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1、单元单元6 6 悬架拆装悬架拆装任务描述：了解必要的信息，正确选用并使用工具，完成对轿车悬架拆装任务目的：通过拆装，熟练使用工具，熟悉悬架部件在汽车上的安装位置任务要求：小组协作完成，零部件整齐摆放，安全文明生产拓展目的：减震器的检查完成任务工单第1页/共50页必要的信息必要的信息l悬架的组成和类型l弹性元件l减振器l典型悬架结构第2页/共50页悬架的功用悬架的功用连接车桥和车架；传递二者之间的各种作用力和力矩；抑制并减小由于路面不平而引起的振动，保持车身和车轮之间正确的运动关系，保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性(缓冲、减振、导向及稳定)第3页/共50页分类分类被动悬架：悬架在路面作用下被被动
2、悬架：悬架在路面作用下被动工作。动工作。主动悬架：主动悬架：悬架根据路面和工悬架根据路面和工况自动起作用。况自动起作用。按悬架起作用的性质分第4页/共50页分类分类非独立悬架：非独立悬架：左右左右车轮安装在车轮安装在 一根整体一根整体车桥两端，车桥则通过车桥两端，车桥则通过弹性元件与车架相连。弹性元件与车架相连。独立悬架：每一侧车独立悬架：每一侧车轮单独通过悬架与车架轮单独通过悬架与车架相连，每个车轮能独立相连，每个车轮能独立上下跳动而互不影响。上下跳动而互不影响。车桥弹性元件车架断开式车桥按两侧车轮相互运动关系分第5页/共50页悬架的组成悬架的组成l减振器减振器加快振动的衰弱。加快振动的衰弱
3、。l弹性元件弹性元件承受和传递垂直承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击载荷，减小路面的冲击l导向装置导向装置传递纵向力、侧传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮相向力及其力矩，并保证车轮相对于车身有正确的运动关系。对于车身有正确的运动关系。第6页/共50页弹性元件弹性元件u汽车悬架所用的弹性元件可分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧等。l钢板弹簧载货汽车的非独立悬架l螺旋弹簧和扭杆弹簧轿车的独立悬架l气体弹簧重型载货汽车l橡胶弹簧悬架的副簧和缓冲块第7页/共50页钢板弹簧钢板弹簧l作用：作用：既有弹性元件的作用，又可起到导向和既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。减振作用。
4、l结构：结构：钢板弹簧套管螺栓螺母中心螺栓卷耳弹簧夹第8页/共50页钢板弹簧的安装钢板弹簧的安装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，可减少噪声并获得定值摩擦力。弹簧片之间的摩擦力可起到衰减振动和导向的作用。U型螺栓第9页/共50页板簧与车架的连接板簧与车架的连接双钢板弹簧：悬架变刚度销、螺栓第10页/共50页单片弹簧和少片弹簧单片弹簧和少片弹簧特点：断面尺寸延长度方向变化；减轻重量，节约材料；提高汽车行驶平顺性。第11页/共50页钢板弹簧断面形状钢板弹簧断面形状矩形断面:结构简单，但受拉应力一面的棱角处易产生疲劳裂纹。上下不对称的横断面:由于断面抗弯的
5、中性轴线上移，不但可减小拉应力，而且节省了材料。第12页/共50页钢板弹簧端部结构形式钢板弹簧端部结构形式端部为矩形：制造简单，广泛应用在载货汽车上端部为梯形：质量小、节省钢材，较多的用在载货汽车上端部为椭圆形：改善了应力分布状况，片端弹性好，片间摩擦小，重量也较轻，但制造工艺复杂，成本较高，一般在轿车上应用较多第13页/共50页螺旋弹簧螺旋弹簧制造：制造：用弹簧钢棒料卷制而成。用弹簧钢棒料卷制而成。特点：无需润滑、抗污染、安装所需空间小、质量轻。性能：性能：没有减振、导向作用，必须没有减振、导向作用，必须另加减震器。另加减震器。用途：轿车前轮独立悬架用途：轿车前轮独立悬架第14页/共50页应
6、用：应用：桑塔纳轿车的前悬架麦弗逊式独立弹簧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当车轮转向跳动时，车轮沿主销（减振器）转动。第15页/共50页扭杆弹簧扭杆弹簧l功用：功用：当车轮跳当车轮跳动时，摆臂便绕着动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转变形，扭杆产生扭转变形，以保证车轮与车架以保证车轮与车架弹性连接。弹性连接。摆臂扭杆第16页/共50页扭杆弹簧扭杆弹簧结构：结构：具有扭转弹性的直线金属杆件特点：特点：质量小、不需润滑、保养维修简便摆臂扭杆第17页/共50页扭杆弹簧的装配扭杆弹簧的装配摆臂扭杆扭杆刚度固定，悬架刚度可变。特点：质量小，不
