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1、第九章悬架第1页，共43页，编辑于2022年，星期二9-1 概述概述一、功用：1、是弹性地连接车桥与车架或车身），缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力，保证乘坐舒适和货物完好；2、迅速衰减由于弹性系统引起的振动；3、传递垂直、纵向、侧向反力及其力矩；4、起导向作用，是车轮按一定轨迹相对于车身运动。二、组成：一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。第2页，共43页，编辑于2022年，星期二三、分类：三、分类：1、非独立悬架：、非独立悬架：两侧车轮安装于一整体式车桥上，车轮连同车桥一起通过弹性元件悬挂在车架或车桥上。2、独立悬架：、独立悬架：两侧车轮独立地与车架或车身弹性连接，
2、当一侧车身受到冲击时，其运动不会直接影响到另一侧车轮。车桥车桥弹性元件弹性元件车架车架断开式车桥断开式车桥第3页，共43页，编辑于2022年，星期二 四、汽车性能对悬架的要求：由于人体所习惯的垂直振动频率约为11.6Hz,所以 车身振动的固有频率应接近或处于人体所适应的范围。为了使空载和满载时的固有频率一致或变化很小,需要 把悬架刚度做成可变或可调的.目前的电控悬架就能满足此种目的。第4页，共43页，编辑于2022年，星期二9-2 弹性元件弹性元件一、钢板弹簧一、钢板弹簧 由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似的强度的梁。如图：1、作用：、作用：既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振
3、作用。既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。2、结构：、结构：钢板弹簧钢板弹簧套管套管螺栓螺栓螺母螺母中心螺栓中心螺栓卷耳卷耳弹簧夹弹簧夹第5页，共43页，编辑于2022年，星期二3、钢板弹簧的安装、钢板弹簧的安装弹簧片之间的摩擦力可起到衰减振动和导向的作用。非独立悬架非独立悬架在弹簧片之间涂上较稠的润滑剂，可以减少磨损。在弹簧片之间夹入塑料垫片，可减少噪声。第6页，共43页，编辑于2022年，星期二4、单片弹簧和少片弹簧、单片弹簧和少片弹簧特点：特点：断面尺寸延长度方向变化；断面尺寸延长度方向变化；减轻重量，节约材料。减轻重量，节约材料。第7页，共43页，编辑于2022年，星期二二、螺
4、旋弹簧二、螺旋弹簧 大多应用在独立悬架上与轿车的后轮非独立悬架上，分为可变刚度的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧。1、材料：用弹簧钢棒料卷制而成。2、特点：无需润滑、抗污染、安装所需空间小、质量轻。3、性能：无减振及导向作用，必须另加减震器及导向机构。第8页，共43页，编辑于2022年，星期二4、应用：、应用：桑塔纳轿车的前悬架 麦弗逊式独立弹簧悬架麦弗逊式独立弹簧悬架当车轮转向跳动时，车轮沿主销转动。刚度可变的锥形弹簧刚度可变的锥形弹簧第9页，共43页，编辑于2022年，星期二 1、气体弹簧定义 以空气做弹性介质，即在一个密闭的容器内装入压缩空气（气压为0.51MPa），利用气体的可
5、压缩性实现弹簧的作用。2、分类：1）气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。2）空气弹簧分为囊式和膜式空气弹簧。3、气体弹簧的结构三、气体弹簧三、气体弹簧第10页，共43页，编辑于2022年，星期二特点：体积小、寿命长、弹簧刚性可变囊式气体弹簧膜式气体弹簧1）空气弹簧）空气弹簧囊式空气弹簧：由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气所组成。膜式空气弹簧：密闭气囊由橡胶和金属压制件组成。第11页，共43页，编辑于2022年，星期二（1）油气弹簧定义 以气体（氮-惰性气体）作为弹性介质，用油液作为传力介质。（2）分类：单气室、双气室、两级压力式等。2）油气弹簧）油气弹簧油气不分割式油气不分割式油气分
