 中心螺栓连接各弹簧片，并保证各片的相对位置。 • 弹簧夹防止各片分开，以免主片独自承载。弹簧夹通过铆钉与最下片弹簧片相连，螺杆上有套管，螺母朝向轮胎。 2. 钢板弹簧的功用 • 弹性元件 • 减振器：各片之间的摩擦产生阻尼。 • 导向机构：可以承受纵向和侧向载荷。 所以采用钢板弹簧的悬架可以没有减振器和导向机构。
钢板弹簧的第一片最长，称为主片。主片的两端弯成卷耳，内装青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的衬套，并通过弹簧销与车架或者吊耳作铰链连接。 钢板弹簧的中部一般用U形螺栓固定在车桥上。 中心螺栓的作用是连接各弹簧片，保证各片的装配位置。按其距两耳的距离分为对称式钢板弹簧和非对称钢板弹簧。 主片卷耳受力大，为改善其受理情况，第二片末端也弯成卷耳，称为包耳。二者留有间隙，以便相对滑动。
3 弹性元件 二、螺旋弹簧 广泛应用于独立悬架，由于只能承受垂直载荷，必须装有减振器和导向机构。 优点：无须润滑、不怕泥污、纵向布置空间较小、质量小。 缺点：无减振作用；只能承受铅垂载荷，需装设导向机构。
3 弹性元件 三、扭杆弹簧 扭杆弹簧具有预应力，安装时左右扭杆不能更换。
3 弹性元件 观看扭杆弹簧的录像。
3 弹性元件 扭杆弹簧：由弹簧感制成杆，通过沿轴向扭转变形来缓冲冲击。 • 扭杆弹簧的特点： • 加工时可以预先产生内应力。 • 具有比钢板弹簧和螺旋弹簧都大储能能力，因此质量轻。 • 结构比较简单，不需要润滑。 • 和导向机构一起产生变刚度特性。 • 方便布置。 • 扭杆过短将影响舒适性、平顺性。
3 弹性元件 四、气体弹簧 分为空气弹簧和油气弹簧两种。空气弹簧又有囊式和膜式两种形式。
4 典型悬架系统 一、非独立悬架 非独立悬架广泛用于货车的前、后悬架和轿车的后悬架。 先观看录像。
4典型悬架系统 1. 钢板弹簧式非独立悬架 一般钢板弹簧纵向布置，又称为纵置板簧式非独立悬架。 1) 基本结构
4 典型悬架系统 2) 变刚度钢板弹簧悬架 • 空载或装载质量小时，主簧单独工作，悬架刚度小； • 重载或满载时，主、副簧同时参加工作，悬架刚度大。
4 典型悬架系统 3) 渐变刚度钢板弹簧悬架 • 主簧由5片较薄的弹簧钢片叠加而成，副簧由5片较厚的弹簧钢片叠加而成； • 小载荷时，仅主簧工作； • 随着载荷的增加，副簧逐渐参与工作，刚度逐渐增加。
4 典型悬架系统 2. 螺旋弹簧非独立悬架
4 典型悬架系统 二、独立悬架 先观看录像。
4 典型悬架系统 结构特点： 两侧车轮独立的与车架或车身弹性连接。 b.独立悬架的优点： 两侧车轮可以单独跳动，可减少车身振动，消除车轮偏摆； 降低非簧载质量，提高平均车速； 采用断开式车桥，降低汽车重心，提高行驶稳定性； 提供了较大的车轮跳动空间，因此减小悬架刚度，降低汽车偏频，提高平顺性。 c.独立悬架的缺点： 结构复杂、制造成本高，维护不便，车轮引起轮矩变化，加剧轮胎磨损。
类型： • 按车轮的运动方式分为： • 车轮在横向平面内摆动的悬架；（横臂式独立悬架） • 车轮在纵向平面内摆动的悬架； （纵臂式独立悬架） • 车轮沿主销移动的悬架； （烛式独立悬架和麦弗逊式） • 车轮在斜向平面侧摆动的悬架。 （单斜臂式独立悬架）
4 典型悬架系统 1. 横臂式独立悬架 1) 单横臂式：应用较少 2) 双横臂式：摆臂等长的独立悬架 、摆臂不等长的独立悬架 应用广泛
4 典型悬架系统 a. 红旗CA7560前悬架
4 典型悬架系统 • 主销后倾角的调整：转动上摆臂轴，使上摆臂在摆臂轴上移动。 • 通过增减调整垫片12，可以调整车轮外倾角（主销内倾角）。
4 典型悬架系统 b. 凌志LS400前悬架
4 典型悬架系统 2. 纵臂式独立悬架 1) 单纵臂式独立悬架
4 典型悬架系统 2) 双纵臂式独立悬架
4 典型悬架系统 3. 车轮沿主销移动的独立悬架 1) 烛式独立悬架 车轮沿固定不动的主销移动。 • 优点： 车轮转向时，前轮的定位参数不会发生变化，有利于转向操纵和行驶稳定性。 • 缺点： 车轮转向时，全部侧向力由主销和其外部的套管承受，增加了主销与套管的摩擦。
4 典型悬架系统 2) 麦弗逊式独立悬架 车轮沿摆动的主销移动。 • 结构简图 是烛式悬架的改进，用下摆臂克服了滑动立柱的受力状况。侧向力大部分由下摆臂承受。 • 属于无主销悬架： 滑动立柱上支点和下摆臂外端的球铰中心构成主销轴线。
4 典型悬架系统 当车轮转向跳动时，车轮延主销转动。 麦弗逊式独立弹簧悬架 弹簧套在减震器外边，节省了安装空间，空余的大量空间便于安装发动机 桑塔纳轿车的前悬架
4 典型悬架系统 • 常见的调整部位及调整方法 a．改变转向节与横摆臂外端的位置 b．改变弹性支柱上支座的位置 c．改变转向节上端的位置
