《【教学课件】第10章悬架.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【教学课件】第10章悬架.ppt（67页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第10章 悬架本章应知要求,1.能掌握悬架的功用与类型；2.能正确描述弹性元件、减振器等的功用、构造与工作原理；3.能正确描述典型非独立悬架、独立悬架的结构特点与工作原理。,本章应会要求,1.会进行悬架系统的拆装与调整；2.会进行悬架系统常见故障的诊断与排除。,10.1 概述,起导向作用，使车轮按一定轨迹相对于车身运动，保证汽车具有良好的操纵稳定性。,悬架的功用,可用传力、缓冲、减振、导向等几个字来概括，具体为：,缓冲行驶中车辆所受由路面不平引起的冲击，迅速衰减振动，保证乘坐舒适和货物完好。,连接作用，传递垂直、纵向、侧向反力及其力矩。,弹性元件、减振器、导向装置、横向稳定杆等,悬架的组成,悬
2、架的类型,根据控制形式不同，可分为被动悬架和主动悬架。,大多数汽车采用被动悬架。只能被动地取决于路面、行驶状况和汽车的弹性元件、导向装置以及减振器等这些机械零件，弹性和阻尼不能随外部工况变化。,主动悬架可以根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼，以提高汽车的平顺性和操纵稳定性。,非独立悬架:两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上。广泛应用于货车和大客车上。,根据导向机构不同，可分为独立悬架和非独立悬架。,独立悬架:两侧车轮分别独立地与车架（或车身）弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮，独立悬架所采用的车桥是断开式的。,10.2 弹性元
3、件,钢板弹簧,广泛应用于汽车非独立悬架中,钢板弹簧的中间用U形螺栓与车桥固定。,钢板弹簧3的第一片（最长的一片）称为主片，其两端弯成卷耳1，用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接。,由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起而成。,钢板弹簧装有若干弹簧夹2，以免在行驶过程中各片分开。中心螺栓4用来连接各弹簧片，并保证各片的装配时的相对位置。,为了增加主片卷耳的强度，将第二片末端也弯成半卷耳，包在主片卷耳的外面。,钢板弹簧本身还兼起导向机构的作用，可不必单设导向装置，使结构简化。,螺旋弹簧,在轿车上广泛采用。,用弹簧钢棒料卷制而成。有圆柱形螺旋弹簧、圆锥形螺旋弹簧、也可制成等螺距或不等螺距。,由于
4、螺旋弹簧只承受垂直载荷，因此还需要加设导向机构和减振器。它具有不需润滑，防污性强，占用纵向空间小，弹簧本身质量小的特点。,扭杆弹簧,适应于小型车及箱式车的悬架。,扭杆是一根弹簧钢制的杆3。扭杆一端固定在车架上，另一端通过摆臂2与车轮相连。,当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，以保证车轮与车架的弹性联接。,扭杆弹簧在制造时，经热处理后使其具有一定的预应力，有利于提高其弹性极限。左右扭杆由于施加应力有方向性，装在车上后承受工作载荷时扭转的方向应与所预加在扭杆上的扭转方向相一致，因而左右扭杆做有标记，安装时应加以注意。,采用扭杆弹簧做弹性元件的悬架要设导向机构和减振器。,气
5、体弹簧,分空气弹簧和油气弹簧两种，空气弹簧又有囊式和膜式两种。,气体弹簧以压缩空气（或氮气、惰性气体）作为弹性介质，利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。,(a)囊式空气弹簧(b)膜式空气弹簧,气体弹簧随着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，刚度也随之增加，因而这种弹簧有其理想的变刚度特性。,油气弹簧以高压惰性气体（通常为氮气）作为弹性介质，用油液作为传力介质。橡胶隔膜3把球形室1隔开成油室与气室。工作缸6内装有活塞7和阻尼阀5及阀座。,油气弹簧 1-球形室；2-气体；3-隔膜；4-油液；5-阻尼阀；6-工作缸；7-活塞,当由于载荷增加等引起车架与车桥相互靠近时，活塞7上移，使工作缸内油压升高，打