6、隔式油气分隔式单气室油气弹簧：单气室油气弹簧：又分为油气分隔式和油气不分隔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，且便式两种，前者可防止油液乳化，且便于充气于充气第12页，共43页，编辑于2022年，星期二四、扭杆弹簧四、扭杆弹簧 扭杆弹簧是一根有弹簧钢制成的杆，其一端固定在车架上，另一端通过摆臂与车轮相连，当车轮跳动时，摆臂便绕扭杆轴线摆动，是扭杆产生扭转弹性变形。摆臂摆臂扭杆扭杆第13页，共43页，编辑于2022年，星期二扭杆弹簧的装配摆臂摆臂扭杆扭杆将扭杆的固定端将扭杆的固定端转过一个角度，转过一个角度，则摆臂的初始位则摆臂的初始位置将改变，可借置将改变，可借此调节车身的
7、高此调节车身的高度。度。特点：特点：质量小，不需润质量小，不需润滑滑第14页，共43页，编辑于2022年，星期二一、功用及要求一、功用及要求1、功用：、功用：吸收振动能量，使车架与车身振动迅速衰减，改善汽车吸收振动能量，使车架与车身振动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性。行驶的平顺性。2、工作原理：、工作原理：油液通过阀体上的阻尼孔在工作缸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，最后散能，并被油液和减振器壳体吸收，最后散发到大气中。发到
8、大气中。弹性元件弹性元件减震器减震器车架车架半轴半轴 9-3 减振器减振器 减振器的阻尼力要随汽车振动速度的增减振器的阻尼力要随汽车振动速度的增加而增大，随汽车振动速度降低而减小。减加而增大，随汽车振动速度降低而减小。减振器阻尼特性表征了这一变化关振器阻尼特性表征了这一变化关第15页，共43页，编辑于2022年，星期二 3、减振器的要求：(1)在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用。(2)在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。(3)当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能
9、自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。4 4、分类：、分类：双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器单向作用筒式减振器（伸张行程）单向作用筒式减振器（伸张行程）还有采用新式减振器，它包括充气式减振器和阻力可调式减振器。第16页，共43页，编辑于2022年，星期二二、双向作用筒式减振器二、双向作用筒式减振器1、双向作用筒式减振器的结构：双向作用筒式减振器的结构：1）组成：）组成：减振器由储油筒、工作缸、活塞连杆分总成、底阀、导减振器由储油筒、工作缸、活塞连杆分总成、底阀、导向器、防尘罩等组成。向器、防尘罩等组成。双向筒式减振器有四个阀：双向筒式减振器有四个阀：伸张
10、阀、补偿阀、压缩阀、流通阀。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。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。上下腔中出现真空。第17页，共43页，编辑于2022年，星期二2）结构：）结构：伸张阀伸张阀流通阀流通阀压缩阀压缩阀补偿阀补偿阀活塞杆活塞杆防尘罩防尘罩活塞活塞储油钢桶储油钢桶导向座导向座第18页，共43页，编辑于2022年，星期二2、工作原理、工作原理（1）压缩行程：）压缩行程：车桥与车架互相靠近车桥与车架互相靠近容积减少
11、，油压升容积减少，油压升高，油液打开流通高，油液打开流通阀，经过流通阀流阀，经过流通阀流入上腔。入上腔。由于上腔容积被活塞由于上腔容积被活塞杆用去部分空间，所杆用去部分空间，所以油液一部分油液打以油液一部分油液打开压缩阀流入储油缸。开压缩阀流入储油缸。由于各阀门的节流作由于各阀门的节流作用，便造成对悬架压用，便造成对悬架压缩运动的阻力，使振缩运动的阻力，使振动能量衰减。动能量衰减。第19页，共43页，编辑于2022年，星期二（2）伸张行程）伸张行程车桥与车架互相远离车桥与车架互相远离上腔容积减少，油上腔容积减少，油压升高，油液推开压升高，油液推开伸张阀，流入下腔。伸张阀，流入下腔。由于活塞杆占
