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1、项目一 汽车行驶系统概述,课题三 汽车行驶系统,2023/11/17,2,一、汽车行驶系统的功用1接受传动系统传来的发动机转矩并产生驱动力；2承受汽车的总重量，传递并承受路面作用于车轮上的各个方向的反力及转矩；3缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性；4与转向系统协调配合工作，控制汽车的行驶方向。二、行驶系统的组成和类型行驶系统的组成：车架、车桥、悬架、车轮（或履带）。行驶系统的类型：轮式、半履带式、全履带式、车轮履带式。,2023/11/17,3,1、轮式汽车行驶系统轮式汽车行驶系统由车架、车桥、悬架和车轮组成，绝大部分汽车都采用轮式行驶系统。,2023/11/17,4,2、半履带式汽车行驶系统 半
2、履带是指汽车的后桥采用履带式，前桥用车轮。履带可以减少汽车对地面的比压，控制汽车下陷，履刺还能加强履带与土壤间的相互作用，增加汽车的附着力，提高通过性，主要用于在雪地或沼泽地带行驶的汽车。,2023/11/17,5,3、全履带式汽车前后桥都用履带称为全履带式。,4、车轮履带式前后桥既可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式。,车架,课题三 汽车行驶系统,一、车架 汽车车架俗称“汽车大梁”，它是汽车装配的基础件，发动机、变速器、传动机构、操纵机构和车身等都安装在车架上。车架不仅承受各总成的静载荷，还要承受汽车行驶时产生的复杂动载荷，如汽车加速、制动、转弯、上下坡、装载不均、高速以及在不良道路上行驶。
3、这就要求车架要有足够的强度和合适的刚度，并且要结构简单，质量轻，还应尽可能地降低汽车的质心和获得较大的前轮转向角度，以提高汽车行驶的稳定性和转向灵活性。因此，车架大都制成形状复杂的刚性构架。,车架的功用和设计要求,功用：支承连接各零部件，承受各种载荷。设计要求：满足汽车总布置的要求，各总成之间不应发生干涉。应具有足够的强度和刚度。车架质量尽可能小。布置得离地面近一些，降低汽车重心位置。结构形式：边梁式车架、中梁式车架、综合式车架、无梁式车架,一、边梁式车架,边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵粱与横粱连接成坚固的刚性构架。,纵梁一般用低碳合金钢板冲压而成。纵梁的
4、断面形状一般为槽形、Z字形、工字型或箱型断面。纵梁上还钻有多个孔，用来安装脚踏板、转向器、燃油箱、蓄电池和称身等零部件的支架，有的用于穿过管道或电线等。边梁式车架的横梁一般也由低碳钢钢板冲压成槽形，以增强车架的抗扭强度，同时还用于支撑汽车上的主要部件。,2023/11/17,11,2023/11/17,12,二、中梁式车架（脊梁式车架）,中梁式车架有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角，结构上允许车轮有较大的跳动空间，适于装配独立悬架的越野汽车。与同等载重量的汽车相比，中梁式车架轻且质心比较低，故行驶稳定性好；车架的强度和刚度较大；脊梁还能起封闭传动轴的防尘罩作用。中梁式车架制造工艺复杂，精度要
5、求高，总成安装困难，维护修理也不方便，故目前应用不多。,2023/11/17,14,具有中梁式车架的轿车底盘。中梁是管式的，传动铀装在管内。左减速器壳通常固定在中梁的尾端，而形成断开式驱动桥。中梁前端做成伸出的支架，以固定发动机。,2023/11/17,15,三、综合式车架车架前部是边梁式，而后部是中梁式，这种车架称为综合式车架（也称复合式车架）。它同时具有中梁式和边梁式车架的特点。,这种车架的前段或后段类似于边梁式结构，正好适合于安装发动机、后驱动桥和悬架装置。车架中部采用中梁式结构，传动轴从中梁管内通过，由于安装车门槛的位置附近没有边梁的影响，故可以使地板的外侧高度有所降低。缺点是中间梁的
6、断面尺寸大，造成底板中部的凸起。另外，不规则的结构构件增加了车架制造难度。,2023/11/17,17,四、无梁式车架无梁式车架是用车身兼做车架，所有零部件都安装在车身上，全部作用力由车身承受，故这种车身又称为承载式车身。这种结构的车身底板用纵梁和横梁进行加固，车身刚度较好，质量较轻，但制造要求较高，目前多用于轿车和部分客车，有的高级轿车为了提高乘坐舒适性，减轻发动机的振动，缓和汽车行驶时从路面通过悬架系统传来的冲击，常常采用独立的车架和非承载式的车身。,2023/11/17,19,2023/11/17,20,车桥,车桥是用来安装和支承车轮的部件，并通过悬架与车架连接。车架所受的载荷通过悬架和