6、开阻尼阀5进入球室下部，推动隔膜3向气室方向移动。气室内气体被压缩，油气弹簧刚度增加。,油气弹簧 1-球形室；2-气体；3-隔膜；4-油液；5-阻尼阀；6-工作缸；7-活塞,相反，当载荷减小时，气室内的高压气体使隔膜向下方移动，油液通过阻尼阀流回工作缸，活塞下移使油压降低，同时气室容积变大压力下降，使油气弹簧刚度降低。,因此，随着载荷的变化，气室内气体压力也相应变化，油气弹簧具有可变刚度的特性。,10.3 减振器,概述,为什么要安装减振器：悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为衰减振动，改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减振器。,要求：1在压缩行程，减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹
7、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，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。,双向作用筒式减振器,1-活塞杆；2-工作缸筒；3-活塞；4-伸张阀；5-储油缸筒；6-压缩阀；7-补偿阀；8-流通阀；10-导向座；10-防尘罩；11-油封,上连车架，下连车桥。有三个同心钢筒，最外面为防尘罩10，中间是储油缸5，内部装有一定量的减振器油；最里面为工作缸2，内部装满减振器油。活塞3上有伸张阀4和流通阀8，在工作缸筒下端的支座上有压缩阀6和补偿阀7。,
8、工作过程,压缩行程：活塞3下移，活塞下腔容积减少，油压升高，油液打开流通阀8流到活塞腔。由于上腔被活塞杆1占去了一部分空间，上腔增加的容积小于下腔减小的容积，一部分油液于是就推开压缩阀6，流回贮油缸5。这些阀对油的节流作用形成悬架受压缩运动的阻尼力。,伸张行程：活塞上移，上腔油压升高，油液推开伸张阀4流入下腔。由于活塞杆的存在，自上腔流来的油液不足以充满下腔增加的容积，使下腔产生一真空度，这时储油缸中的油液推开补偿阀7流进下腔进行补充。这些阀的节流作用对悬架在伸张运动时起阻尼作用。,新型减振器,在缸筒的下部有一个浮动活塞2，密闭气室1中充有高压氮气。浮动活塞把上面的油和下面的气完全分开。,1-
9、密封气室；2-浮动活塞；3-O形密封圈；4-压缩阀；5-工作缸；6-活塞杆；7-伸张阀；8-工作活塞,有些车型采用充气式减振器,工作活塞8上装有由一组厚度相同、直径不等、从小到大排列的弹簧钢片组成的压缩阀4和伸张阀7，他们能随工作活塞运动速度大小而改变通道截面积，从而产生不同的阻尼力。,当车轮上下跳动时，工作活塞8在油液中作往复运动。使活塞上下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀4或伸张阀7而来回流动。阀对压力油产生较大的阻尼力，消耗了振动能量，使振动衰减。,由于活塞杆的进出而引起的缸筒容积的变化，则由浮动活塞的上下运动来补偿。,1-密封气室；2-浮动活塞；3-O形密封圈；4-压缩阀；5-工作
10、缸；6-活塞杆；7-伸张阀；8-工作活塞,10.4 非独立悬架,广泛用于货车和小客车的前后悬架。有的轿车后悬架也有采用。,钢板弹簧式非独立悬架,广泛用于货车的前、后悬架中。,解放CA10102汽车的前悬架1-钢板弹簧前支架；2-钢板弹簧端；3-U形螺栓；4-盖板；5-缓冲块；6-限位块；7-减振器上支架；8-减振器；10-吊耳；10-吊耳支架；11-中心螺栓；12-减振器下支架；13-减振器连接销,后端可以自由摆动，形成活动吊耳，从而保证弹簧变形时两卷耳之间的距离是变化的。,中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。,悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳。它与前支架连接在一起。,变刚度钢板弹簧,在重载或
11、满载情况下，车架相对于车桥下移，使车架上副簧滑板式支座与副簧接触，主、副簧共同参加工作，刚度增大。,变刚度钢板弹簧悬架1-副簧；2-主簧；3-车桥；4-U形螺栓,当汽车空载和实际装载质量不大时，副钢板弹簧不承受载荷,而由主钢板弹簧单独工作。,螺旋弹簧非独立悬架,常用于轿车的后悬架。,桑塔纳2000的后桥螺旋弹簧非独立悬架1-后桥；2-纵向推力杆；3-减振器；4-弹簧下座；5-螺旋弹簧；6-弹簧上座；7-支承座,1-后桥；2-纵向推力杆；3-减振器；4-弹簧下座；5-螺旋弹簧；6-弹簧上座；7-支承座,左右纵向推力杆2的前端通过带橡胶的支承座7与车身铰链，后端与轮毂相连接，中部与后桥1焊成一体。
