汽車構(gòu)造懸架概述

第二十二章懸架主要內(nèi)容概述減振器彈性元件非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架多軸汽車的平衡懸架主動(dòng)懸架與半主動(dòng)懸架第一節(jié)概述懸架定義車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱。作用：把作用于車輪的垂直反力、縱向反力和測向力以及這些反力引起力矩傳遞到車架，并使車輛具有良好的乘坐舒適性、平順性和穩(wěn)定性。一、懸架組成與功用主要構(gòu)成：三部分彈性元件：緩沖減振器：減振導(dǎo)向桿系：傳力并約束車橋運(yùn)動(dòng)軌跡另外一些車輛上還要加裝橫向穩(wěn)定器：提高懸架的側(cè)傾角剛度二、懸架系統(tǒng)的自然振動(dòng)頻率也稱振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率,是影響平順性的重要性能指標(biāo)，也稱為車輛的偏頻，取值范圍一般在1~1.6Hz之間。自然振動(dòng)頻率由汽車簧載質(zhì)量和懸架剛度決定。由公式可知:

1)垂直載荷一定時(shí)，懸架剛度越小，自然振動(dòng)頻率越低，一定載荷下懸架垂直變形大。貨車結(jié)構(gòu)難保證，故其自然頻率一般較高。

2)剛度一定時(shí)，簧載質(zhì)量越大，變形越大，自然頻率越低。

為使汽車從空載到滿載的范圍變化時(shí)，車身自然振動(dòng)頻率基本保持不便，要求懸架剛度是可調(diào)的。三、懸架的分類

非獨(dú)立懸架：兩側(cè)車輪剛性連接在一起，只能共同運(yùn)動(dòng)的懸架

廣泛應(yīng)用于貨車、客車和轎車后橋獨(dú)立懸架：兩側(cè)車輪由斷開式車橋連接，車輪單獨(dú)通過懸架于車架連接，可以單獨(dú)跳動(dòng)。廣泛應(yīng)用于轎車前懸架。3．汽車懸架的類型

非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)兩側(cè)車輪通過整體式車橋相連，車橋通過懸架與車架或車身相連。如果行駛中路面不平，一側(cè)車輪被抬高，整體式車橋?qū)⑵仁沽硪粋?cè)車輪產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。2）獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架的特點(diǎn)車橋是斷開的，每一側(cè)車輪單獨(dú)地通過懸架與車架（或車身）相連，每一側(cè)車輪可以獨(dú)立跳動(dòng)。第二節(jié)節(jié)彈彈性性元件件鋼板彈彈簧螺旋彈彈簧扭桿彈彈簧空氣彈彈簧油氣彈彈簧橡膠彈彈簧懸架的的彈性性元件件主要要有：：組成的的懸架架結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單，工工作可可靠，，剛度度大，，適用用于非非獨(dú)立立懸架架。制造工工藝簡簡單，，不需需要潤潤滑，，安裝裝的縱縱向空空間小小，質(zhì)質(zhì)量小小。應(yīng)應(yīng)用于于獨(dú)立立懸架架。單位質(zhì)質(zhì)量的的儲(chǔ)能能高，，結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單，不不需要要潤滑滑，方方便布布置。。統(tǒng)稱為為氣體體彈簧簧，具具有變變剛度度特性性，可可調(diào)整整車身身高度度，提提高汽汽車的的舒適適性和和平順順性。。應(yīng)用用于高高級(jí)大大巴和和高級(jí)級(jí)轎車車。單位儲(chǔ)儲(chǔ)能高高，有有阻尼尼特性性、隔隔振。。用于于緩沖沖塊第二節(jié)節(jié)彈彈性元元件鋼板彈彈簧中心螺螺栓距距兩端端卷耳耳中心心的距距離相相等時(shí)時(shí)，稱稱為對稱式式鋼板板彈簧簧，不相相等時(shí)時(shí)，稱稱為非對稱稱式鋼鋼板彈彈簧。多片式式鋼板板彈簧簧可以以同時(shí)時(shí)起到到緩沖、、減振振、導(dǎo)導(dǎo)向和和傳力力的作作用，用于于貨車后后懸架架可以以不裝裝減振振器。