7、车桥传给车轮，而车轮上的滚动阻力、驱动力、制动力和侧向力及其弯矩、扭矩又通过车桥传递给悬架和车架，车桥的作用是传递车架与车轮之间各方向的作用力及其所产生的弯矩和转矩。根据悬架结构的不同，车桥又分为整体式和断开式两种。整体式车桥是刚性的实心或空心梁，它与非独立悬架配用。断开式车桥活动关节式结构，它与独立悬架配合使用。,根据车桥的功用，车桥又可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种，其中转向桥和支持桥都属于从动桥。一般汽车多以前桥为转向桥，后桥为驱动桥；越野汽车和部分桥车的前桥为转向驱动桥；挂车上的车桥都是支持桥。支持桥除不能转向外，其他功能和结构与转向桥基本相同。,2023/11/17,22
8、,2023/11/17,23,1、转向桥,功用：汽车的转向桥能使安装在两端的车轮偏转一定的角度，以实现汽车转向的目的；同时也承受车架和车轮之间的的作用力及其所产生的弯矩和转矩。性能要求：强度、刚度大；定位角、转向角正确；质量小。组成：前轴、转向节、主销、轮毂,2023/11/17,24,转向桥结构,2023/11/17,25,2023/11/17,26,结构,三、转向轮定位,为了保证汽车直线行驶的稳定性、实现转向轻便以减少行驶中轮胎的磨损，在制造时就将转向轮、主销相对于前轴倾斜一定的角度，这种具有一定相对位置的安装称为转向轮定位。转向轮的定位参数主要有主销后倾角，主销内倾角、前轮外倾角和前轮前
9、束。,1.相关定义（1）回正力矩 与车轮偏转方向相反，能使车轮回复到原来中间位置，从而保证汽车能稳定地直线行驶的力矩，成为回正力矩（又称稳定力矩）。（2）托距 车轮接地点B与主销延长线和地面交点A在前后方向的距离称为拖距。（3）偏置距e 车轮接地点B在与主销延长线和地面交点A在左右方向的距离（A点在B点内侧为正，A点在B点外侧为负），称为偏置距。,2.主销后倾角 在设计转向桥时，主销在汽车的纵向平面上，其上部有向后的一个倾角，即主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角，称为主销后倾角。,主销后倾角能形成回正的稳定力矩。当主销具有后倾角时，主销轴线与路面的交点a将位于车轮与路面接触点b的前面。
10、当汽车直线行驶时，若转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转，例如向右偏转，如图箭头所示，将使汽车行驶方向向右偏离。这时，由于汽车本身离心力的作用，在车轮与路面接触点b处，路面对车轮作用着一个侧向反作用力Fy。反力Fy对车轮形成绕主销轴线作用的力矩Fy1，其方向正好与车轮偏转方向相反。在此力矩作用下，车轮将回到原来的中间位置，从而保证汽车稳定地直线行驶。故此力矩称为稳定力矩。,2023/11/17,32,主销后倾角：主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角（不超过23）。能形成回正的稳定力矩Fy L。稳定力矩过大则转向沉重。,主销后倾角有使车轮自动回正的作用,主销后倾作用,Fy,侧向反作用力,但此力
11、矩不宜过大，否则在转向时为了克服该稳定力矩，驾驶员要在转向盘上施加较大的力即所谓的转向沉重。因稳定力矩的大小取决于力臂L的数值，而力臂L又取决于后倾角的大小。现在一般采用角不超过23。现代高速汽车由于轮胎气压降低、弹性增加，而引起稳定力矩增大。因此角可以减小到接近于零，甚至是负值。,3.主销内倾角 在设计转向桥时，主销在汽车的横向平面内，其上部向内侧倾斜一个角（即主销轴线与地面垂直线在汽车横向平面内的夹角），称为主销内倾角。,主销内倾角也有使车轮自动回正的作用，当转向轮在外力作用下由中间位置偏转一个角度时，车轮的最低点将陷入路面以下。但实际上车轮边缘不可能陷入路面以下，而是将转向车轮连同整个汽
12、车前部向上抬起一个相应的高度，这样，汽车本身的重力有使转向轮回到原来中间位置的效应。,2023/11/17,36,转向轮转到相反一面，车轮轴线下倾最多时。图中车轮陷入了路面以下，而车轮是不可能陷入路面以下，所以只能是车身抬高一些。这样汽车本身的重力有使转向轮回正的效应。,主销内倾角的另一个作用是使主销轴线与路面的交点到车轮接地面的中心的距离（内偏置距）c减小，可以减小转向阻力矩，及地面冲击力对方向盘的作用。,2023/11/17,37,此外，主销的内倾还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与路面交线的距离c减小，从而减小转向时驾驶员加在转向盘上的力，使转向操纵轻便，同时也可减少从转向轮传到转向
