《 第二十二章 悬架 》 第一节 概 述

1. 《第二十二章悬架》第一节概 述 一、悬架的组成 ① 弹性元件 （承受、传递垂直栽荷，缓和地面 冲击） ② 导向装置 （传递纵向力，侧向力及力矩，保 持运动关系) ③ 减振器 加快振动衰减，控制振动

2. 《第二十二章悬架》第一节概 述 二、悬架的作用： ① 连接车桥和车架（或车身） ② 传递各种力和力矩 ③ 抑制、减小地面冲击，振动 ④ 保持车身和车轮间的运动关系 ⑤ 保证汽车的行驶平顺性，操纵稳定性

3. 《第二十二章悬架》第一节概 述 一、悬架的组成 ① 弹性元件 （承受、传递垂直栽荷，缓和地面冲击） ② 导向装置 （传递纵向力，侧向力及力矩，保持运动 关系) ③ 减振器 加快振动衰减，控制振动 二、悬架的作用： ① 连接车桥和车架（或车身） ② 传递各种力和力矩 ③ 抑制、减小地面冲击，振动 ④ 保持车身和车轮间的运动关系 ⑤ 保证汽车的行驶平顺性，操纵稳定性

4. 《第二十二章悬架》第一节概 述 三、悬架分类 ①非独立悬架（整体车桥，左右轮运动相 互影响） ② 独立悬架 （断开式车桥，左右轮互不 影响） ③ 主动悬架 前轮定位角可调、弹性元件 的弹性和减振器的阻尼可调

5. 《第二十二章悬架》第一节概 述 四、悬架系统的自然振动频率和刚度 n=悬架系统的自然振动频率; K=悬架的刚度 f=悬架桡度 Ｍ=悬架桡度

6. 《第二十二章悬架》第二节减振器 作用：加速振动衰减 结构：双向作用筒式减振器 图20-4、20-5 计算机图 新型减振器 ⑴充气式减振器 图20---6 ⑵阻力可调式减振器 图20---7 原理：压缩行程，活塞下移，油进入上腔和贮油筒 拉伸行程，活塞上移，油流入下腔（从上腔和贮油筒） 活塞上、下行，由于阀的面积较小，由此产生阻尼力， 使振动迅速衰减。

7. 《第二十二章悬架》第三节弹性元件与典型悬架《第二十二章悬架》第三节弹性元件与典型悬架 一、非独立悬架 1、钢板弹簧悬架 ①多片簧悬架 ②少片簧悬架（平顺性优于多片簧） ③ 平衡悬架（双后桥驱动，按地通过性更好，越野 军车常用） ④摆臂式悬架（卡车、客车常用） ⑤钢板——空气复合悬架（日本车常用、中、高档 客车用）

8. 《第二十二章悬架》第三节弹性元件与典型悬架《第二十二章悬架》第三节弹性元件与典型悬架 二、独立悬架（前悬架） ①MacPherson悬架（螺旋弹簧） ②双横臂悬架（①螺旋簧在中间，②螺旋簧在上面） ③ 扭杆悬架 （①扭杆纵置，②扭杆横置） ④ 双工架悬架 （螺旋弹簧） ⑤ Modified 悬架（螺旋弹簧） ⑥ 空气弹簧悬架（除轿车外，豪华大客车的非独立 悬架都用） ⑦ 油气弹簧悬架

9. 《第二十二章悬架》第三节弹性元件与典型悬架《第二十二章悬架》第三节弹性元件与典型悬架 三、独立悬架（后悬架） ①MacPherson悬架 ② 纵拖臂悬架（①横置板簧②螺旋弹簧） ③扭杆悬架 ④双工梁悬架 ⑤空气弹簧悬架 ⑥油气弹簧悬架 一般①卡车用钢板弹簧悬架。 ②轿车用独立悬架 ③客车用钢板弹簧（普通客车） 空气弹簧（豪华客车）

10. 《第二十二章悬架》第三节主动悬架和半主动悬架《第二十二章悬架》第三节主动悬架和半主动悬架 一、主动悬架（有动力源） 利用计算机，根据道路情况和行驶工况，汽车 自动调节车身高度和悬架刚度。 控制：①车身高度 ②弹簧刚度 ③ 减振器阻尼 ④侧倾刚度 ⑤上述综合控制 传感器：①车身加速度 ② 车身位移 ③车速 ④方向盘转角 ⑤节气门位置 ⑥ 制动油压开关 ⑦制动灯开关 ⑧门控灯开关

11. 《第二十二章悬架》第三节主动悬架和半主动悬架《第二十二章悬架》第三节主动悬架和半主动悬架 一、主动悬架 利用计算机，根据道路情况和行驶工况，汽车 自动调节车身高度和悬架刚度。 控制：①车身高度 ②弹簧刚度 ③ 减振器阻尼 ④侧倾刚度 ⑤上述综合控制 传感器：①车身加速度 ② 车身位移 ③车速 ④方向盘转角 ⑤节气门位置 ⑥ 制动油压开关 ⑦制动灯开关 ⑧门控灯开关