變厚度度斷面面的彈彈簧片片一些輕輕型貨貨車和和客車車采用用由單單片或或2～～3片片變厚厚度斷斷面的的彈簧簧片構(gòu)構(gòu)成的的少片片變截面面鋼板板彈簧簧，其彈彈簧片片的斷斷面尺尺寸沿沿長度度方向向是變變化的的，片片寬保保持不不變，，它可可以實(shí)實(shí)現(xiàn)汽汽車的的輕量量化。。二、螺螺旋彈彈簧螺旋彈彈簧用用彈簧簧鋼棒棒料卷卷制而而成，，常用于于各種種獨(dú)立立懸架架。特點(diǎn)是是沒有減減振和和導(dǎo)向向功能能，只能能承受受垂直直載荷荷。在螺旋旋彈簧簧懸架架中必必須另另裝減減振器器和導(dǎo)導(dǎo)向機(jī)機(jī)構(gòu)，，前者者起減減振作作用，，后者者用以以傳遞遞垂直直力以以外的的各種種力和和力矩矩，并并起導(dǎo)導(dǎo)向作作用。。三、扭扭桿彈彈簧扭桿彈彈簧本本身是是一根根由彈彈簧鋼鋼制成成的桿桿。扭桿斷斷面通通常為為圓形形，少少數(shù)為為矩形形或管管形。。其兩兩端形形狀可可以做做成花花鍵、、方形形、六六角形形或帶帶平面面的圓圓柱形形等等等，以以便一一端固固定在在車架架上，，另一一端固固定在在懸架架的擺擺臂上上。擺擺臂還還與車車輪相相連。。當(dāng)車輪輪跳動(dòng)動(dòng)時(shí)，，擺臂臂便繞繞著扭扭桿軸軸線擺擺動(dòng)，，使扭扭桿產(chǎn)產(chǎn)生扭扭轉(zhuǎn)彈彈性變變形，，借以以保證證車輪輪與車車架的的彈性性聯(lián)系系。四、氣氣體彈彈簧氣體彈彈簧是是在一一個(gè)密密封的的容器器中充充入壓壓縮氣氣體，，利用用氣體可可壓縮縮性實(shí)實(shí)現(xiàn)彈彈簧的的作用用。氣體彈彈簧的的特點(diǎn)點(diǎn)：作作用在在彈簧簧上的的載荷荷增加加時(shí)，，容器器中氣氣壓升升高，，彈簧簧剛度度增大大；反反之，，當(dāng)載載荷減減小時(shí)時(shí)，氣氣壓下下降，，剛度度減小小。氣體彈彈簧具具有理理想的的變剛剛度特特性。。1．空空氣彈彈簧囊式空空氣彈彈簧由由夾有有簾線線的橡橡膠氣氣囊和和密閉閉在其其中的的壓縮縮空氣氣所組組成。。氣囊有有單節(jié)節(jié)和多多節(jié)式式，節(jié)節(jié)數(shù)越越多，，彈性性越好好，但但密封封性越越差。。膜式空空氣彈彈簧的的密閉閉氣囊囊由橡橡膠膜膜片和和金屬屬壓制制件組組成。。與囊式式相比比，其其剛度度較小小，車車身自自然振振動(dòng)頻頻率較較低；；尺寸寸較小小，在在車上上便于于布置置，故故多用在在轎車車上。2．油油氣彈彈簧油氣彈彈簧一一般以以惰性氣氣體氮氮為彈性性介質(zhì)質(zhì)，用用油液液作為為傳力力介質(zhì)質(zhì)，由由氣體體彈簧簧和相相當(dāng)于于減振振器的的液壓壓缸組組成。。單氣室室油氣氣彈簧簧單氣室室油氣氣分隔隔式油油氣彈彈簧單氣氣室室油油氣氣不不分分隔隔式式油油氣氣彈彈簧簧雙氣氣室室油油氣氣彈彈簧簧兩級(jí)級(jí)壓壓力力式式油油氣氣彈彈簧簧五、、橡橡膠膠彈彈簧簧橡膠膠彈彈簧簧利利用用橡橡膠膠本本身身的的彈彈性性起起彈彈性性元元件件的的作作用用。?？梢砸猿谐惺苁軌嚎s縮載載荷荷和和扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)載載荷荷，由由于于橡橡膠膠的的內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦較較大大，，橡橡膠膠彈彈簧簧還還具具有有一一定定的的減振振能能力力。橡膠膠彈彈簧簧多多用用作作懸架架的的副副簧簧和和緩緩沖沖塊塊。第三三節(jié)節(jié)減減振振器器減振振器器作作用用：：加速速車車架架與與車車身身振振動(dòng)動(dòng)的的衰衰減減，，以以改改善善汽汽車車行行駛駛平平順順性性減振振器器與與彈彈性性元元件件并并聯(lián)聯(lián)安安裝裝減振振器器原原理理：：通過過減減振振器器自自身身的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，消消耗耗彈彈簧簧變變形形儲(chǔ)儲(chǔ)存存的的能能量量，，將將其其變變?yōu)闉闊釤崮苣?