7、需润滑车架有预扭力，左右不可装反第18页/共50页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的弹簧刚度可变，具有理想弹性特性 气体弹簧气体弹簧第19页/共50页压缩空气所用容器压缩空气所用容器不同不同体积小、寿命长、体积小、寿命长、弹簧刚性可变弹簧刚性可变；结构；结构复杂，制造成本高复杂，制造成本高囊式气体弹簧膜式气体弹簧气体弹簧空气弹簧气体弹簧空气弹簧两种弹簧相比有何优缺点？l全橡胶膜片结构l有效面积变化率大，刚度大l曲数越多，刚度越小l曲数太多，横向稳定性差l弹簧使用寿命长l橡胶膜片与金属压件组成l弹簧刚度相对较小l尺寸小、便于布置l制造困难、寿命短第20页
8、/共50页气体弹簧油气弹簧气体弹簧油气弹簧结构：一般是由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸所组成的 特点：以氮气和油液作为工作介质。具有可变刚度特性，液力减振器油气不分割式油气分隔式两种弹簧相比有何优缺点？第21页/共50页气体弹簧气体弹簧l气体弹簧只能承受垂直载荷，悬架中必须设置纵向和横向的导向机构；空气弹簧悬架必须安装减振器。第22页/共50页橡胶弹簧橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性来缓和冲击、减小振动的 承受压缩载荷与扭转载荷 单位质量的储能量较金属弹簧多，隔音性能好多用在悬架的副簧和缓冲块 第23页/共50页悬架弹性元件悬架弹性元件弹性原件弹性原件减振作用减振作用导向作用导向作用刚度特性刚度
9、特性悬架刚度悬架刚度应用场合应用场合钢板弹簧螺旋弹簧扭杆弹簧气体弹簧橡胶弹簧第24页/共50页减振器减振器功用：加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性。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。弹性元件减震器车架半轴第25页/共50页性能要求性能要求在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，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，缓和冲击。以便充分利用弹性元件的弹性，缓和冲击。在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅
10、速减振。迅速减振。在车桥与车架相对速度过大时，减振器应当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。持在一定限度之内，避免过大的冲击载荷。第26页/共50页分类分类双向作用筒式减振器 单向作用筒式减振器（伸张行程）（伸张行程）液力减振器：利用液体流动的阻力来消耗振动的能量。第27页/共50页双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器结构：伸张阀流通阀压缩阀补偿阀活塞杆防尘罩活塞储油钢桶导向座哪些是单向阀，哪些是卸荷阀？各有何特点？第28页/共50页工作原理工作原理压缩行程：压缩行程：车轮靠
11、近车架车轮靠近车架,减振器减振器收缩，缓和冲击收缩，缓和冲击容积减少，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，所以油液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。第29页/共50页工作原理工作原理伸张行程：伸张行程：车轮下跳，减振器车轮下跳，减振器受拉伸活塞上移受拉伸活塞上移上腔容积减少，油压升高，油液推开伸张阀，流入下腔。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。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。第30页/
12、共50页减振器工作过程减振器工作过程l伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀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，伸张行程产的大，在同样油压作用下，伸张行程产生阻尼力远大于压缩行程的阻尼力。生阻尼力远大于压缩行程的阻尼力。n如何使伸张行程比压缩行程减振效果强？第31页/共50页新式减振器（充气式）新式减振器（充气式）结构大为减化，零件数约减少15。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，并有助于消除噪声。可靠地保证产生足够的阻尼力。消除了油的乳化现象。缺点是对油封要求高；充气工艺复杂，不能修理；以及当缸筒受到外界物体的冲击而产生变形时，减振器就不能工作。
