第二十二章 懸架

第二十二章懸架

是車架與車橋之間的一切傳力連接裝置的總稱。

一.功用及組成1.功用：把路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力和側(cè)向反力以及這些力造成的力矩都要傳遞到車架上，以保證汽車的正常行駛。

§22.1概述

2．組成：如圖22—1彈性元件——緩和地面的沖擊。減振器——使振動(dòng)衰減。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)——使車輪按一定軌跡相對于車架和車身跳動(dòng)的任務(wù)，并傳力。橫向穩(wěn)定器——防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜。在多數(shù)的轎車和客車上采用。緩沖塊注意：懸架只要具備上述三個(gè)功能，并非一定要設(shè)置上面三個(gè)單獨(dú)裝置。3．影響懸架平順性的因素

——懸架系統(tǒng)的固有頻率

n=1/2π·√C/M=1/2π√g/f，C=Mg/ff為懸架垂直變形，M為懸架簧載質(zhì)量步行時(shí)的振蕩頻率n=1~1.6HZ，車身的振動(dòng)頻率要接近它。1）當(dāng)M一定，則C越小，n越低，但f變形大，即車輪上下跳動(dòng)所需要的空間越大，如轎車的C小。2）當(dāng)C一定，M越大，f越大，n越低，空車時(shí)n就比重載的n高。3）C為可變，n一定。M越大，C越大；M越小，C越小。M4．懸架類型根據(jù)兩側(cè)車輪垂直運(yùn)動(dòng)是否關(guān)聯(lián)分如圖2２—2

非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架§21.2彈性元件

一．鋼板彈簧主要用于非獨(dú)立懸架如圖2２—９1．組成：由若干片等寬但不等長的合金彈簧片組合而成的一根近似等強(qiáng)度的彈性梁。2．典型結(jié)構(gòu)圖２２－１０特點(diǎn)：變截面彈簧（懸架的振動(dòng)頻率在空車和滿載時(shí)都一樣），重量輕，節(jié)約合金彈簧鋼材（可減少質(zhì)量40~60%）。應(yīng)用日漸廣泛。如EQ1141G。二．螺旋彈簧材料：彈簧鋼棒料卷制而成。優(yōu)點(diǎn)：無需潤滑，不忌污泥，縱向空間小，本身質(zhì)量小。廣泛用于獨(dú)立懸架，特別是前輪獨(dú)立懸架中。缺點(diǎn)：只承受垂直載荷，另加減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。三．扭桿彈簧如圖2２-1１

結(jié)構(gòu)：斷面為圓形或矩形，由鉻釩合金彈簧制成。制造時(shí)，預(yù)先施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，方向與裝在車上所承受的載荷方向一致。左右扭桿不可互換。特點(diǎn)：單位質(zhì)量的儲(chǔ)能量是鋼板彈簧的3倍，比螺旋彈簧也高；重量較輕，結(jié)構(gòu)比較簡單；不需潤滑；易實(shí)現(xiàn)車身高度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，在汽車上布置較方便；懸架剛度是可變的。四．氣體彈簧1.空氣彈簧如圖22-12（壓縮空氣）特點(diǎn)：變剛度彈簧，可調(diào)節(jié)車身高度，質(zhì)量小，壽命長，但尺寸大，易漏氣。用于轎車?？諝鈴椈芍怀惺茌S向載荷，必須有縱向和橫向推力桿等導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，還必須裝有減振器。2.油氣彈簧(惰性氣體N)1)單氣室如圖22-132)雙氣室如圖22-16主活塞浮動(dòng)活塞主氣室反壓氣室單氣室和雙氣室剛度變化較小,因此懸架的振動(dòng)頻率隨載荷變化較大。3)兩極壓力式如圖22-18A壓力小于B壓力剛度變化較大,因此懸架的振動(dòng)頻率隨載荷變化較小。油氣彈簧特點(diǎn)：體積比鋼板彈簧小，但對密封要求高，維護(hù)麻煩。屬于變剛度彈簧，用于重型汽車。油氣彈簧只承受軸向載荷，必須有縱向和橫向推力桿等導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。五．橡膠彈簧特點(diǎn)：可承受壓縮載荷與扭轉(zhuǎn)載荷；單位質(zhì)量的儲(chǔ)能量較金屬彈簧多，隔聲性能好，工作無噪聲，不需要潤滑油；由于橡膠彈簧的內(nèi)磨擦較大，因此橡膠彈簧具有一定的減振能力。橡膠彈簧多用作懸架的副簧和緩沖塊。§22.3減振器一．液力減振器的基本工作原理和類型