12、去一由于活塞杆占去一定空间，所以自上定空间，所以自上腔流入的油液不足腔流入的油液不足以充满下腔容积的以充满下腔容积的增加。储油缸中油增加。储油缸中油液推开补偿阀流入液推开补偿阀流入下腔补充。下腔补充。由于各阀门的节流作用，由于各阀门的节流作用，便造成对悬架伸张运动的便造成对悬架伸张运动的阻力，使振动能量衰减。阻力，使振动能量衰减。第20页，共43页，编辑于2022年，星期二 压缩阀和伸张阀上有常通小孔压缩阀和伸张阀上有常通小孔隙。当振动速度较小时，只靠这些隙。当振动速度较小时，只靠这些小孔工作。当振动速度较大时，才小孔工作。当振动速度较大时，才打开阀门工作。阻尼力随振动速度打开阀门工作。阻尼力
13、随振动速度变化。变化。由于伸张阀弹簧刚度比压缩阀由于伸张阀弹簧刚度比压缩阀的大，而且伸张阀上的常通孔隙的的大，而且伸张阀上的常通孔隙的直径也比压缩阀的小，就保证了减直径也比压缩阀的小，就保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力比振器在伸张行程内产生的阻尼力比在压缩行程内产生的大。在压缩行程内产生的大。第21页，共43页，编辑于2022年，星期二减振器短片第22页，共43页，编辑于2022年，星期二9-4横向稳定器横向稳定器 现代轿车悬架很软，即固有频率很低，为提高悬架的侧倾角刚度，减小横向倾斜，常在悬架中添设横向稳定器（杆）以保证良好操纵稳定性。横向稳定器第23页，共43页，编辑于2022年，星期
14、二悬架短片第24页，共43页，编辑于2022年，星期二一、纵置钢板弹簧非独立一、纵置钢板弹簧非独立悬架悬架优点：结构简单，工作可靠。采用钢板弹簧的非独立悬架中，省却了导向结构，方便布置。因此广泛引用于货车的前后悬架，轿车的后悬架。第五节第五节 非独立悬架非独立悬架第25页，共43页，编辑于2022年，星期二主、副簧的钢板弹簧主、副簧的钢板弹簧通过主副簧先后起作用，得到变刚度特性提高汽车平顺性。通过主副簧先后起作用，得到变刚度特性提高汽车平顺性。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。第26页，共43页，编辑于2022年，星期二二、螺旋弹簧非独立悬架
15、二、螺旋弹簧非独立悬架 一般只用作轿车的后悬一般只用作轿车的后悬架，具有纵向布置方便，便架，具有纵向布置方便，便于维护和保养的特点。于维护和保养的特点。由于螺旋弹簧只能承由于螺旋弹簧只能承受较小侧向力。因此需要受较小侧向力。因此需要加装横向推力杆和纵向推加装横向推力杆和纵向推力杆。力杆。螺旋弹簧套在减震器的外面，必须加装导向机构。第27页，共43页，编辑于2022年，星期二三、空气弹簧非独立悬架三、空气弹簧非独立悬架 必须装有减震器和导向机构。可以实现车身高度的调节。第28页，共43页，编辑于2022年，星期二四、油气弹簧非独立悬架 有变刚度特性，可以保证汽车有良好的平顺性。尺寸较小，对整车布
16、置有利。应用：大型矿用自卸车。第29页，共43页，编辑于2022年，星期二 非独立悬架非独立悬架 第30页，共43页，编辑于2022年，星期二9-6 9-6 独立悬架独立悬架结构特点：两侧车轮各自独立地与车架或车身弹性连结构特点：两侧车轮各自独立地与车架或车身弹性连接。接。优点：优点：1 1、两侧车轮两侧车轮可以单独跳动，可减少车身振动，消除车可以单独跳动，可减少车身振动，消除车轮偏摆；轮偏摆；2、降低非簧载质量，提高平均车速；、降低非簧载质量，提高平均车速；3、采用断开式车桥，降低汽车重心，提高行驶稳定性；、采用断开式车桥，降低汽车重心，提高行驶稳定性；4、提供了较大的车轮跳动空间，因此减小
17、悬架刚度，降低、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。汽车偏频，提高平顺性。缺点：缺点：结构复杂、制造成本高，维护不便，车轮引起轮矩变化，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。加剧轮胎磨损。第31页，共43页，编辑于2022年，星期二独立悬架结构类型（按车轮运动形式）独立悬架结构类型（按车轮运动形式）1 1、车轮在汽车横向平面内运动（横臂式独立悬架）、车轮在汽车横向平面内运动（横臂式独立悬架）2 2、车轮在汽车纵向平面内运动（纵臂式独立悬架）、车轮在汽车纵向平面内运动（纵臂式独立悬架）3 3、车轮沿主销移动（烛式悬架、麦弗逊式独立悬架）
