第三章汽车构造与维修(底盘部分)

第三章汽车行驶系,3.1概述3.2车架3.3车桥3.4车轮与轮胎3.5悬架,3.4车轮与轮胎,3.4.7车轮和轮胎的维修1.轮胎的日常维护1)出车前检视用气压表检查轮胎气压是否符合规定，气门嘴是否漏气，气门帽是否齐全，气门嘴是否碰擦制动鼓。检查轮胎螺母是否紧固，翼子板、挡泥板、货厢等有无碰擦轮胎现象。检查随车工具，如撬胎棒、千斤顶、轮胎螺母套筒扳手、气压表、手锤、挖石子钩等是否齐全。2)行驶中检视行驶途中检视结合途中停车、装卸等各种机会进行。,上一页,下一页,返回,3.4车轮与轮胎,检查轮胎螺母有无松动，翼子板、挡泥板、货厢等有无碰擦轮胎现象。及时发现并挖出轮胎夹石和花纹中的石子及杂物。检查轮胎气压，摸试轮胎温度。检查轮胎胎面及胎侧有无不正常的磨损和损伤以及轮躺有无损伤。3)收车后检视停车场地应干燥清洁、无油污，严寒地区应扫除停车场上的冰雪，以免轮胎与地面冻结。停车后应注R检查轮胎有无漏气现象，并查找漏气原因，予以排除。,上一页,下一页,返回,3.4车轮与轮胎,检查花纹并挖出夹石和花纹中的石子、杂物。检查轮胎螺母是否松动，备胎架装置是否牢固，以及车辆机件有无碰擦轮胎的现象。如途中换用备胎，收车后应将损坏的轮胎及时送修。2.轮胎一级维护项目紧固轮胎螺母，检查气门嘴是否漏气、气门帽是否齐全，如发现损坏或缺少应立即修理或补齐。挖出夹石和花纹中的石子、杂物，如有较深伤洞应用生胶填塞。刺伤后若不及时修补，水汽进人胎体锈蚀钢丝帘线，造成早期损坏。检查轮胎磨损情祝，如有不正常磨损或起鼓、弯形等现象，,上一页,下一页,返回,3.4车轮与轮胎,应查找原因，予以排除。如需检查外胎内部，应拆卸解体，如有损伤应及时修补。检查轮胎搭配和轮躺、挡圈、锁圈是否正常。检查轮胎(包括备胎)气压，并按标准补足。检查轮胎有无与其他机件刮碰现象，备胎架是否完好、紧固，如不符合要求，应予排除。必要时(如单边偏磨严重)应进行一次轮胎换位，以保持胎面花纹磨耗均匀。3.轮胎二级维护项目拆卸轮胎，按轮胎标准测量胎面花纹磨耗、周长及断面宽的变化，作为换位和搭配的依据。,上一页,下一页,返回,3.4车轮与轮胎,轮胎解体检查:a.胎冠、胎肩、胎侧及胎内有无内伤、脱层、起鼓和变形等现象。b.内胎、垫带有无咬伤、折皱现象，气门嘴、气门芯是否完好。c.轮躺、挡圈和锁圈有无变形、锈蚀，并视情况涂漆。d.轮躺螺栓承孔有无过度磨损或损裂现象。排除解体检查所发现的故障后，进行装合和充气。高速车应进行轮胎的动平衡检查。按规定进行轮胎换位。发现轮胎有不正常的磨损或损坏，应查明原因并予以排除。4.轮胎的正确使用,上一页,下一页,返回,3.4车轮与轮胎,1)保持轮胎气压正常2)防止轮胎超载3)合理搭配轮胎4)精心驾驶车辆5)保持良好的底盘技术状况5.轮胎的换位常用的换位方法有交叉换位法和循环换位法，四轮二桥汽车斜交轮胎可用交叉换位法，如图3-4-14(a)所示;子午线轮胎宜用单边换位法，如图3-4-14(b)所示。6.车轮平衡检测1)静平衡,上一页,下一页,返回,3.4车轮与轮胎,静平衡是质量围绕车轮等量分配。为了对重的部分进行平衡，将一块配重直接加到车轮重的部分的对面。这就是通过增加平衡块来保持平衡。可以将平衡块放在车轮内侧或车轮外侧。2)动平衡动平衡是在中心线每一侧使质量等量分配。为纠正动不平衡，在不平衡点处，互成180处放置相等的平衡块，一块在车轮内侧，一块在车轮外侧。加装的平衡块，要使轮胎既能达到动平衡，又能达到静平衡。3.4.8车轮和轮胎的故障诊断1.车轮常见故障诊断车轮常见故障为轮毅轴承过松或过紧。,上一页,下一页,返回,3.4车轮与轮胎,2.轮胎常见故障诊断轮胎的主要故障是轮胎花纹的异常磨损。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,3.5.1概述汽车车架或车身如果直接安装于车桥上，那它们之间就是刚性连接，汽车则会由于道路不平而上下颠簸振动，从而使车上的乘员感到不舒服或者使货物损坏。因此，汽车上必须装上具有缓冲、减振和导向作用的悬架装置。汽车悬架是车架(或车身)与车桥之间各种传力连接装置的总称，它弹性地连接车桥与车架(或车身)。1.悬架的功用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。传递垂直、纵向、侧向反力及其力矩。,下一页,返回,3.5悬架,迅速衰减由于弹性系统引起的振动。起导向作用，使车轮按一定轨迹相对于车身运动。悬架的功用可以用传力、缓冲、减振、导向等几个字来概括。2.悬架的组成悬架一般由弹性元件、导向装置、减振器和横向稳定杆等组成，如图3-5-1所示。3.悬架的类型悬架的类型因分类方式不同而不同。按照控制形式不同，悬架可分为被动式悬架和主动式悬架两大类。