轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)

1、轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)懸架系統(tǒng)的概述懸架系統(tǒng)的概述一、功一、功 用用 汽車懸架是車架汽車懸架是車架(或承載式車身或承載式車身)與車橋與車橋(或車輪或車輪)之間一切傳力裝置之間一切傳力裝置的總稱。它具有以下功用：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。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

2、車架和車身。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。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。 轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu) 二、組二、組 成成 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，如圖所示如圖所示 (1)彈性元件彈性元件：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)減振器減振器：用于衰減振動，提高乘坐舒適性 (3)導(dǎo)向裝置導(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

3、對于車架(或車身)的運動關(guān)系 轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu) 三、類三、類 型型 1、汽車懸架可分為兩大類：非獨立懸架和獨立懸架。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 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)車輪因一側(cè)車輪因路不平等車路不平等車架的位置發(fā)架的位置發(fā)生變化，另生變化，另一側(cè)車輪的一側(cè)車輪的位置也發(fā)生位置也發(fā)生變化變化當一側(cè)車輪相對當一側(cè)車

4、輪相對于車架位置發(fā)生于車架位置發(fā)生變化時，另一車變化時，另一車輪幾乎不產(chǎn)生影輪幾乎不產(chǎn)生影響響a.非獨立懸架非獨立懸架b.獨立懸架獨立懸架 轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)2、獨立懸架的特點如下：、獨立懸架的特點如下：兩側(cè)車輪可獨立跳動，行駛時減輕車架振動減少汽車非簧載質(zhì)量（與簧載質(zhì)量相對，非 簧載質(zhì)量越小，對車架的振動越?。嚅_的車橋為汽車其他總成提供了空間 （如：發(fā)動機總成位置可降低、前移；車輪 上下運動的空間加大等）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、維修困難、輪胎磨 損較大 獨立懸架結(jié)構(gòu)類型繁多，并廣泛運用于小型車輛。獨立懸架結(jié)構(gòu)類型繁多，并廣泛運用于小型車輛。目前全球各地的轎車前懸架全部采用獨立懸架，越野車

5、通常所目前全球各地的轎車前懸架全部采用獨立懸架，越野車通常所有輪都采用獨立懸架。有輪都采用獨立懸架。轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)3、獨立懸架的類型、獨立懸架的類型雙橫臂式獨立懸架雙橫臂式獨立懸架雙雙V形擺臂懸架形擺臂懸架不等長雙橫臂式懸架不等長雙橫臂式懸架滑柱擺臂滑柱擺臂（麥弗遜式）式懸架（麥弗遜式）式懸架類型類型轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)（1）雙橫臂式獨立懸架）雙橫臂式獨立懸架 雙橫臂式獨立懸架上下兩擺雙橫臂式獨立懸架上下兩擺臂不等長，選擇長度比例合適，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。車輪接地點間距離變化不大。擺臂大多做成擺臂大

6、多做成V（或稱（或稱A）字）字形。上下兩個形。上下兩個V形擺臂的內(nèi)端形擺臂的內(nèi)端與車架鉸接，外端與轉(zhuǎn)向節(jié)鉸與車架鉸接，外端與轉(zhuǎn)向節(jié)鉸接。接。雙橫臂式獨立懸架雙橫臂式獨立懸架轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)雙雙V形擺臂獨立懸架形擺臂獨立懸架 汽車車輪上下運動時，上、下汽車車輪上下運動時，上、下臂外端鉸接點分別作圓弧運動。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)有利于減少輪胎磨大，這種結(jié)構(gòu)有利于減少輪胎磨損。損。 （2）雙）雙V形擺臂懸架形擺臂懸架轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)（3）不等長雙橫臂式懸架）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

7、的前端適當向上傾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。節(jié)連接處，必須采用球鉸。轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)（4）滑柱擺臂（麥弗遜式）式懸架）滑柱擺臂（麥弗遜式）式懸架 滑柱擺臂式（麥弗遜式）懸中，減滑柱擺臂式（麥弗遜式）懸中，減振器起到引導(dǎo)車輪跳動的滑柱的作用。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相連接，該橡膠支承能起到球鉸的作用。用。減振器缸筒下端固定在轉(zhuǎn)向上

8、，轉(zhuǎn)減振器缸筒下端固定在轉(zhuǎn)向上，轉(zhuǎn)向節(jié)通過鉸鏈與橫擺臂連接，該鉸鏈向節(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)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。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。低，目前在轎車前懸架中采用很多。轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu) 麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成，絕大部分器、三角形下擺臂組成，絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿。主要結(jié)車型還會加上橫向穩(wěn)定桿。主要結(jié)構(gòu)簡單的來說就是螺旋彈簧