12、整个后桥、纵向推力杆与车轮可以绕支承座7的铰接点连线相对于车身上下摆。,10.5 独立悬架,应用：轿车前悬架广泛采用独立悬架，后悬架上采用也在增加。载重量1t以下的货车、越野车、矿用车和大客车的前悬架也有一些采用独立悬架。,独立悬架的基本类型示意图(a)横臂式；(b)纵臂式；(c)烛式；(d)麦弗逊式,横臂式独立悬架,在汽车横向平面内摆动的独立悬架，分为双横臂式和单横臂式悬架。,单横臂式结构简单，多应用在后悬架上，但由于不能适应高速行驶的要求，目前已应用不多。,双横臂式又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种。等长双横臂式悬架在车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大(与单横臂式相类似)
13、，造成轮胎磨损严重，现已很少用。,双横臂式独立悬架示意图（a）摆臂等长；（b）摆臂不等长,不等长双横臂式独立悬架,1-下摆臂轴；2-垫片；3-下球头销；4-下摆臂；5-螺旋弹簧；6-筒式减振器；7-橡胶垫圈；8-下缓冲块；10-转向节；10-上摆臂11-上缓冲块；12-调整垫片；13-弹簧；14-上球头销；15-上摆臂轴；16-车架横梁,上摆臂10与上球头销14铆接成一体，内部装有螺旋弹簧13，能自动消除球头销与销座间磨损后的间隙。下摆臂4与下球头销3是可以拆卸的，通过减少垫片2来消除球头销处的磨损间隙。,上摆臂10和下摆臂4的一端分别通过摆臂轴15和1与车架连接，另一端分别通过球头销14和3
14、与转向节10相连接,减振器6的两端分别装在上、下摆臂4间。,螺旋弹簧5的两端分别通过橡胶垫圈7支承在车架16上的支承座和下摆臂4上的支承盘内。,纵臂式独立悬架,1单纵臂式独立悬架,当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生较大的变化，因此单纵臂式悬架不用在转向轮上。,摆臂为一宽而薄的钢板，一端与半轴套管铰链，另一端通过套筒的花键与扭杆弹簧外端相连。扭杆弹簧内端固定在车架上。,图为富康雪铁龙ZF型等轿车后桥用的单纵臂式,2双纵臂式独立悬架,两个摆臂一般做成等长的，形成一个平行四杆结构，这样，当车轮上下跳动时主销的后倾角保持不变，因此双纵臂式悬架多应用在转向轮上。,3单斜臂式独立悬架,是单横臂和单纵臂独立
15、悬架的折衷方案。特点是：当车轮上下跳动时，其摆臂绕与汽车纵轴线具有一定交角的轴线摆动，选择合适的交角可以满足汽车操纵稳定性要求。这种悬架适于做后悬架。,车轮沿主销轴线移动的独立悬架,两种形式：烛式独立悬架：车轮沿固定不动的主销移动。麦弗逊式独立悬架：车轮沿摆动的主销轴线移动。,1烛式独立悬架,主销的上下两端刚性的固定在车架上，套在主销上的套筒固定在转向节上，中部固定装着螺旋弹簧的下支座，筒式减振器的下端与转向节相连，上端与车架相连。,缺点：汽车行驶时的侧向力会全部由套在主销套筒内的主销承受，致使套筒与主销间的摩擦阻力加大，磨损也较严重。烛式悬架现已应用不多。,优点：悬架变形时，主销的定位角不会
16、发生变化。,2麦弗逊式独立悬架,螺旋弹簧与减振器装成一体，构成悬架的弹性支柱，支柱上端与车身挠性连接（A点），下端与转向节刚性连接。横摆臂的外端与转向节下端通过球头销铰接（B点），内端与车身铰接。,车轮跳动时，B点随横摆臂摆动，因而主销轴线AB也随之摆动。,麦弗逊式悬架多应用在中小型轿车的前悬架上，国产奥迪、桑塔纳、捷达、夏利、富康等的前悬架均为麦弗逊式独立悬架。,没有传统意义上的主销实体，转向轴线为上下铰接中心A、B连线。,富康轿车的麦弗逊式前悬架,1-前托架；2-横向稳定杆；3-三角臂；4-球头销；5-转向节；6-连接杆；7-前减振器,横向稳定杆,现代轿车悬架很软，即固有频率很低，为提高悬
17、架的侧倾角刚度，减小横向倾斜，常在悬架中添设横向稳定杆（器），以保证良好操纵稳定性。,3-横向稳定杆,当两侧悬架变形不等，稳定杆的一侧末端就随车架向上移动，而另一侧车架远离弹簧座，横向稳定杆中部对于车架没有相对运动，而稳定杆两边的纵向部分向不同方向偏转，稳定杆被扭转。于是扭转内力矩阻碍了悬架弹簧的变形，减少了车身的横向倾斜和横向角振动。,由弹簧钢制成。当两侧悬架变形相同时，横向稳定杆不起作用。,10.6悬架系统的检修,悬架的技术状况变差，使汽车的冲击载荷变大，加剧了零件的磨损，影响汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。悬架的主要损耗形式是弹簧弹力下降、弹簧失效和减振器失效。,非独立悬架系统的检修,非独