18、、车轮沿主销移动（烛式悬架、麦弗逊式独立悬架）4 4、车轮在汽车斜向平面内运动（单斜臂式独立悬架）、车轮在汽车斜向平面内运动（单斜臂式独立悬架）第32页，共43页，编辑于2022年，星期二一、横臂式独立悬架一、横臂式独立悬架二、纵臂式独立悬架二、纵臂式独立悬架第33页，共43页，编辑于2022年，星期二独立悬架独立悬架第34页，共43页，编辑于2022年，星期二9-7悬架的故障诊断与检修 一、前悬架零件的检修 1.万向节轴的检查1）等速万向节的检查 检查轴、毂、保持架及钢球是否有麻点凹坑及运转发卡现象。如果万向节内的游隙过大换档时能感到撞击作用，出现这种情况时必须更换万向节。如果球的表面只有磨
19、光点及正常运转痕迹，则不必更换万向节。第35页，共43页，编辑于2022年，星期二 对于外等速万向节，万向节壳体与万向节轴间的夹角最大为47时，应能灵活转动。对于内等速万向节，万向节壳体与万向节轴间的夹角最大为21 时，应能灵活转动。传送动力，且两者应该有不少于19mm的相对位移。此外，还应检查内外等速万向防护罩和，是否有撕裂及擦伤的痕迹。第36页，共43页，编辑于2022年，星期二2）万向节轴的检查 检查万向节轴的损坏、裂纹和直线度；检查直线度的方法是将万向轴放在V形铁用百分表检查万向节轴的直线度，标准值为0.5mm，使用极限为0.8mm。2.前减振器的检查 检查时应固定住前减振器，并上下运
20、动活塞杆时应有一定阻力，而向下的阻力要大一些。若阻力过大，应检查活塞杆是否弯曲；若无阻力，则表示前减振器油已漏光或失效，必须更换。1）减振器悬架轴承主橡胶挡块的检查2）减振器螺旋弹簧的检查 第37页，共43页，编辑于2022年，星期二3、前轮毂与转向节的检查1）前轮毂与转向节的检查 2)轮毂轴承的检查4、副车架、横向稳定杆和梯形臂的检查 1)副车架(前托架)、横向稳定杆和梯形臂(下摆臂)的检查 2)梯形臂(下摆臂)下球铰的检查 首先检查下球铰1的轴向间隙标准为0，用弹簧检查下球铰的拉力应在10.8-73.6N之间。（新件）之间，用扭力扳手检查下球铰的扭力；应在1.5-3.4Nm(新件)之间。第
21、38页，共43页，编辑于2022年，星期二5车轮的检查 1)轮辋跳动的检查 用百分表l检查轮辋2的轴向跳动，最大量为1.2mm；用百分表3检查轮辋2的径向 跳动，最大量为O.8mm。2)车轮平衡的检查 3)轮胎磨损的测量 4)轮胎的定期换位 第39页，共43页，编辑于2022年，星期二二、后悬架的故障诊断与检修（一）后悬架的拆装 1.捷达轿车后悬架的拆卸（1）车轮的拆卸（2）后减振器用后桥体的拆卸 2.捷达轿车后悬架的安装（1）后桥体的组装与安装（2）后减振器的组装与安装（3）短轴与轴承的安装（4）后轮定位角的检查第40页，共43页，编辑于2022年，星期二（二）后悬架零件的检修1、后车轮与短
22、轴的检查1）后车轮轮胎的检查轮胎花纹深度P磨至2mm时，达到使用极限。车轮不平衡度不大于10g，轮辋的轴向跳动极限为1.2mm，径向跳动极限0.8mm。2)检查短轴的垂直度 用直角尺和卡尺进行检查。一边转动短轴，一边测 量 短 轴 沿 圆 周 方 向 与 直 角 尺1距 离 的 差 距(最 大 与 最 小 值之 差)应 不 大 于0.25mm，否 则 应 更 换 短 轴。注 意 短 轴 不允许矫正，如有损伤、裂纹也不允许焊接修复，必须更换。对于富康轿车，还需要检查纵摆臂与轴的垂直度。第41页，共43页，编辑于2022年，星期二2、后桥体的检查1）检查后桥体的变形2)检查后桥体橡胶支承3、后减振
23、器的检查 第42页，共43页，编辑于2022年，星期二思考题9 1 1、悬架一般由哪几部分组成？各起什么作用？、悬架一般由哪几部分组成？各起什么作用？、悬架一般由哪几部分组成？各起什么作用？、悬架一般由哪几部分组成？各起什么作用？2 2、对减振器油和减振器有哪些要求对减振器油和减振器有哪些要求对减振器油和减振器有哪些要求对减振器油和减振器有哪些要求,分析双向作用筒式减分析双向作用筒式减分析双向作用筒式减分析双向作用筒式减振器的工作过程以及是如何满足减振器要求的。振器的工作过程以及是如何满足减振器要求的。振器的工作过程以及是如何满足减振器要求的。振器的工作过程以及是如何满足减振器要求的。3 3、双向作用筒式减振器一般都具有哪四个阀？伸张行程和、双向作用筒式减振器一般都具有哪四个阀？伸张行程和、双向作用筒式减振器一般都具有哪四个阀？伸张行程和、双向作用筒式减振器一般都具有哪四个阀？伸张行程和压缩行程各有什么阀起作用？压缩行程各有什么阀起作用？压缩行程各有什么阀起作用？压缩行程各有什么阀起作用？4、常用的弹性元件有哪几种？试比较它们的优缺点、常用的弹性元件有哪几种？试比较它们的优缺点？第43页，共43页，编辑于2022年，星期二