13、盘上的冲击力。但c值也不易过小，即内倾角不易过大，否则在转向时车轮绕主销偏转的过程中，轮胎与路面间将产生较大的滑动，因而增大了轮胎与路面间的摩擦阻力。这不仅使转向变得沉重，而且会加速轮胎的磨损。因此，一般内倾角不大于8，距离c一般为40-60mm。,4.前轮外倾角 除上述主销后倾角和主销内倾角两个角度保证汽车稳定地直线行驶外，前轮外倾角也具有定位作用。前轮外倾角是通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与路面垂线之间的夹角。,2023/11/17,39,如果空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时，车桥将因承载变形可能出现车轮内倾，这样将加速汽车轮胎的偏磨损。另外，路面对车轮的垂直反作用力沿
14、轮毂的轴向分力，加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，缩短了他们的使用寿命。因此，为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴承的负荷，安装车轮时应预先使车轮有一定的外倾角，以防止车轮内倾。同时，车轮有了外倾角也可以与拱形路面相适应。但是，外倾角也不宜过大，否则会使了轮胎产生偏磨损。前轮的外倾角是在转向节设计中确定的。设计时使转向节轴颈的轴线与水平面成一角度，该角度即为前轮外倾角，一般为1左右。,2023/11/17,40,5、前轮前束,安装前轮时，在同一轴上的两端车轮旋转平面不平行，前端略向内束的现象。其功能为：消除转向轮外倾后，车轮在滚动时产生的向外滚的趋势，防止车轮在地面上出现半滚动、半滑动的现象，
15、减小轮胎的磨损，保证转向轮相互平行地直线行驶。,2023/11/17,41,2023/11/17,42,功用：支承汽车车体重量，缓和由于路面不平引起的冲击力，通过轮胎同路面间存在的附着作用来产生驱动力和制动力；汽车转弯行驶时轮胎具有抵抗侧滑的能力，在保证汽车正常转向行驶的同时，通过车轮产生的自动回正力矩，使汽车保持直线行驶方向，提高通过性。,四、车轮与轮胎,2023/11/17,44,1、车轮 现代汽车车轮不但是安装轮胎的骨架，也是将轮胎和车轴连接起来的旋转部件。通常由轮毂、轮辋、轮辐构成。轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触，它的作用是承受汽车的重力，与悬架共同起缓和冲击的作用，保证与路面有良好
16、的附着性，传递驱动力和制动力，保持汽车行驶稳定性。根据轮辐的构造，分为：辐板式、辐条式根据车轮材质不同又有铝合金、镁合金、钢车轮之分,2023/11/17,45,（1）辐板式车轮,辐板式车轮由档圈1，辐板3，轮辋2和气门嘴伸出口4组成。辐板3为钢质圆板，它将轮毂和轮辋连接为一体，大多是冲压制成的，少数是与轮毂铸成一体。后者多用于重型汽车上。辐板与轮辋是铆接或焊接在一起的，对于采用无内胎轮胎的车轮，宜采用焊接法可提高轮辋的密闭性。,2023/11/17,46,1、车轮螺栓 2、气门嘴 3、车轮饰板 4、轮辐板 5、轮辋 6、于午线轮胎 7、平衡块及夹子,车轮螺栓1它将轮辋与轮毂固定在一起。气门嘴
17、2因此向轮胎内充气。车轮饰板3起防尘和美观的作用。轮辐板4它将轮毂与轮辋连接在一起，同时加强车轮的强度和刚度。轮辋5为深槽轮辋外端安装子午线轮胎。平衡块和夹子7是车轮平衡质量，有它使得车轮飞转运动中质量平衡，提高车轮和轮胎的使用寿命。,上海桑塔纳轮胎总成图,2023/11/17,47,货车后轴负荷大多比前轴大很多，为使后轮胎不致过载，后桥车轮一般安装双式车轮在同一轮毂上安装两副相同的辐板和轮辋，为方便互换，辐板的螺栓也两端面做成锥形，便于安装。,防止汽车在行驶中固定辐板的螺母自行松动。汽车两侧车轮上的辐板固定螺栓5一般采用旋向不同螺纹，左侧用左旋螺纹，右侧用右旋螺纹。,2023/11/17,4