18、立悬架系统的检修主要是弹性元件和减振器的检修。1弹性元件的检修 钢板弹簧的检修 钢板弹簧长期使用会产生弹性下降甚至折断，钢板销、支架与吊耳磨损等。钢板弹簧不能有裂纹、折断，如有应更换新件。,钢板弹簧弹性下降表现在钢板弹簧的弧高减小，一般在弹性实验器上检查有负荷或无负荷下弧高的减小。钢板弹簧弹性下降也表现在叶片的曲率半径变化，可用新片来进行靠合实验。左右两侧的钢板弹簧的总片数要相等，总厚度相差不大于5mm，弧高差不大于10mm。钢板弹簧的夹子、夹子螺栓应完整，U形螺栓要按规定的力矩拧紧。装配好并压紧的钢板弹簧，片与片之间应紧密配合，相邻两片在总接触长度的1/4长度内，间隙不大于1.2mm。,螺旋
19、弹簧的检修 螺旋弹簧的检修主要是检查螺旋弹簧的自由长度，如自由长度比标准长度缩短了5以上，则表示该弹簧已经永久变形，刚度变差，必须更换。注意更换时应同时更换左右两个螺旋弹簧，以保持车辆两侧高度相同。若螺旋弹簧上有裂纹也要更换。,2减振器的检查 减振器在检查时应固定住减振器，并上下运动活塞杆时应有一定阻力，而且向上比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，则表示减振器油已漏光或失效，必须更换。车辆行驶时，有缺陷的减振器会发出冲击噪声，因此应更换减振器。减振器为免维护机构，外面有轻微的油迹，不必更换减振器。如有大量油迹即漏油，减振器在压缩到底或伸展时会产生跳动现象，这时只能
20、更换减振器。,独立悬架的检修,1前减振器悬架轴承主橡胶挡块的检查 如图示。一是检查前减振器悬架轴承1的磨损与损坏情况，支持应能灵活转动，损坏时必须整体更换；二是检查橡胶挡块2的损坏与老化情况，如损坏应及时更换。,图10-36 前减振器悬架轴承和橡胶挡块的检查,1-悬架轴承；2-橡胶挡块,2副车架、横向稳定杆和梯形臂的检查,先检查副车架（前托架）、横向稳定杆和梯形臂（下摆臂）有无变形或裂纹。若存在变形或裂纹，不允许在前悬架支承装置和导向装置部件上进行焊接和矫直修复，只能更换新件。另外，需要检查横向稳定杆的橡胶支座和橡胶衬套、梯形臂（下摆臂）的前衬套和后衬套的损坏和老化情况，若损坏则需要及时更换。
21、对于梯形臂（下摆臂）下球铰，首先应检查下球铰1的间隙标准为0，用弹簧秤2检查下球铰1的拉力应在10.873.6N之间，用扭力扳手3检查下球铰1的扭力应在1.53.4Nm之间。如图10-37所示。,图10-37 梯形臂下球铰的检查 1-梯形臂下球铰；2-弹簧秤；3-扭力扳手,悬架系统常见故障诊断,1非独立悬架的常见故障 钢板弹簧折断 钢板弹簧折断，尤其是主片折断，会因弹力不足等原因，使车身歪斜。前钢板弹簧一侧主片折断时，车身会在横向平面内倾斜；后钢板弹簧一侧折断时，车身会在纵向平面内倾斜。钢板弹簧弹力过小或刚度不一致 当某一侧的钢板弹簧由于疲劳导致弹力下降，或更换的钢板弹簧与原弹簧刚度不一致时，
22、会使车身倾斜。,钢板弹簧销、衬套和吊耳磨损过量，会出现以下故障现象：车身倾斜（不严重）。行驶跑偏。汽车行驶摆振。异响。U形螺栓松动或折断 由于车辆移位倾斜，会导致汽车跑偏。,2独立悬架和减振器的常见故障 独立悬架总成主要由螺旋弹簧，上、下摆臂，横向稳定杆及减振器等组成，铰接点多，常见的故障有如下几项：(1)故障现象 异响，在不平路面上转弯时。车身倾斜，汽车在转弯时车身过度倾斜等。前轮定位参数改变。轮胎异常磨损。车辆摆振及行驶不稳。,(2)故障原因 螺旋弹簧弹力不足。稳定杆变形。上、下摆臂变形。名铰接点磨损或松旷。减振器的常见故障为衬套磨损和泄漏。衬套磨损后，因松旷易产生响声。减振器轻微的泄漏是允许的，但泄漏过多会使减振器失去减振作用。,综合思考题,1悬架系统有何作用，由哪几部分组成？2独立悬架与非独立悬架的区别是什么？分别对汽车的平顺性起着什么样的作用？3常见的弹性元件有哪些？分别有何特点？4减振器的类型有哪些？分别有何特点？5横向稳定杆有何作用？如何起作用？6独立悬架主要有哪些类型？分别有何特点？7电控悬架的工作原理是什么？其基本组成如何？8空气悬架的刚度如何调整？10悬架检修的主要内容有哪些？10悬架常见的故障有哪些？引起的原因分别是什么？分别应如何排除？,