，，并并散散發(fā)發(fā)到到空空氣氣中中，，以以衰衰減減彈彈簧簧的的振振動(dòng)動(dòng)液力力減減振振器器的的工工作作原原理理活塞塞在在缸缸筒筒內(nèi)內(nèi)往往復(fù)復(fù)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，油油液液從從一一個(gè)個(gè)內(nèi)內(nèi)腔腔流流入入另另一一個(gè)個(gè)，，孔孔壁壁與與油油液液以以及及液液體體分分子子的的內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦形形成成對對振振動(dòng)動(dòng)的的阻阻尼尼力力，，使使車車身身和和車車架架的的振振動(dòng)動(dòng)能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為熱熱能能，，并并被被油油液液和和減減振振器器殼殼體體吸吸收收，，最最后后散散發(fā)發(fā)到到大大氣氣中中減振振器器阻阻尼尼力力的的要要求求減振振器器隨隨懸懸架架一一起起被被壓壓縮縮時(shí)時(shí)，，其其阻阻尼尼力力要要小小，，以以便便讓讓彈彈性性元元件件充充分分的的吸吸收收振振動(dòng)動(dòng)能能量量，，緩緩和和沖沖擊擊在減減振振器器與與懸懸架架一一起起被被拉拉伸伸時(shí)時(shí)，，減減振振器器的的阻阻尼尼力力要要大大，，以以便便讓讓彈彈簧簧振振動(dòng)動(dòng)得得到到迅迅速速衰衰減減，，降降低低駕駕駛駛員員的的疲疲勞勞；；在車車架架與與車車橋橋之之間間運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速速度度過過大大時(shí)時(shí)，，減減振振器器應(yīng)應(yīng)該該具具有有泄泄荷荷通通道道，，使使其其阻阻尼尼力力保保持持在在一一定定限限度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)壓縮縮變變形形大大，，阻阻力力小小拉伸伸變變形形小小，，阻阻力力大大一、、雙雙向向作作用用筒筒式式減減振振器器雙向向筒筒式式減減振振器器的的工工作作過過程程壓縮縮行行程程連桿桿和和活活塞塞一一起起向向下下運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)工作作缸缸下下腔腔油油液液壓壓力力增增高高拉伸伸閥閥和和補(bǔ)補(bǔ)償償閥閥關(guān)關(guān)閉閉；；下腔腔的的高高壓壓打打開開流流通通閥閥；；壓縮縮閥閥開開，，液液體體自自壓壓縮縮閥閥流流出出到到儲(chǔ)儲(chǔ)油油筒筒；；阻尼尼力力逐逐漸漸增增大大。。當(dāng)活活塞塞運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速速度度很很快快，，下下腔腔油油壓壓很很大大，，克克服服壓壓縮縮閥閥壓壓緊緊彈彈簧簧，，壓壓縮縮閥閥完完全全打打開開，，阻阻尼尼力力不不再再增增加加。。起起到到泄泄荷荷作作用用。。伸張閥流通閥補(bǔ)償閥壓縮閥拉伸行行程連桿和和活塞塞一起起向上上運(yùn)動(dòng)動(dòng)工作缸缸上腔腔油液液壓力力增高高伸張閥閥開，，油液液通過過伸張張閥流流向下下腔；；節(jié)流孔孔的節(jié)節(jié)流作作用產(chǎn)產(chǎn)生阻阻尼力力當(dāng)活塞塞運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度度很快快，上上腔油油壓很很大，，克服服伸張張閥的的壓緊緊彈簧簧，伸伸張閥閥完全全打開開，阻阻尼力力不再再增加加。起起到泄泄荷作作用。。伸張閥流通閥補(bǔ)償閥壓縮閥補(bǔ)償閥閥打開開，儲(chǔ)儲(chǔ)油筒筒中油油液流流入到到下腔腔；一、雙雙向作作用筒筒式減減振器器二、新新型減減振器器充氣式式減振振器優(yōu)點(diǎn)：：采用浮浮動(dòng)活活塞，，減少少一套套底閥閥內(nèi)充高高壓氣氣體，，能有有效衰衰減高高頻振振動(dòng)，，有助助于消消除噪噪音；；缺點(diǎn)：：充氣工工藝復(fù)復(fù)雜，，修理理困難難，由由于是是單筒筒的，，缸筒筒變形形后，，減振振器不不能工工作。。