18、8,1-轮辋 2-衬块 3-螺栓 4-辐条 5-配合锥面 6-轮毂,（2）辐条式车轮,钢丝辐条图（a），由价格昂贵钢丝辐条编制成，维修安装不便，一般用在赛车和高级轿车上。铸造辐条：轮毂铸成一体图（b），一般装在重型汽车上，在这种结构的车轮上，轮辋1是用螺栓3和特殊形状的衬块2固定在辐条4上，为使轮辋与辐条对中好，在轮辋和辐条上都加工出配合锥面5。,2023/11/17,49,钢制车轮作为新车的标准装备件，采用的最多，主要是可以大批量生产，价格低廉，重量和散热方面不如铝制车轮，从而从冲压及辊轧等生产工艺特性方面，它的造型受到限制，很难实现新颖的造型。,铝制车轮是铝轻合金铸造，车轮比钢的散热性好，
19、重量也轻，造型上受限少，十分受到欢迎。有些铝制车轮可通过造型方式，靠本身的旋转从制动器排出行驶风，这种车轮的旋转方向是固定的，在更换轮胎或轮胎换位时不要搞错旋转方向。,镁合金制车轮比铝制车轮轻，但由于价格昂贵而且耐腐蚀性差，所以普及率很低，目前也有采用其它材料的。,不同材料的车轮比较,2023/11/17,50,轮辋是轮胎的装配和固定基础，每种规格的轮胎应配用标准轮辋。如果辋使用不当，尤其使用过窄轮辋，会使轮抬早期损坏，会影响汽车行驶性能。,轮辋按其断面结构形式分为深槽轮辋、平底轮辋和对开式轮辋。,轮辋,2023/11/17,51,现代汽车大多采用充气轮胎。轮胎总成是安装在轮辋上的，直接与路面
20、接触。1.作用是：（1）和汽车悬架共同缓和汽车行驶时所受到的冲击，并衰减由此而产生的振动，以保证汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。（2）保证车轮和路面接触具有良好的附着性，以提高汽车的牵引性、制动性和通过性。（3）承受汽车的重力并传递其他方向的力和力矩。,二、轮胎,轮胎必须有适宜的弹性和承受载荷的能力。同时，在其与路面直接接触的胎面部分，应具有用以增强附着作用的花纹。此外，车轮滚动时，轮胎在所承受的重力和由于道路不平而产生的冲击载荷作用下受到压缩。压缩消耗的功，在载荷去除后并不能完全回收，有一部分消耗于橡胶的内摩擦，导致轮胎发热。温度过高将严重影响橡胶的性能和轮胎的组织，从而大大增加轮胎的磨
21、损而缩短轮胎的使用寿命。,2023/11/17,53,汽车轮胎按用途不同，可分为载货汽车轮胎和轿车轮胎；而载货汽车轮胎有分为重型、中型和轻型载货汽车轮胎。汽车轮胎按胎体结构不同，可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气轮胎。充气轮胎按组成结构不同，又分为有内胎的轮胎和无内胎的轮胎两种。充气轮胎按胎体中帘线排列的方向不同，还可分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线胎。,2.轮胎的分类,2023/11/17,54,轮胎主要由胎冠、胎肩，胎侧和胎圈等部分组成。,轮胎的构造,胎冠,胎肩,胎侧,胎圈,胎面,缓冲层（带束层）,帘布层,2023/11/17,55,2023/11/17,56,有内胎的充
22、气轮胎,内胎中充满压缩空气，外胎用来保护内胎不受损伤且具有一定弹性；垫带放在内胎下面，防止内胎与轮辋硬性接触受损伤。,外胎,内胎,垫带,外胎,内胎,垫带,2023/11/17,57,轮胎内胎内胎是一个环形橡胶管，应具有良好的弹性，并能耐热和不漏气。内胎上装有充放气的气门嘴，其构造如下图所示。,2023/11/17,58,无内胎的充气轮胎,无内胎轮胎的优点是：轮胎穿孔时，压力不会急剧下降，能安全地继续行驶；无内胎轮胎中不存在因内外胎之间摩擦和卡住而引起损坏；气密性较好，可以直接通过轮辋散热，所以工作温度低，使用寿命长；结构简单，质量较小。,2023/11/17,59,活胎面轮胎活胎面轮胎的胎面是
23、可更换的，其最大优点是在花纹严重磨损或磨光后，可以单独更换胎面。也可以根据不同使用条件更换不同花纹的胎面。其缺点是质量较大，使用中可能出现胎体和胎面环之间磨损，胎面环橡胶与钢丝体脱层。,2023/11/17,60,普通斜交轮胎,特点：帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉排列，各帘布层与胎冠中心线成35o40o的交角，因而叫斜交轮胎。,2023/11/17,61,轮胎的胎体帘布层与胎面中心线呈90度或接近90o角排列，帘线分布如地球的子午线，因而称为子午线轮胎。,子午线轮胎,2023/11/17,62,2023/11/17,63,子午线轮胎与普通斜交胎比较,优点：1）滚动阻力小，节约燃料，由于子午线轮