1．基本原理：

圖２２－３

減振器殼體內(nèi)的油從一側(cè)內(nèi)腔經(jīng)小孔流入另一側(cè)內(nèi)腔，此時(shí)孔壁與油液間的磨擦以及油液分子的內(nèi)摩擦便形成對振動(dòng)的阻尼力，使汽車振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為油液的熱能，被減振器殼體吸收后散發(fā)到大氣中。2．類型雙作用——在壓縮和伸張行程都起作用。用的比較廣泛。如一汽紅旗CA7220、奧迪100、捷達(dá)和桑塔納轎車采用。單作用——在伸張行程起作用。3．對減振器的要求1）在懸架壓縮行程中，減振器的阻尼力減小，彈性元件起主要作用。2）在懸架伸張行程中，減振器阻尼力應(yīng)大于前一行程的2~5倍，減振器起主要作用。3）當(dāng)車橋和車架之間相對速度過大時(shí)，減振器能自動(dòng)加大液流通道面積，使阻尼力保持在一定的限度內(nèi)。二．雙向作用式減振器

的基本構(gòu)造和工作原理如圖2２-41．基本構(gòu)造：壓縮閥、伸張閥、流通閥、補(bǔ)償閥。壓縮閥、伸張閥---卸載閥流通閥、補(bǔ)償閥----兩個(gè)單向閥壓縮閥補(bǔ)償閥伸張閥流通閥活塞桿2．工作原理（1）壓縮行程：壓縮閥和流通閥起作用。（2）伸張行程：補(bǔ)償閥先打開，隨著活塞上移的速度增加，壓力增加，伸張閥打開。壓縮閥的節(jié)流阻尼和伸張閥的節(jié)流阻尼應(yīng)隨活塞運(yùn)動(dòng)速度而變化。減振器在伸張行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力比壓縮行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼大的多。實(shí)際結(jié)構(gòu)三.新型減振器（了解）1.充氣式（N)圖２２－７特點(diǎn)：單筒，不需貯液缸，有浮動(dòng)活塞的移動(dòng)來補(bǔ)償;減少?zèng)_擊時(shí)產(chǎn)生的高頻振動(dòng).缺點(diǎn):密封要求高,充氣復(fù)雜,不能修理.

2.阻力可調(diào)式圖２２－８特點(diǎn)：使用了剛度可變的空氣彈簧，阻力特性隨著道路條件及載荷的變化而變化。有推廣使用的價(jià)值。柱塞節(jié)流小孔活塞§21.4非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架因其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，被廣泛用于貨車的前后懸架，在少數(shù)轎車中，非獨(dú)立懸架僅用作后懸架。一.縱置板簧式非獨(dú)立懸架

（一）前懸1．CA1091前懸架

如圖22—21（1）前鋼板彈簧用兩個(gè)U行螺栓固定在前軸的工字梁上，前端固定鉸鏈連接，后端連在吊耳9上可以擺動(dòng)（2）潤滑（3）減振器的連接（4）限位塊2．橡膠塊支承的前懸架結(jié)構(gòu)如圖22—23

彈簧變形時(shí)兩端的相對移動(dòng)靠橡膠變形來保證，縱向力、側(cè)向力直接由橡膠支承墊傳至車架。

特點(diǎn)：主片不易損壞，無須潤滑，有良好的消除噪聲的能力，但彈簧的縱向移動(dòng)量受到限制，常用在比較長且剛度比大的鋼板彈簧上。如一汽2.5T越野車、一拖5T越野車上。3．變剛度鋼板彈簧前懸架