阻力可可調(diào)式式減振振器特點(diǎn)：：阻尼特特性可可以根根據(jù)行行駛工工況和和懸架架參數(shù)數(shù)的變變化，，進(jìn)行行調(diào)解解，使使車輛輛性能能更好好工作原原理：：根據(jù)汽汽車載載荷的的變化化，調(diào)調(diào)整減減振器器的節(jié)節(jié)流孔孔的流流通面面積，，進(jìn)而而調(diào)整整阻尼尼。當(dāng)載荷荷增加加時(shí)，，節(jié)流流孔流流通面面積減減小，，阻尼尼力增增大。。載荷荷減小小時(shí)的的情況況相反反。第四節(jié)節(jié)非非獨(dú)立立懸架架特點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)簡簡單，，工作作可靠靠；采用鋼鋼板彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架時(shí)，，省去去導(dǎo)向向結(jié)構(gòu)構(gòu)，方方便布布置。。廣泛引引用于于貨車車前、、后懸懸架和和轎車車后懸懸架分類：：鋼板彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架；螺旋彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架；空氣彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架油氣彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架第四節(jié)節(jié)非非獨(dú)立立懸架架縱置板板簧式式非獨(dú)獨(dú)立懸懸架主主要由由鋼板板彈簧簧和減減振器器組成成。縱置板板簧式式非獨(dú)獨(dú)立懸懸架縱置板板簧式式非獨(dú)獨(dú)立懸懸架采用主主副簧簧結(jié)構(gòu)構(gòu)的鋼鋼板彈彈簧懸懸架目的：：通過主主副簧簧先后后起作作用，，得到到變剛剛度特特性提提高汽汽車平平順性性。副簧在在上：：剛度突突變，，不利利于汽汽車平平順性性。副簧在在下：：副簧逐逐漸起起作用用，具具有剛剛度漸漸變的的特點(diǎn)點(diǎn)，有有利于于汽車車平順順性。。二、螺螺旋彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架螺旋彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架由螺螺旋彈彈簧、、減振振器、、縱向向推力力桿和和橫向向推力力桿組組成。。常用于于轎車車的后后懸架架。三、空空氣彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架空氣彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架主要要由囊囊式空空氣彈彈簧、、壓氣氣機(jī)、、車身身高度度調(diào)節(jié)節(jié)控制制閥、、控制制桿等等組成成。采用空空氣彈彈簧懸懸架容容易實(shí)實(shí)現(xiàn)車車身高高度的的自動(dòng)動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)。四、油油氣彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架油氣彈彈簧非非獨(dú)立立懸架架主要要由油油氣彈彈簧（（兼起起減振振器作作用））、橫橫向推推力桿桿、縱縱向推推力桿桿等組組成推力桿桿起導(dǎo)向和和傳力力的作用用。