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,被动式悬架的含义是汽车状态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这些机械零件。主动悬架则可以根据路面和行驶状况自动调整悬架刚度和阻尼，从而使车辆能主动地控制垂直振动及其车身或车架的姿态。根据导向装置的不同，悬架又可分为独立悬架和非独立悬架，如图3-5-2所示。非独立悬架(整体桥悬架或刚性悬架)因其结构简单，工作可靠，而被广泛应用于货车的前、后悬架。独立悬架的特点是两侧车轮分别独立地与车架或车身弹性地连接，当一侧车轮受到冲击时，其运动不会直接影响到另一侧车轮。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,3.5.2弹性元件为了缓和冲击，在汽车行驶系中，除了采用弹性的充气轮胎之外，在悬架中还必须装有弹性元件，使车架(或车身)之间作弹性连接。悬架采用的弹性元件常见的有钢板弹簧、螺旋弹簧、空气弹簧和油气弹簧。1.钢板弹簧钢板弹簧是在汽车悬架中使用最为广泛的弹性元件。钢板弹簧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，其构造如图3-5-3所示。2.螺旋弹簧,上一页,下一页,返回,3.5悬架,螺旋弹簧大多应用在独立悬架上，尤其是前轮独立悬架中。在有些轿车上，后轮非独立悬架上也使用螺旋弹簧作为弹性元件，如图3-5-5所示。与钢板弹簧相比，螺旋弹簧有防污能力强、无需润滑;无摩擦、占用纵向空间小及弹簧本身质量小的特点，因此在现代轿车上广泛采用。3.扭杆弹簧扭杆弹簧用铬钒或硅锰合金与具有扭曲刚性的弹簧钢制成，扭杆断面多为圆形，少数是矩形或管状。如图3-5-6所示，扭杆弹簧是一根由弹簧钢制成的杆。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,4.气体弹簧气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。气体弹簧是以空气做弹性介质，即在一个密闭的容器内装人压缩空气，利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。气体弹簧的特点是，作用在弹簧上的载荷增加时，容器中气压升高，弹簧刚度增大;反之，当载荷减小时，气压下降，刚度减小。因而这种弹簧具有理想的变刚度特性。1)空气弹簧空气弹簧又可分为囊式和膜式两种。囊式空气弹簧由夹有帘线的橡胶制成的气囊和密闭在其中的压缩空气构成。如图3-5-7所示。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,膜式空气弹簧由橡胶片和金属压制件组成。如图3-5-8所示。2)油气弹簧油气弹簧以化学性质不太活泼的气体(如氮或惰性气体)作为弹性介质，用油液作为传力介质，利用气体的可压缩性实现弹簧作用，从而弹性地连接车桥和车架，结构原理如图3-5-9所示。5.橡胶弹簧橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性起弹性元件的作用。它可以承受压缩载荷和扭转载荷，由于橡胶的内摩擦较大，橡胶弹簧还具有一定的减振能力。如图3-5-10所示。3.5.3减振器1.减振的基木原理,上一页,下一页,返回,3.5悬架,为加速汽车车架和车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性，悬架系统中装有减振器。减振器与弹性元件并联安装，如图3-5-11所示。汽车悬架系统中通常采用液力减振器，其工作原理是当车架或车身与车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，使油液反复地从一个腔经过不同的孔隙流人另一个腔内，利用孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦消耗振动的能量，而对振动形成阻尼力，从而衰减振动。减振器阻尼力随车架与车桥之间的相对运动速度的增减而增减，并与油液钻度、孔道的多少及孔道的大小等因素有关。减振器若阻尼力过大，振动衰减变得过快，使悬架的弹性元件的缓冲作用变差，为此必须满足以下要求。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,在悬架压缩行程(车桥和车架相互靠近)，减振器阻尼力较小，以充分发挥弹性元件的弹性作用来缓和冲击，这时弹性元件起主要作用。在悬架伸张行程(车桥和车架相互远离)，减振器阻尼力应较大，以迅速减振，此时减振器起主要作用。当车桥与车架的相对运动速度过大时，减振器应能自动加大油液流通通道截面面积，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。