第二十二章-悬架分析.ppt

功用：连接车桥与车架，并传递二者之间的相互作用力，减小振动，保证汽车的正常行驶。组成：减震器加快振动的衰弱。弹性元件承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击导向装置传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮相对于车身有正确的运动关系。,概述,分类,独立悬架：每一侧车轮单独通过悬架与车架相连，每个车轮能独立上下跳动而互不影响。非独立悬架：左右车轮安装在一根整体车桥两端，车桥则通过弹性元件与车架相连。,车桥,弹性元件,车架,断开式车桥,弹性元件与典型悬架,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,套管,螺栓,螺母,中心螺栓,卷耳,弹簧夹,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。,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。,板簧与车架的连接,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：没有减振作用，必须另加减震器。用途：轿车前轮独立悬架,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，车轮延主销转动。,油气弹簧,特点：以空气和油液作为工作介质。具有可变刚度特性，需加装导向装置和减振器,油气不分割式,油气分隔式,气体弹簧,特点：体积小、寿命长、弹簧刚性可变；结构复杂，制造成本高,囊式气体弹簧,膜式气体弹簧,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。特点：质量小、不需润滑、保养维修简便安装：左右不可装反。,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,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,减震器的性能要求,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。在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅速减振。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（压缩和伸张）单向作用筒式减振器（伸张行程）,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,工作原理,压缩行程：车轮靠近车架,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。,伸张行程,车轮下跳，减振器受拉伸活塞上移,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。,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。,非独立悬架,特点：结构简单、工作可靠应用：货车、客车的前后悬架，轿车后悬架举例：板簧非独立悬架（单个板簧、双板簧）螺旋弹簧非独立悬架空气弹簧非独立悬架（可实现车身高度自动调节少用）油气弹簧非独立悬架（矿用自卸车）,一、纵置板簧式非独立悬架,板簧式非独立悬架主要由钢板弹簧和减振器组成。,二、螺旋弹簧非独立悬架,螺旋弹簧非独立悬架由螺旋弹簧、减振器、纵向推力杆和横向推力杆组成。常用于轿车的后悬架。,三、空气弹簧非独立悬架,空气弹簧非独立悬架主要由囊式空气弹簧、压气机、车身高度调节控制阀、控制杆等组成。采用空气弹簧悬架容易实现车身高度的自动调节。,四、油气弹簧非独立悬架,油气弹簧非独立悬架主要由油气弹簧（兼起减振器作用）、横向推力杆、纵向推力杆等组成，推力杆起导向和传力的作用。,独立悬架,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。麦弗逊式悬架广泛用于FF轿车的前悬架,独立悬架具有以下优点：1）两侧车轮可以单独运动互不影响；2）减小了非簧载质量（不由弹簧支撑的质量），有利于汽车的平顺性；3）采用断开式车桥，可以降低发动机位置，降低整车重心；4）车轮运动空间较大，可以降低悬架刚度，改善平顺性。,一、横臂式独立悬架,车轮在汽车横向平面内摆动的悬架,1单横臂式独立悬架,其特点是当悬架变形时，车轮平面将产生倾斜而改变两侧车轮与路面接触点间的距离轮距，致使轮胎相对于地面侧向滑移，破坏轮胎和地面的附着。此外，这种悬架用于转向轮时，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影响，故目前在前悬架中很少采用，但是在车速不太高的重型越野车上有采用。,2双横臂式独立悬架,1）两摆臂等长的悬架,2）两摆臂不等长的悬架,两摆臂不等长的双横臂独立悬架广泛应用于中高级轿车。,二、纵臂式独立悬架,车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架,1单纵臂式独立悬架,如果转向轮采用单纵臂式独立悬架，车轮上下跳动将使主销后倾角产生很大变化。因此，单纵臂式独立悬架一般多用于不转向的后轮。按车轮运动形式分类，富康轿车的后悬架属于单纵臂式扭杆弹簧独立悬架。,2双纵臂式独立悬架,双纵臂式独立悬架的两个纵臂长度一般做成相等，形成平行四连杆机构。车轮上下跳动时，主销的后倾角保持不变，这种形式的悬架适用于转向轮。,三、车轮沿主销移动的悬架,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。,1烛式悬架,其优点是当悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅轮距、轴距稍有改变；有利于汽车的转向操纵性和行驶稳定性。缺点是侧向力全部由套筒和主销承受，二者间的摩擦阻力大，磨损严重。因此，这种结构形式目前很少采用。,2麦弗逊式悬架,麦弗逊式悬架：目前前置前驱动轿车和某些轻型客车应用比较普遍的悬架结构形式。筒式减振器为滑动立柱，横摆臂的内端通过铰链与车身相连，外端通过球铰链与转向节相连。减振器的上端与车身相连，减振器的下端与转向节相连，车轮所受的侧向力大部分由横摆臂承受，其余部分由减振器活塞和活塞杆承受。筒式减振器上铰链的中心与横摆臂外端球铰链中心的连线为主销轴线，此结构也为无主销结构。,筒式减振器为滑动立柱，横摆臂的内端通过铰链与车身相连，外端通过球铰链与转向节相连。减振器的上端与车身相连，减振器的下端与转向节相连，车轮所受的侧向力大部分由横摆臂承受，其余部分由减振器活塞和活塞杆承受。筒式减振器上铰链的中心与横摆臂外端球铰链中心的连线为主销轴线，此结构也为无主销结构。,四、单斜臂式独立悬架,车轮在汽车的斜向平面内摆动的悬架。,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。,横向稳定杆,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。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。用途：轿车的车桥,多轴汽车的平衡悬架,如果多轴车辆的全部车轮都是单独地刚性悬挂在车架上，在不平道路上行驶时将不能保证所有车轮同时接触地面。当使用弹性悬架而道路不平度较小时，虽然不一定会出现车轮悬空现象，但各个车轮间垂直载荷的分配比例会有很大改变。当车轮垂直载荷变小甚至为零时，车轮对地面的附着力随之变小甚至为零。转向车轮遇此情况将使汽车操纵能力大大降低以致失去操纵；驱动车轮遇此情况将不能产生足够的驱动力。此外，还会使其他车桥及车轮有超载的危险。全部车轮采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面的良好接触，但将使汽车结构变得复杂，对于全轮驱动的多轴汽车尤其是如此。,多轴汽车的平衡悬架,如果将两个车桥（如三轴汽车的中桥与后桥）装在平衡杆的两端，而将平衡杆的中部与车架作铰链式连接，一个车桥抬高将使另一车桥下降。由于平衡杆两臂等长，使两个车桥上的垂直载荷在任何情况下都相等，这种能保证中后桥车轮垂直载荷相等的悬架称为平衡悬架。,1等臂式平衡悬架,等臂式平衡悬架是三轴和四轴越野汽车上普遍采用的一种平衡悬架结构形式。钢板弹簧的两端自由地支承在中、后桥半轴套管上的滑板式支架内。这样，钢板弹簧便相当于一根等臂平衡杆，它以悬架心轴为支点转动，从而可保证汽车在不平道路上行驶时，各轮都能着地，且使中、后桥车轮的垂直载荷平均分配。,2摆臂式平衡悬架,摆臂式平衡悬架主要用于62的货车上。这种货车的结构特点是前桥为转向桥，中桥为驱动桥，后桥是可以升降的支持桥。当汽车在轻载或空载行驶时，可操纵举升油缸，通过杠杆机构将后轮（支持轮）举起，使62汽车变为42汽车。这不仅可减少轮胎的磨损和降低油耗，同时还可以增加空车行驶时驱动轮上的附着力