24、胎帘布层少，行驶温度低，散热好，滚动阻力比斜交胎纸2530%，油耗降低6%8%。2）耐磨性好，寿命长：轮胎滚动时胎面要变形会产生滑移，从而加剧轮胎磨损，而子午线胎冠刚度大，胎面宽，接地面积大，单位压力小，因而减少胎面磨损，处长寿命，行程比斜交胎高3050%。3）安全性能好：子午线轮胎本身结构原因，使其高速旋转时，变形轮，生温低，产生驻波的临界速度比斜交胎高，提高了行驶中的安全性 4）减振性好，附着性能高。其承载能力也高于斜交胎14%。子午线胎面耐穿刺，在恶劣条件下行驶，轮胎不易爆破。,2023/11/17,64,子午线胎的缺点：胎侧薄，变形大，胎侧与胎圈受力比普通斜交胎大很多，容易在胎侧和与轮
25、辋接触处发生裂纹，因胎侧变形大，其侧面稳定性较差，成本也较高。,2023/11/17,65,轮胎花纹,轮胎胎冠用耐磨橡胶制成，它直接与路面接触，承受全部载荷，减少冲击载荷，保护帘布层免受损伤。为使轮胎与地面具有良好的附着性能，在胎面上制有各种花纹。,按国家标准规定，在外胎的两侧要标出生产编号、制造厂商标、尺寸规格层级、最大负压和相应气压、胎体帘布汉语拼音代号、安装要求和行驶方向记号等。胎体帘线材料以汉语拼音表示。如M表示棉帘布，R表示人造丝帘布，N表示尼龙帘布，G表示钢丝帘布，ZG表示钢丝子午线帘布轮胎。轮胎侧面标识。轮胎侧面注有“”、“”、“”等符号或注有“W、”D“等文字，表示轮胎最轻的部
26、分，安装内胎时，应将气门嘴对准符号安装，以使轮胎周围的重量平均，保持轮胎高速转动时平稳。如有箭头，则表示有方向性的轮胎，按箭头指的方向为旋转方向安装。,轮胎规格标记方法,高压胎的标识。高压胎用D*B表示，D代表轮胎名义外径，B为轮胎的断面宽度。低压胎的标识。低压胎用B-d表示，B是轮胎断面宽度，d为轮辋直径。,轮胎断面宽度和高度比（扁平比）是描述轮胎尺寸的两个重要指标。轮胎断面宽度是指轮胎按规定充气后，两外侧之间的最大距离，一般以5mm为一单位进行划分。断面高度是指轮胎充气后，外直径与轮辋名义直径之差的一半。轮胎高宽比（H/B）是轮胎断面高度H与断面宽度B的比率，经圆整后用百分数表示。一般是5
27、的倍数，如轿车子午线轮胎分为60、65、70、75、80系列。,2023/11/17,69,2023/11/17,70,轮胎选用原则,轮胎是汽车主要部件之一，它的选用正确对汽车性能影响直接，因而应按如下原则选择轮胎以利提高汽车行驶性能和延长其寿命。,轮胎类型主要据汽车类型和行驶条件来选择，货车普遍采用高强度尼龙帘布轮胎，使轮胎承载能力提高，越野车选用胎面宽，直径较大的超低压胎，轿车易采用直径较小的宽轮辋低压胎，以提高行驶稳定性，由于子午线的结构特点使其有很多优点，应为优先选择之列。,轮胎花纹主要是据道路条件，行车速度，道路远近来进行选择。高速行驶汽车不宜采用加深花纹和横向花纹的轮胎，不然会因过
28、分生热引起早期损坏。在低速行驶汽车使用轮胎应采用加深花纹或超深花纹，可提高轮胎使用寿命。,轮胎尺寸和气压主要是根据汽车承受载荷情况和行驶速度来选择，所选轮胎在承受静负荷值应等于或接近于轮胎的额定负荷。这些可通过查阅国家标准获得。要注意的是在设定轮胎的实际使用气压时，应综合考虑汽车的运动性能，燃油经济性能，振动和噪声等，才能延长轮胎的使用寿命。,悬架,项目三 汽车行驶系统,2023/11/17,72,悬 架,1、功用（1）把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，保证汽车的正常行驶，即起传力作用；（2）利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的
29、作用；（3）利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身跳动，即起导向作用；（4）利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止车身在转向等行驶情况下发生过大的侧向倾斜。,传力、缓冲、导向、减振,2023/11/17,73,2.组成：一般由弹性元件、减震器和导向机构三部分组成。因为汽车行驶的路面不可能全是平坦的，路面作用于车轮的垂直反力往往是冲击性的，尤其是在坏路面上高速行驶时，这种冲击力将达到很大的数值。为了缓和冲击，在汽车行驶中，除了采用弹性的充气轮胎外，在悬架中还装有弹性组件，使车架与车桥之间作弹性连接。由于持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳，因此悬架还应当具有减震作用，使振动迅速衰