2.双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器结构如图3-5-12所示。双向作用筒式减振器上连车架、下连车桥，有三个同心钢筒，,上一页,下一页,返回,3.5悬架,最外面的为防尘罩，中间的是储油缸，最里面的是工作缸。其工作过程及工作原理如图3-5-13。压缩行程中车桥靠近车架(或车身)，减振器压缩，活塞下移，活塞下方腔室容积减小，油压升高，将流通阀顶开进人活塞上方腔室。因活塞杆占用部分容积，使上腔室增加的容积小于下腔室减小的容积，部分不能进人上腔室的油液打开压缩阀流回储油缸。利用油液与孔之间的摩擦来衰减振动，车身剧烈振动时下腔室油压剧增，压缩阀的开口增大，这样油压和阻尼力不会过大，可使弹性元件的缓冲作用充分发挥。伸张行程中车桥远离车架(或车身)，减振器受拉，活塞上移，活塞上方腔室油压升高，推开伸张阀流回活塞下方腔室。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,因活塞杆的存在，使上腔室减小的容积小于下腔室增加的容积，储油缸中的油液在真空度的作用下流经补偿阀进人下腔室来补偿。由于伸张阀的弹簧刚度和预紧力大于压缩阀，且伸张行程的通道截面比压缩行程的通道截面小，所以伸张行程的阻尼力大于压缩行程产生的阻尼力，从而达到迅速减振的要求。3.充气式减振器有些车型的悬架系统采用充气式减振器和阻尼力可调式减振器。如图3-5-14所示为充气式减振器。这种减振器的缸筒下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞和缸筒一端形成一个封闭气室，内部装有高压氮气与双向作用筒式减振器相比，充气式减振器有如下优点。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,由于采用浮动活塞而减少厂一套阀的系统，使结构简化，质量减轻。由于减振器里充有高压氮气，能减少车轮受突然冲击时的振动，并可消除噪声。由于充气式减振器的工作缸和活塞直径都大于相同条件的双向作用筒式减振器，因而其阻尼力更大，工作可靠性更强。充气式减振器内部的高压气体和油液被浮动活塞隔开，消除了油的乳化现象。4.阻力可调式减振器阻力可调式减振器结构如图3-5-15所示，其工作过程是，当汽车的载荷增加时，空气囊中的气压升高，则气室内的气压也随之,上一页,下一页,返回,3.5悬架,升高，使膜片向下移动与弹簧产生的压力相平衡。3.5.4横向稳定器为了提高悬架的侧倾角刚度，减小侧倾，常在悬架中加设横向稳定器。如图3-5-16所示。当车身受到振动而两侧悬架变形相同时，横向稳定杆在套管内自由转动，此时横向稳定杆不起作用。当两侧悬架变形不等，车身相对路面发生倾斜时，弹性的稳定杆产生扭转内力矩就阻碍厂悬架弹簧的变形，从而减小厂车身的侧倾和侧向角振动。3.5.5非独立悬架非独立悬架由于结构简单，工作可靠，被广泛用于一般货车和客车的悬架上，而用在轿车上往往只作为后悬架。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,最为常用的是用钢板弹簧做非独立悬架的弹性元件，也有采用螺旋弹簧做非独立悬架的弹性元件。1.钢板弹簧式非独立悬架钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它起导向装置的作用，并有一定的减振作用，使得悬架系统简化。典型的如图3-5-17所示为解放CA1091型汽车前悬架。2.螺旋弹簧非独立悬架螺旋弹簧非独立悬架常用于轿车的后悬架，由于使用螺旋弹簧作为弹性元件，仅仅能承受垂直载荷，因此，其悬架系统需要安装导向装置和减振器。如图3-5-20所示为红旗CA7220型轿车的后悬架。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,上海桑塔纳轿车的后桥也采用螺旋弹簧非独立悬架，如图3-5-21所示。左右纵向推力杆(其形状为变截面管轴)前端通过带橡胶支撑与车身作铰链连接，后端与轮毅相连接，中部与后桥焊接成一体。纵向推力杆可以传递纵向力及其力矩。3.空气弹簧非独立悬架为了提高行驶的平顺性，适应载荷和路面的变化，要求悬架刚度随之变化。因此，不同行驶状况对汽车提出的要求也不同。而幸气弹普非独方悬架可以涌讨改弯气体厌力夹满足载荷对悬架刚度的要求。如图3-5-22所示，囊式空气弹簧的上下端分别固定在车架和车桥上，压气机产生的压缩空气经油水分离器和压力调节器进人储气筒。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,3.5.6独立悬架独立悬架在轿车和载质量在1000kg以下的货车的转向轮上广泛应用，有些轿车全部车轮都采用独立悬架，如图3-5-2(b)所示为其示意图，每侧车轮可单独运动，互不干扰。