第九章--悬架.ppt

9 1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 三 分类 1 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 两侧车轮独立地与车架或车身弹性连接 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 弹性元件 车架 断开式车桥 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1 1 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 9 2弹性元件 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 既有弹性元件的作用 又可起到导向和减振作用 2 结构 钢板弹簧 套管 螺栓 螺母 中心螺栓 卷耳 弹簧夹 3 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 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 4 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 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 4 应用 桑塔纳轿车的前悬架 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 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 5 1MPa 利用气体的可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 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 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 油气不分割式 油气分隔式 单气室油气弹簧 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 且便于充气 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 扭杆 扭杆弹簧的装配 摆臂 扭杆 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 一 功用及要求1 功用 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 2 工作原理 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 最后散发到大气中 弹性元件 减震器 车架 半轴 9 3减振器 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 减振器阻尼特性表征了这一变化关 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 分类 双向作用筒式减振器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 二 双向作用筒式减振器 1 双向作用筒式减振器的结构 1 组成 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 双向筒式减振器有四个阀 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 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 2 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 2 工作原理 1 压缩行程 车桥与车架互相靠近 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 2 伸张行程 车桥与车架互相远离 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 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 阻尼力随振动速度变化 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在压缩行程内产生的大 减振器短片 9 4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 悬架短片 一 纵置钢板弹簧非独立悬架优点 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 第五节非独立悬架 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 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 二 螺旋弹簧非独立悬架 一般只用作轿车的后悬架 具有纵向布置方便 便于维护和保养的特点 由于螺旋弹簧只能承受较小侧向力 因此需要加装横向推力杆和纵向推力杆 螺旋弹簧套在减震器的外面 必须加装导向机构 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 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 对整车布置有利 应用 大型矿用自卸车 非独立悬架 9 6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接 优点 1 两侧车轮可以单独跳动 可减少车身振动 消除车轮偏摆 2 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 4 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 缺点 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 独立悬架结构类型 按车轮运动形式 1 车轮在汽车横向平面内运动 横臂式独立悬架 2 车轮在汽车纵向平面内运动 纵臂式独立悬架 3 车轮沿主销移动 烛式悬架 麦弗逊式独立悬架 4 车轮在汽车斜向平面内运动 单斜臂式独立悬架 一 横臂式独立悬架 二 纵臂式独立悬架 独立悬架 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光点及正常运转痕迹 则不必更换万向节 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 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 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 4N m 新件 之间 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 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 二 后悬架零件的检修 1 后车轮与短轴的检查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