30、减。为此，在许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减震器。,车轮相对于车架和车身跳动时，车轮的运动轨迹应符合一定的要求，否则对汽车的操作稳定性等性能产生不利的影响。所以在悬架中某些传力构件同时还承担着使车轮按一定轨迹相对与车架和车身跳动的任务，因而这些传力构件还起导向作用，故称为导向机构。,2023/11/17,76,3.悬架分类,非独立悬架：其结构特点是两侧车轮由一根整体式车桥相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架与车架或车身连接。当一侧车轮因道路不平而发生跳动时，必然引起另一侧车轮在汽车横向平面内发生摆动，故称为非独立悬架。独立悬架：车桥做成断开的，每一侧车轮单独通过弹性悬架与车身或车架相连，两
31、侧车轮可以单独跳动，互不影响，故称为独立悬架。由于独立悬架的车桥是断开的，可以使发动机降低安装位置，有利于降低汽车重心，并使结构紧凑。,第二节 减振器,2023/11/17,78,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。,2023/11/17,79,性能要求：,1、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。2、在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅速减振。3、在车桥与车架相对速度过大时，减振
32、器应当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。分类：双向作用筒式减振器（压缩、伸张行程）单向作用筒式减振器（伸张行程）,2023/11/17,80,双向作用筒式减振器,结构：,2023/11/17,81,工作原理,压缩行程：车轮靠近车架,活塞向下移动，下腔室容积减少，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，因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积，一部分油液于是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。,2023/11/17,82,伸张行程,车轮下跳，减振器受拉伸活塞上移
33、。,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。,2023/11/17,83,减振器工作过程,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，伸张行程产生阻尼力远大于压缩行程的阻尼力，达到迅速减震的要求。,2023/11/17,84,第三节 弹性组件,1、钢板弹簧 作用：既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。结构：,钢板弹簧又叫做叶片弹簧，它是由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似等强度的梁
34、。钢板弹簧中最长的一片称为主片，其两端弯成卷耳，内装青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的衬套，以便用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接。钢板弹簧的中部一般用U形螺旋固定在车桥上。,2023/11/17,86,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。,弹簧片之间的摩擦力可起到衰减振动和导向的作用。,2023/11/17,87,与车架的连接,2023/11/17,88,2、螺旋弹簧,制造：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：螺旋弹簧只承受垂直载荷，加设导向机构和减振器。,2023/11
35、/17,89,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，车轮沿主销转动。,2023/11/17,90,3、扭杆弹簧,功用：当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转变形，以保证车轮与车架弹性连接。,2023/11/17,91,扭杆弹簧的装配,将扭杆的固定端转过一个角度，则摆臂的初始位置将改变，可借此调节车身的高度。,特点：质量小，不需润滑,2023/11/17,92,扭杆弹簧在制造时，经热处理后施加一定的扭转力矩载荷，使它有一个永久变形，而具有一定的预应力，这样可以在实际工作中减小工作时的实际