12. 主动悬架主动悬架《第二十二章悬架》第三节弹性元件与典型悬架主动悬架主动悬架《第二十二章悬架》第三节弹性元件与典型悬架 传感器 ECE 执行机构 作用：① 高速行驶，弹簧变软、车身降低 提高舒适性，稳定性 ② 坏路时，弹簧变硬，车身提高 提高通过性、稳定性 ③ 在纵向或横向倾斜时，车身能保持平稳 主动悬架用的弹簧：① 油弹簧 ② 空气弹簧 改善：①操纵稳定性 ②行驶平顺性 ③通过性

13. 《第二十二章悬架》第三节主动悬架和半主动悬架《第二十二章悬架》第三节主动悬架和半主动悬架 二、半主动悬架（无动力源） 利用计算机，根据道路情况和行驶工况，汽车 仅自动调节汽车悬架的阻尼和而不改变悬架的刚度。 控制：悬架阻尼（减振器阻尼） 分为：有级式 无级式

14. 组成： 弹性元件—承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击。 导向机构—传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮相对于车身有正确的运动关系。 减振器—使振动迅速衰减。 缓冲块—限制弹簧最大变形并防止弹簧直接撞击车架。 横向稳定器—防止车身在转向行驶等情况下发生过大的横向倾斜。

15. 2、悬架系统的自然振动频率： 车身自然振动频率：由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量所决定，它是影响汽车行驶平顺性的重要指标之一。 式中f为悬架垂直变形，M为悬架簧载质量，K（=Mg/f）为悬架刚度。

16. 由上式可知: 1)在悬架所受垂直载荷一定时,悬架刚度越小，则汽车自然自然振动频率越低。但悬架刚度越小在一定载荷下变形越大，对于簧载质量大的货车在结构上难以保证。 2）当悬架刚度一定时，簧载质量越大，则悬架垂直变形就越大，而自然振动频率越低，故空车行驶的车身自然振动频率要比满载行驶时的高。簧载质量变化范围越大，则频率变化范围越大。 为了使簧载质量从相当于汽车空载到满载的范围内变化时，车身自然振动频率保持不变或变化很小，需要将悬架刚度做成可变的。

17. 车架 弹性元件 车桥 断开式车桥 3、分类 独立悬架： 车桥做成断开的每一侧车轮单独通过悬架与车架相连，每个车轮能独立上下跳动而互不影响。 非独立悬架： 左右车轮安装在 一根整体车桥两端，车桥则通过弹性元件与车架相连，当一侧车轮因道路不平而发生跳动时，必然会引起另一侧车轮在汽车横向平面内发生摆动。

18. 套管 螺栓 钢板弹簧 中心螺栓 弹簧夹 卷耳 螺母 二、 弹 性 元 件 1、钢板弹簧： 作用： 既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。 结构：

20. 钢板弹簧的安装 在弹簧片之间涂上较稠的润滑剂，可以减少磨损。 弹簧片之间的摩擦力可起到衰减振动和导向的作用。 非独立悬架 在弹簧片之间夹入塑料垫片，可减少噪声。

21. 与车架的连接

22. 单片弹簧和少片弹簧 特点： 断面尺寸沿长度方向变化，片宽保持不变； 减轻重量，节约材料。

23. 2、螺旋弹簧 制造： 用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变螺距。 特点： 无需润滑、抗污染、安装所需空间小、质量轻。 性能： 没有减振作用，必须另加减震器。另外只能承受垂直载荷。故必须装设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩。

24. 应用： 桑塔纳轿车的前悬架 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。 麦弗逊式独立弹簧悬架

25. 3、扭杆弹簧 功用： 当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转变形，以保证车轮与车架弹性连接。 扭杆 摆臂

26. 特点：质量小，不需润滑，结构简单，布置较方便。特点：质量小，不需润滑，结构简单，布置较方便。 将扭杆的固定端转过一个角度，则摆臂的初始位置将改变，可借此调节车身的高度。 摆臂 扭杆 扭杆弹簧的装配 材料： 扭杆弹簧由铬钒合金弹簧钢制成，其表面经加后很光滑

27. 4、气体弹簧： 气体弹簧： 是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体的可压缩性实现其弹簧作用。 性能：具有比较理想的变刚度特性。 分类：1）空气弹簧：又分囊式和膜式 2）油气弹簧：

28. 1）空气弹簧 A、囊式空气弹簧：由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气所组成。气囊的内层用气密性的橡胶制成，外层用耐油橡胶制成，节与节之间围有钢制的腰环。 B、膜式空气弹簧：密闭气囊由橡胶和金属压制件组成。 应用：在大客车上，特别是高档豪华车上已得到广泛应用。

29. 2）油气弹簧： 以气体作为弹性介质，油液作为传力介质。一般由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸所组成。 形式：单气室、双气室、两级压力式等。

30. A、单气室油气弹簧： 又分为油气分隔式和油气不分隔式两种，前者可防止油液乳化，且便于充气。 优点： 结构简单，工作可靠，加工要求较其他形式低，维护也较方便。 缺点： 伸张形成的刚度较低，为防止活塞从缸体中脱出，一般要安装伸张行程限制器或增加伸张阻尼。