9、套在減構(gòu)簡單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成，減震器可以避免螺旋震器上組成，減震器可以避免螺旋彈簧受力時向前、后、左、右偏移彈簧受力時向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的振動，并可以用減震器的行程長的振動，并可以用減震器的行程長短及松緊，來設(shè)定懸掛的軟硬及性短及松緊，來設(shè)定懸掛的軟硬及性能。能。 麥弗遜式懸掛是當今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一麥弗遜式懸掛是當今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)典型的麥弗遜式懸掛典型的麥弗遜式懸掛 麥弗遜式懸掛結(jié)構(gòu)簡單所以它輕麥弗遜式懸掛結(jié)構(gòu)簡單所以它輕量、響應(yīng)速度快。并且在一個下?lián)u量、響應(yīng)速度

10、快。并且在一個下?lián)u臂和支柱的幾何結(jié)構(gòu)下能自動調(diào)整臂和支柱的幾何結(jié)構(gòu)下能自動調(diào)整車輪外傾角，讓其能在過彎時自適車輪外傾角，讓其能在過彎時自適應(yīng)路面，讓輪胎的接地面積最大化，應(yīng)路面，讓輪胎的接地面積最大化，雖然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量雖然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量很高的懸架結(jié)構(gòu)，但麥弗遜式懸掛很高的懸架結(jié)構(gòu)，但麥弗遜式懸掛在行車舒適性上的表現(xiàn)還是令人滿在行車舒適性上的表現(xiàn)還是令人滿意，不過由于其構(gòu)造為直筒式，對意，不過由于其構(gòu)造為直筒式，對左右方向的沖擊缺乏阻擋力，抗剎左右方向的沖擊缺乏阻擋力，抗剎車點頭作用較差，懸掛剛度較弱，車點頭作用較差，懸掛剛度較弱，穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)彎側(cè)傾明顯。穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)彎

11、側(cè)傾明顯。主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、響應(yīng)較快、制造成本低。主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、響應(yīng)較快、制造成本低。 主要缺點：橫向剛度小、穩(wěn)定性不佳、轉(zhuǎn)彎側(cè)傾較大。主要缺點：橫向剛度小、穩(wěn)定性不佳、轉(zhuǎn)彎側(cè)傾較大。適用車型：中小型轎車、中低端適用車型：中小型轎車、中低端SUVSUV前懸架。前懸架。轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)4、獨立懸架的發(fā)展、獨立懸架的發(fā)展可調(diào)式懸掛系統(tǒng)：根據(jù)車輛不同的需求狀態(tài)來對懸可調(diào)式懸掛系統(tǒng)：根據(jù)車輛不同的需求狀態(tài)來對懸掛的高度和軟硬進行調(diào)整，從而使車輛處在最佳的掛的高度和軟硬進行調(diào)整，從而使車輛處在最佳的形式狀態(tài)。當下汽車的可調(diào)式懸掛按控制類型可分形式狀態(tài)。當下汽車的可調(diào)

12、式懸掛按控制類型可分為三大類。為三大類?？諝馐娇烧{(diào)懸掛空氣式可調(diào)懸掛類型類型液壓式可調(diào)懸掛液壓式可調(diào)懸掛電磁式可調(diào)懸掛電磁式可調(diào)懸掛 根據(jù)車速和路況，通過增減根據(jù)車速和路況，通過增減某種（壓縮空氣、液壓油、電某種（壓縮空氣、液壓油、電磁）的方式調(diào)整汽車底盤的離磁）的方式調(diào)整汽車底盤的離地間隙來實現(xiàn)車身高度升降變地間隙來實現(xiàn)車身高度升降變化的一種懸掛方式化的一種懸掛方式調(diào)整原理：調(diào)整原理：轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)電磁懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電磁懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖空氣式懸掛結(jié)構(gòu)示意圖空氣式懸掛結(jié)構(gòu)示意圖轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)VDIM控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用來改變或恢復(fù)汽車行駛用來改變或恢復(fù)汽車行駛方向的專設(shè)機構(gòu)，稱