36、应力，有利于延长扭杆弹簧的寿命。但应注意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。扭杆弹簧与钢板弹簧相比质量轻于钢板弹簧，而且不需润滑，保养维修简便。,2023/11/17,93,工作原理：利用气体的可压缩性实现其弹簧作用。刚度可变。载荷增加，气体压缩，气压升高，则弹簧刚度增大；载荷减小，气压降低，则弹簧刚度减小。,4、气体弹簧,2023/11/17,94,油气弹簧特点：以惰性气体（氮）作为弹性介质，油液作为传力介质。单气室油气弹簧分油气分隔式和
37、油气不分隔式两种，前者可防止油液乳化，且便于充气。,2023/11/17,95,2023/11/17,96,工作原理：利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用。承受压缩载荷和扭转载荷。优点：单位质量的蓄能量较金属弹簧多，隔音性能好，工作无噪声，不需要润滑。应用：悬架的副簧和缓冲块。,5、橡胶弹簧,第四节 非独立悬架,2023/11/17,97,应用：非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，多用在货车和大客车上。有的轿车的后悬架也有采用非独立悬架。,2023/11/17,98,（1）钢板弹簧非独立悬架 钢板弹簧被用作非独立悬架的
38、弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化。,2023/11/17,99,（2）螺旋弹簧非独立悬架,因为螺旋弹簧作为弹性元件，只能承受垂直载荷，所以其悬架系统要加设导向机构和减振器。,2023/11/17,100,（3）空气弹簧非独立悬架,汽车在行驶时由于载荷和路面的变化，要求悬架刚度随着变化。当空车时车身被抬高，满载时车身则被压得很低，会出现撞击缓冲块的情况，因而对于不同类型汽车提出不同要求。采用空气弹簧悬架容易实现车身高度的自动调节。,第五节 独立悬架,2023/11/17,101,随着高速公路的发展，汽车速度不断提高，使得非独立悬架已不能满足行驶平顺性和操纵稳定性等方向的要
39、求。因此，独立悬架获得了很大的发展空间。独立悬架的结构特点是两侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接，因而具有以下优点：（1）在悬架弹性元件一定的变形范围内，两侧车轮可以单独运动而互不影响，这样在不平道路上行驶时可减少车架和车身的振动，而且有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象。,（2）减小了汽车的非簧载质量即不由弹簧支承的质量。在非独立悬架中，整个车桥和车轮都属于非簧载质量部分。在采用独立悬架时，对驱动桥而言，由于主减速器、差速器及其外壳均固定在车架上成了簧载质量；对转向桥而言，它仅具有转向主销轴和转向节，而中部的整体梁不再存在。因此，在采用独立悬架时，非簧载质量只包括车轮质量和悬架系统的一部分
40、零件的全部或部分质量，显然比用非独立悬架时的非簧载质量要小得多。在道路条件和车速相同时，非簧载质量越小，则悬架所受到的冲击载荷也越小，故采用独立悬架可以提高汽车的平均行驶速度。,（3）采用断开式车桥，发动机总成的位置可以降低和前移，使汽车质心下降，提高了汽车行驶稳定性；同时能给予车轮较大的运动空间，因而可以将悬架刚度设计得较小，使车身振动频率降低，从而改善了行驶平顺性。,以上优点使独立悬架广泛地被应用于现代汽车，特别是轿车的转向轮普遍采用了独立悬架。具有特殊要求的某些越野汽车采用独立悬架是合理的，因为独立悬架除具有上述优点外，还可保证汽车在不平道路上行驶时，所有车轮和路面都有良好的接触，从而增
41、大驱动力；此外，可增大汽车的离地间隙，大大提高了越野汽车的通过性能。,2023/11/17,105,独立悬架的类型如下：1）横臂式独立悬架 车轮在汽车横向平面内摆动的悬架；,2023/11/17,106,（一）横臂式独立悬梁,特点：（1）悬架变形时，车轮平面将产生倾斜面改变轮距，使轮胎相对于地面侧向滑移，破坏轮胎和地面的附着，且轮胎磨损较严重。（2）用于转向轮时，会使主销内倾角和车轮外倾角发生较大的变化。对于转向操纵有一定的影响，故目前很少采用。（3）结构简单、紧凑、布置方便，在车速不高的重型越野汽车上也有采用的。,1、单横臂式独立悬梁,2023/11/17,107,2、双横臂式独立悬梁,双横