31. 当工作油液通过阻尼阀来回流动时，可以起到减震器的作用，所以装有有器弹簧的汽车，可以免装减震器。当工作油液通过阻尼阀来回流动时，可以起到减震器的作用，所以装有有器弹簧的汽车，可以免装减震器。

32. B、双气室油气弹簧： 提高了拉伸行程的弹簧刚度，消除了在伸张行程中活塞与刚体底部发生撞击的可能性。

33. C、两级压力式油气弹簧： 使刚度的变化更加符合悬架性能要求，从而保证汽车满载和空载时悬架系统大致有相等的固有频率。

34. 车架 减震器 弹性元件 半轴 三、 减 振 器 功用： 加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性。 汽车悬架系统中广泛采用液力减振器,其作用原理： 当汽车振动时，减振器壳体内的油液反复从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔，同时，摩擦力便把振动能量转化为热能，被油液、减振器吸收后散失到大气中。 阻尼力的大小随车架和车桥相对速度的增减而增减，并与油液的粘度有关，要求油液的粘度受温度变化的影响尽可能小，且具有抗汽化、抗氧化，不腐蚀等性能。

35. 性能要求： 1、在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件的弹性来缓和冲击。 2、在悬架伸张行程内，减振器阻尼力应较大，以求迅速减振。 3、在车桥与车架相对速度过大时，减振器应当能自动加大液流通道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度之内，避免过大的冲击载荷。 分类： 双向作用式减振器：目前广泛采用双向作用筒式减振器。 单向作用式减振器（伸张行程）

36. （一）、双向作用筒式减振器 结构： 流通阀 伸张阀 防尘罩 活塞杆 储油钢桶 导向座 活塞 压缩阀 补偿阀

37. 工作原理 压缩行程： 车轮靠近车架 容积减少，油压升高，油液打开流通阀，经过流通阀流入上腔。 由于上腔容积被活塞杆用去部分空间，所以一部分油液打开压缩阀流入储油缸。 由于各阀门的节流作用，便造成对悬架压缩运动的阻力，使振动能量衰减。

38. 伸张行程 车轮下跳，减振器受拉伸活塞上移。 由于活塞杆占去一定空间，所以自上腔流入的油液不足以充满下腔容积的增加。储油缸中油液推开补偿阀流入下腔补充。 上腔容积减少，油压升高，油液推开伸张阀，流入下腔。 由于各阀门的节流作用，便造成对悬架伸张运动的阻力，使振动能量衰减。

39. 减振器工作过程 伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大，在同样油压作用下，伸张阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和小于压缩阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和，保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力远大于压缩行程的阻尼力。

41. （二）、新型减振器： 1、充气式减振器： 优点： 1）由于减少了一套阀门系统，使结构简化，零件数量减少。 2）由于减振器内充有高压气体，能有效地减少车轮受到突然冲击时产生的高频振动，并有利于消除噪声。 3）在防尘罩直径相同的情况下，充气式减振器的工作缸筒和活塞直径比双筒式减振器大，所以在每厘米行程中流经阀的流量较双筒式减振器大几倍，所以工作更可靠。 4）由于充气式减振器内部具有高压气体和油气被浮动活赛隔开，消除了油的乳化现象。 缺点： 对油封要求高；充气工艺复杂，不能修理；当工作缸筒受到外界物体的冲击而产生变形时减振器不能工作。

42. 2、阻尼可调式减振器： 采用了变刚度的空气弹簧。 工作原理： 当汽车的载荷增加时，膜片带动柱塞杆和柱塞下移，因而使得柱塞相对空心连杆上的节流孔的位置发生变化，结果减小了节流孔的通道截面积，从而增加了油液流动阻力。反之，当汽车载荷减小时，柱塞上移，增大了节流孔的通道截面积，从而减小了油液的流动阻力，达到了随着汽车载荷的变化而改变减振器阻力的

43. 5、橡胶弹簧： 利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用，可以承受压缩载荷与扭转载荷。 优点： 单位质量的蓄能量较金属弹簧多，隔音性能好，工作无噪声，不需要润滑，有一定的减振能力。 应用： 多用作悬架的副簧和缓冲块。

44. 四、 非独立悬架 优点：结构简单，工作可靠。 应用:货车的前后悬架，轿车的后悬架。 （一）、纵置钢板弹簧非独立悬架： 1.吊耳式支承。

45. 2.滑板式支承。 特点：结构简单，拆装方便，且不需要润滑。

46. 3.橡胶块支承 优点：主片不易损坏，无需润滑，有良好的消除噪声能力。 缺点：钢板的纵向移动受到限制。 应用：长度较长、刚度较大的钢板弹簧。

48. 4.带副簧的钢板弹簧（1） 优点：保证车身震动频率变化不大。 缺点：副簧起作用的瞬间，悬架的刚度变化很突然，对行驶平顺形不利。 应用：中型货车后悬架。

49. 带副簧的钢板弹簧（2） 优点：副簧逐渐的起作用，悬架刚度的变化比较平稳，改善了汽车的行驶平顺性。