13、為汽車方向的專設(shè)機構(gòu)，稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是：保證保證汽車能夠按照駕駛員的意圖沿給汽車能夠按照駕駛員的意圖沿給定方向行駛。定方向行駛。轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)1.機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成：轉(zhuǎn)向操縱機組成：轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)。動機構(gòu)。從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向器從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向器之間的零部件，均屬之間的零部件，均屬于轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)。由于轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)。由轉(zhuǎn)向器至轉(zhuǎn)向節(jié)之間轉(zhuǎn)向器至轉(zhuǎn)向節(jié)之間的零部件（不含轉(zhuǎn)向的零部件（不含轉(zhuǎn)向節(jié)），均屬于轉(zhuǎn)向傳節(jié)），均屬于轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)。動機構(gòu)。一、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型和組成轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

14、是兼用駕駛員體力和發(fā)動機（或駛員體力和發(fā)動機（或電動機）的動力作為轉(zhuǎn)電動機）的動力作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系。向能源的轉(zhuǎn)向系。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機械動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。成的。2.動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)1、轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的組成及布置組成：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)組成：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱管、轉(zhuǎn)向軸、向柱管、轉(zhuǎn)向軸、上萬向節(jié)、下萬向上萬向節(jié)、下萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動軸等。節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動軸等。二、轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)2、轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的部件及安全裝置.轉(zhuǎn)向盤轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)轉(zhuǎn)向盤的構(gòu)造轉(zhuǎn)向盤的構(gòu)造轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)對于

15、轎車要求轉(zhuǎn)向柱管必須裝備能夠緩和沖擊的吸能裝置。其基本結(jié)構(gòu)對于轎車要求轉(zhuǎn)向柱管必須裝備能夠緩和沖擊的吸能裝置。其基本結(jié)構(gòu)原理是：當轉(zhuǎn)向軸受到巨大沖擊而產(chǎn)生軸向位移時，使支架或某些支承件原理是：當轉(zhuǎn)向軸受到巨大沖擊而產(chǎn)生軸向位移時，使支架或某些支承件產(chǎn)生塑性變形，從而吸收沖擊能量。產(chǎn)生塑性變形，從而吸收沖擊能量。（2）.轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管及其吸能裝置轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)汽車裝用網(wǎng)格狀轉(zhuǎn)向柱管或波紋管式轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置，當發(fā)生猛汽車裝用網(wǎng)格狀轉(zhuǎn)向柱管或波紋管式轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置，當發(fā)生猛烈撞車導(dǎo)致人體沖撞到轉(zhuǎn)向盤上的力超過允許值時，則網(wǎng)格部分或波紋烈撞車導(dǎo)致人體沖撞到轉(zhuǎn)向盤上的力超過允許值時，則

16、網(wǎng)格部分或波紋管部分將被壓縮，產(chǎn)生塑性變形，吸收沖擊能量，以減輕對人體的傷害。管部分將被壓縮，產(chǎn)生塑性變形，吸收沖擊能量，以減輕對人體的傷害。轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)三、轉(zhuǎn)向器三、轉(zhuǎn)向器將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動或齒條軸的直線往復(fù)將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動或齒條軸的直線往復(fù)運動，并對轉(zhuǎn)向操縱力進行放大的機構(gòu)。轉(zhuǎn)向器一般固定在運動，并對轉(zhuǎn)向操縱力進行放大的機構(gòu)。轉(zhuǎn)向器一般固定在汽車車架或車身上，轉(zhuǎn)向操縱力通過轉(zhuǎn)向器后一般還會改變汽車車架或車身上，轉(zhuǎn)向操縱力通過轉(zhuǎn)向器后一般還會改變傳動方向。傳動方向。1、定義齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器種類種類2、種類循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器蝸桿

17、曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)四、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)功用：功用： （1）.將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給轉(zhuǎn)向?qū)⑥D(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)；節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)； （2）.使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角滿足：使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角滿足：cot=cot+B/L轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)1、與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)組成：轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向梯形。組成：轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向梯形。布置：布置：在前橋僅為轉(zhuǎn)向橋的情況下，轉(zhuǎn)向梯形一般布置在在前橋僅為轉(zhuǎn)向橋的情況下，轉(zhuǎn)向梯形一般布置在前橋之后。在發(fā)動機位置較低或轉(zhuǎn)向橋兼充驅(qū)動橋的情況下，前橋之后。在發(fā)動機位置較低或轉(zhuǎn)向橋兼充驅(qū)動橋的情況下，為避免運動干涉，往往將轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋之前。為避免運動干涉，往往將轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋之前。轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機構(gòu)當轉(zhuǎn)向輪獨立懸掛時，每個轉(zhuǎn)向輪分別相對于車架作當轉(zhuǎn)向輪獨立懸掛時，每個轉(zhuǎn)向輪分別相對于車架作獨立運動，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式的。與此相應(yīng)，獨立運動，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式的。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中的轉(zhuǎn)向