42、臀式独立悬架的两个摆臂长度可以相等，也可以不等。在两摆臂等长的悬架中，当车轮上下跳动时，车轮平面没有倾斜、但轮距却发生了较大的变化这将增加车轮侧向滑移的可能性。在两摆臂不等长的悬架中，如两臂长度选择适当可以使车轮和主销的角度以及轮距的变化都不太大。,2023/11/17,108,图a：双横臂式独立悬架。上下两摆臂不等长，选择长度比例合适，可使车轮和主销的角度及轮距变化不大。这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮上。图b：双横臂的臂做成A字形或V字形。V形臂的上下2个V形摆臂以一定的距离，分别安装在车轮上，另一端安装在车架上。,2023/11/17,109,不等臂双横臂上臂比下臂短。当汽车车轮上下运动
43、时，上臂比下臂运动弧度小。这将使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。,2023/11/17,110,2）纵臂式独立悬架 车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架；,2023/11/17,111,（二）纵臂式独立悬梁,纵臂式独立悬架有单纵臂和双纵臂两种。,转向轮采用单纵臂独立悬架时。车轮上下跳动将使主销的后倾角产生很大变化。因此单纵臂式独立悬架一般不用于转向轮。,1、单纵臂式独立悬梁,2023/11/17,112,2、双纵臂式独立悬梁,悬架的两个纵臂长度一般做成相等，形成平行四连杆机构。这样，在车轮上下跳动时，主销的后倾角保持不变故这种形式的
44、悬架适用于转向轮。,2023/11/17,113,3）烛式悬架和麦弗逊式悬架（也称滑柱连杆式悬架）车轮沿主销移动的悬架；,2023/11/17,114,车轮沿主销移动的悬架目前可大致分为两种类型。一种是车轮沿固定不动的主销轴线移动的烛式悬架，另一种是车轮沿摆动的主销轴线移动的麦弗逊式悬架。,（三）车轮沿主销移动的悬梁,独立悬架的结构分有烛式、麦弗逊式、连杆式等多种，其中烛式和麦克弗逊式形状相似，两者都是将螺旋弹簧与减振器组合在一起，但因结构不同又有重大区别。,2023/11/17,115,烛式采用车轮沿主销轴方向移动的悬架形式，形状似烛形而得名。特点：主销位置和前轮定位角不随车轮的上下跳动而变
45、化，有利于汽车的操纵性和稳定性。,1、烛式独立悬梁,2023/11/17,116,2、麦弗逊式独立悬梁,麦克弗逊式是铰接式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。,特点：主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化，这点与烛式悬架正好相反。悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架。,2023/11/17,117,悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体。这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承，允许滑柱上端作少许角位移。内侧空间大，有利于发动机布置，并降低车子的重心。车轮上下运动时，
46、主销轴线的角度会有变化，这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动。以上问题可通过调整杆系设计布置合理得到解决。,2023/11/17,118,4）单斜臂式独立悬架 车轮在汽车的斜向平面内摆动的悬架。,2023/11/17,119,单斜臂式独立悬架的结构介于单横臂和单纵臂之间，多用于后轮驱动汽车的后悬架上。,（四）单斜臂式独立悬架,2023/11/17,120,5.横向稳定器,横向稳定器主要由U形横向稳定杆、连接杆和支座组成，支座固定在车身上，稳定杆两端通过连杆与下摆臂相连。当车身只作垂直移动而两侧悬架变形相等时，横向稳定杆在支座的套筒内自由转动，横向稳定杆不起作用。当两侧悬架变形不等而车身相对于路面横向倾斜时，稳定杆一端向上运动，另一端向下运动，从而被扭转。弹性稳定杆所产生的扭转内力矩妨碍了悬架弹簧的变形，因而减小了车身的横向倾斜和横向角振动。,