第五節(jié)節(jié)獨(dú)獨(dú)立立懸架架結(jié)構(gòu)特特點(diǎn)：兩側(cè)車車輪獨(dú)獨(dú)立的的與車車架或或車身身彈性性連接接優(yōu)點(diǎn)兩側(cè)車車輪運(yùn)運(yùn)動(dòng)互互不影影響，，減少少振動(dòng)動(dòng)，消消除車車輪偏偏擺減小非非簧載載質(zhì)量量，懸懸架受受到的的沖擊擊載荷荷小，，利于于平順順性；；可以采采用斷斷開式式車橋橋，降降低整整車重重心；；可降降低懸懸架剛剛度，，改善善平順順性缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜、、制造造成本本高，，維護(hù)護(hù)不便便車輪引引起輪輪矩變變化，，加劇劇輪胎胎磨損損獨(dú)立懸懸架的的類型型獨(dú)立懸懸架的的類型型單橫臂臂式獨(dú)獨(dú)立懸懸架其特點(diǎn)點(diǎn)是當(dāng)當(dāng)懸架架變形形時(shí)，，車輪輪平面面將產(chǎn)產(chǎn)生傾傾斜而而改變變兩側(cè)側(cè)車輪輪與路路面接接觸點(diǎn)點(diǎn)間的的距離離———輪距距，致致使輪輪胎相相對于于地面面?zhèn)认蛳蚧埔?，破破壞輪輪胎和和地面面的附附著。。這種懸懸架用用于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪輪時(shí)，，會(huì)使使主銷銷內(nèi)傾傾角和和車輪輪外傾傾角發(fā)發(fā)生較較大的的變化化，對對于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向操操縱有有一定定影響響，故故目前前在前前懸架架中很很少采采用。。雙橫臂臂式獨(dú)獨(dú)立懸懸架兩擺臂臂不等等長的的懸架架兩擺臂臂不等等長的的懸架架單縱臂臂式獨(dú)獨(dú)立懸懸架如果轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪輪采用用單縱縱臂式式獨(dú)立立懸架架，車車輪上上下跳跳動(dòng)將將使主主銷后后傾角角產(chǎn)生生很大大變化化。因因此，，單縱縱臂式式獨(dú)立立懸架架一般般多用用于不不轉(zhuǎn)向向的后后輪。。桑塔納納和捷捷達(dá)轎轎車的的后懸懸架結(jié)結(jié)構(gòu)相相同，，也屬屬于單單縱臂臂式獨(dú)獨(dú)立懸懸架。。雙縱臂臂式獨(dú)獨(dú)立懸懸架雙縱臂臂式獨(dú)獨(dú)立懸懸架的的兩個(gè)個(gè)縱臂臂長度度一般般做成成相等等，形形成平平行四四連桿桿機(jī)構(gòu)構(gòu)。車車輪上上下跳跳動(dòng)時(shí)時(shí)，主主銷的的后傾傾角保保持不不變，，這種種形式式的懸懸架適適用于于轉(zhuǎn)向向輪。。螺旋彈彈簧單單縱臂臂式獨(dú)獨(dú)立懸懸架單縱臂式獨(dú)獨(dú)立懸架三、車輪沿沿主銷移動(dòng)動(dòng)的懸架燭式懸架其其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)當(dāng)懸架變形形時(shí)，主銷銷的定位角角不會(huì)發(fā)生生變化，僅僅輪距、軸軸距稍有改改變；有利利于汽車的的轉(zhuǎn)向操縱縱性和行駛駛穩(wěn)定性。。缺點(diǎn)是側(cè)向向力全部由由套筒和主主銷承受，，二者間的的摩擦阻力力大，磨損損嚴(yán)重。因因此，這種種結(jié)構(gòu)形式式目前很少少采用。2．麥弗遜遜式（車輪輪沿主銷移移動(dòng)）2．麥弗遜獨(dú)立立懸架也稱滑柱連連桿式懸架架燭式懸架的的改進(jìn)，用用下擺臂克克服了滑動(dòng)動(dòng)立柱受力力狀況。側(cè)側(cè)向力大部部分由下擺擺臂承受。。屬于無主銷銷懸架：滑動(dòng)立柱上上支點(diǎn)和下下擺臂外端端的球鉸中中心構(gòu)成主主銷軸線。。優(yōu)點(diǎn)：前輪內(nèi)側(cè)布布置空間較較大，方便便前置前驅(qū)驅(qū)動(dòng)布置。。2．麥弗遜遜式懸架弗遜式懸架架是目前前前置前驅(qū)動(dòng)動(dòng)轎車和某某些輕型客客車應(yīng)用比比較普遍的的懸架結(jié)構(gòu)構(gòu)形式。筒式減振器器為滑動(dòng)立立柱，橫擺擺臂的內(nèi)端端通過鉸鏈鏈與車身相相連，外端端通過球鉸鉸鏈與轉(zhuǎn)向向節(jié)相連。。減振器的上上端與車身身相連，減減振器的下下端與轉(zhuǎn)向向節(jié)相連，，車輪所受受的側(cè)向力力大部分由由橫擺臂承承受，其余