13、氮气油液活塞（压缩阀、伸张阀）浮动活塞第32页/共50页非独立悬架非独立悬架v特点：结构简单、工作可靠v应用：一般与整体式车桥配用。货车、客车的前后悬架，轿车后悬架v举例：板簧非独立悬架（单个板簧、双板簧）螺旋弹簧非独立悬架（导向装置和减振器）空气弹簧非独立悬架（可实现车身高度自动调节作用）油气弹簧非独立悬架（矿用自卸车）第33页/共50页板簧非独立悬架板簧非独立悬架前悬架一般装有减振器，后悬架不一定配装两个U型螺栓间距尽可能小，以提高其使用寿命后悬架通常做成变刚度，以适应变化较大的载荷，一般采用双板簧结构第34页/共50页螺旋弹簧非独立悬架螺旋弹簧非独立悬架必需加装减振器和导向装置一般用于轿
14、车后悬架导向装置可以使车轮具有独立运动的性质 半独立悬架第35页/共50页气体弹簧非独立悬架气体弹簧非独立悬架空气弹簧：改变弹簧内的空气压力可调节车身高度，使车身不会因载荷而变化油气弹簧：变刚度特性，显著提高汽车性能加装横向、纵向推力杆；加装减振器加装横向、纵向推力杆；第36页/共50页独立悬架独立悬架v独立悬架的优点：P380381v类型：横臂式独立悬架 纵臂式独立悬架 烛式悬架车轮沿固定不动的主销上下移动，所以悬架变形时，主销定位角不变，但因主销承受侧向力，磨损严重。麦弗逊式悬架P384，广泛用于FF轿车的前悬架减少车架和车身在不平道路上行驶时的振动 可以提高汽车的平均行驶速度 改善行驶平
15、顺性 增大了驱动力 提高了汽车的通过性能 车轮在汽车横向平面内摆动的悬架 车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架 第37页/共50页横臂式独立悬架横臂式独立悬架单横臂式：影响转向操纵稳定性，故很少使用；双横臂式：操纵稳定性和行驶平顺性好，发动机位置低；但结构复杂，成本高。横臂横臂第38页/共50页纵臂式独立悬架纵臂式独立悬架单纵臂式：车轮的跳动影响定位参数变化，用于后轮双纵臂式：可用于前悬架纵臂式纵臂式单纵臂式单纵臂式双纵臂式双纵臂式第39页/共50页车轮沿主销移动的悬架车轮沿主销移动的悬架烛式悬架：主销固定，烛式悬架：主销固定，车轮沿主销上下移动；车轮沿主销上下移动；悬架变形不影响主销定悬架变形不影
16、响主销定位角，汽车操纵稳定性位角，汽车操纵稳定性好；但主销受侧向力复好；但主销受侧向力复杂，磨损严重。杂，磨损严重。第40页/共50页车轮沿主销移动的悬架车轮沿主销移动的悬架麦弗逊式悬架：主销与减振器合而为一，麦弗逊式悬架：主销与减振器合而为一，当车轮上下跳动时，因减振器下支点随横摆臂摆动，故主销轴线的角度是变化的，显然车轮是沿着摆动的主销轴线运动。两前轮内侧空间较大，便于发动机等机件的布置。第41页/共50页横向稳定杆横向稳定杆v作用：当车身两侧悬架变形引起横向变形和角振动时，稳定杆扭转产生内力矩，阻碍悬架的变形，从而减小车身的横向倾斜和角振动。v用途：轿车的车桥横向稳定杆（弹簧钢）第42页
17、/共50页平衡悬架平衡悬架平衡悬架：保证中后桥车平衡悬架：保证中后桥车轮垂直载荷相等，且使所有轮垂直载荷相等，且使所有车轮与地面良好接触。车轮与地面良好接触。摆臂式平衡悬架：摆臂式平衡悬架：将两个车桥装在两根平衡杆的两端，而将平衡杆中部与车架铰链；6262汽车的后轮可在摆臂作汽车的后轮可在摆臂作用下升降。用下升降。第43页/共50页平衡悬架平衡悬架钢板弹簧平衡悬架 可使中、后桥形成一个总支承机构，能连同钢板弹簧一起绕心轴转动 钢板弹簧变形时，中、后桥能各自单独移位，适应行驶在不平道路上的需要 在中、后桥载荷平均分配的条件，增强了汽车的行驶性能。第44页/共50页电控汽车悬架电控汽车悬架u作用：
18、通过ECU主动调节悬架刚度和阻尼系数，以适应不同行驶工况的需要，提高操纵稳定性、舒适性、平顺性。u类型：半主动悬架系统 全主动悬架系统第45页/共50页电控汽车悬架电控汽车悬架u电控汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、路况预测）传感器、电子控制ECU、悬架控制的执行器等组成。u系统的控制功能通常有以下三个：l车高调整 l阻尼力控制 l弹簧/悬架刚度控制 第46页/共50页v车高调整 当汽车在起伏不平的路面行驶时，可以使车身抬高，以便于通过；在良好路面高速行驶时，可以降低车身，以减少空气助力，提高操纵稳定性。v阻尼力控制 用来提高汽车的操纵稳定性，在急转弯、急加速和紧急制动情况下，可以抑制
19、车身姿态的变化。v弹簧刚度控制 改变弹簧刚度，使悬架满足运动或舒适的要求。l采用主动式悬架后，汽车对侧倾、俯仰、横摆跳动和车身的控制都能更加迅速、精确，汽车高速行驶和转弯的稳定性提高，车身侧倾减少。制动时车身前俯小，启动和急加速可减少后仰。即使在坏路面，车身跳动也较少，轮胎对地面的附着力提高。第47页/共50页主动式液压悬架主动式液压悬架l汽车重心附近有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号l这些信号被输入到控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令l控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作。第48页/共50页第49页/共50页感谢您的观看。第50页/共50页