CA1040采用變截面鋼板彈簧如圖22—24特點(diǎn)：彈簧銷的襯套采用了橡膠襯套，工作無磨損，不需潤滑，簡化了保養(yǎng)工作，無噪聲。（二）后懸架1.EQ1090E型汽車后懸架如圖22—25優(yōu)點(diǎn)：主簧和副簧并聯(lián)，彈簧剛度可變，使車身振動(dòng)頻率不因載荷變大而變化過大缺點(diǎn)：剛度增加很突然，對汽車行駛平順性不利。2.依維柯貨車后懸架

如圖22—27

特點(diǎn)：漸變剛度彈簧，為主簧剛和副簧接觸時(shí)，彈簧特性為非線性，當(dāng)全部接觸為線性。副簧逐漸起作用，因此懸架剛度變化比較平穩(wěn)，從而改善了汽車行駛平順性。缺點(diǎn)：主簧和副簧之間易存積垢。二.螺旋彈簧非獨(dú)立懸架圖22-28一般用做轎車的后懸。如桑他納、奧迪100和紅旗CA7220。三、空氣彈簧非獨(dú)立懸架圖22-29四、油氣彈簧非獨(dú)立懸架圖2-31§21.5獨(dú)立懸架

一.特點(diǎn)及類型

如圖21-21.特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（1）在彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車輪可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)而互不影響。（2）減少了汽車的非簧載質(zhì)量。（3）采用斷開式車橋，發(fā)動(dòng)機(jī)的位置可以降低和前移；同時(shí)給予車輪較大的上下運(yùn)動(dòng)空間，可將懸架剛度設(shè)計(jì)得較小。對于有特殊要求的越野汽車全部車輪采用獨(dú)立懸架比較合理。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，保養(yǎng)維修不便，在一般情況下，車輪跳動(dòng)時(shí)，外傾角與輪距變化較大，輪胎磨損較嚴(yán)重。3.類型圖22-321）車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架—橫臂式2）車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架—縱臂式3)車輪沿主銷移動(dòng)的懸架—燭式和麥弗遜式4)車輪在汽車的斜向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架—單斜臂式二、橫臂式獨(dú)立懸架

1、單橫臂式當(dāng)懸架變形時(shí)，車輪平面將產(chǎn)生傾斜，改變輪距，使輪胎相對地面?zhèn)认蚧?，用的少。圖22-33戴姆勒-奔馳轎車采用.2、雙橫臂式

--用的多。如圖22-34.

1）擺臂長度相等，如圖22—34（a）。車輪平面沒有傾斜，但輪距卻發(fā)生了較大的變化，增加了側(cè)向滑移的可能。2）雙橫臂長度不相等。選擇合適的話，可使車輪和主銷的角度以及輪距的變化都不太大，不大的輪距變化可由輪胎變形來適應(yīng)。因此在轎車前輪上用的很廣泛。圖22-35組成：上橫臂、下橫臂、螺旋彈簧、減振器。主銷后傾角的調(diào)整：通過上擺臂軸15。車輪外傾角的調(diào)整：通過墊片12垂直力的傳遞：縱向力、側(cè)向力的傳遞：上、下擺臂都做成叉形的剛性架。依維柯前懸架圖22-36,37

特點(diǎn)：可調(diào)節(jié)車身高度三.車輪沿主銷移動(dòng)的懸架1.燭式圖22-43特點(diǎn):主銷定位角不變,輪距、軸距稍有改變；但磨損嚴(yán)重，因此已很少采用。

2.麥弗遜式

如圖22-44

特點(diǎn)：側(cè)向力大部分由下擺臂承受，其余部分由減振器承受;和燭式懸架相比在一定程度上減少了滑動(dòng)摩擦;突出的優(yōu)點(diǎn)是增大了兩前輪內(nèi)側(cè)的空間，便于發(fā)動(dòng)機(jī)和其他部件的布置。多用在前置、前驅(qū)動(dòng)的轎車和微型汽車上?！?1.6主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架