与非独立悬相比它有以下优点。在一定的变形范围内，两侧车轮可以单独运动而互不影响，减小厂行驶中车架和车身的振动，可以防止转向轮的偏摆。汽车的非簧载质量小(指不由弹性元件支撑的质量)，悬架受到的冲击载荷小，行驶的平顺性好。采用断开式车桥，可以降低汽车的质心，提高汽车高速行驶的稳定性。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,但是独立悬架的结构复杂、成本高、维修不便，且车轮跳动时轮距(或轴距)会发生变化，引起轮胎与路面之间产生滑动摩擦，轮胎磨损严重。1.横臂式独立悬架横臂式独立悬架可分为单横臂式和双横臂式两种，双横臂式又有双横臂等长和不等长两种。1)单横臂式独立悬架如图3-5-23所示为单横臂式独立悬架。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。日前在前悬架中很少采用。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,2)双横臂式独立悬架等长双横臂式在车轮摆动时虽然主销内倾角和车轮外倾角不变化，但轮距会发生变化，轮胎磨损严重;不等长横臂式通过合理的杆件长度设计，可将主销内倾角、车轮外倾角、轮距的变化控制在允许范围内，因此在汽车上使用比较广泛。如图3-5-24所示为红旗CA7560型轿车前悬架，它是不等臂双横臂式独立悬架。上摆臂和下摆臂的一端分别通过摆臂轴与车架连接，另一端分别通过球头销与转向节相连接。2.车轮沿主销轴线移动的独立悬架1)烛式独立悬架如图3-5-27所示为烛式独立悬架，这种悬架的优点是当悬架变形,上一页,下一页,返回,3.5悬架,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，这种结构形式日前很少采用。2)麦弗逊式独立悬架如图3-5-28所示为麦弗逊式独立悬架的结构示意图，这种悬架由减振器、螺旋弹簧横摆臂和横向稳定杆等组成。3.多杆式独立悬架独立悬架中多采用螺旋弹簧，因而对于侧向力、垂直力以及纵向力需加设导向装置，即采用杆件来承受和传递这些力。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,一些轿车为减轻车重和简化结构采用多杆式悬架，如图3-5-30所示。3.5.7电控悬架系统1.概述电控悬架是通过电子控制单元(ECU)来控制相应的执行元件，改变悬架特性以适应各种复杂的行驶工况对悬架系统的不同要求，从而使舒适性、平顺性和操纵稳定性同时得到改善。因此，电控悬架是一种主动悬架，它没有固定的悬架刚度和阻尼系数。电控悬架根据调节悬架的刚度和阻尼系数分为半主动悬架系统和全主动悬架系统。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,电控悬架系统根据控制目的不同，可分为车高控制系统、刚度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等形式;按悬架系统结构形式，可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统。2.电控悬架的功用车高调节功能。衰减力调节功能。控制悬架系统减振力和弹性元件的弹性或刚性系数。在各种条件下，电控悬架均具有车高调节、悬架刚度和减振器阻尼系数“软一中一硬”有级转换控制的功用，从而改善汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,3.电控悬架系统的结构与工作原理电控悬架系统由传感器、电子控制单元(ECU)、执行机构等组成。电子控制单元一般由微机和信号放大电路组成。执行元件由电磁阀、步进电机和气泵电动机等组成。传感器将汽车行驶的路面情况(汽车的振动)和车速及启动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，输送给电子控制单元，电子控制单元将传感器送人的电信号进行综合处理，输出对悬架的刚度和阻尼及车身高度进行调节的控制信号。执行机构按照电子控制单元的控制信号，准确地动作，及时地调节悬架的刚度和阻尼系数及车身的高度。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,1)传感器的结构与工作原理(1)车身高度传感器车身高度传感器的功用是将车身与车桥之间的相对高度变化(悬架变形量的变化)转换为电信号并送给ECU,该传感器安装在车身与车桥之间。日前广泛使用的是光电式车身高度传感器，其安装位置和工作原理如图3-5-31所示。在传感器内部有一根由连接杆带动的传感器轴，轴上固定一个开有许多窄槽的遮光盘。遮光盘两侧对称安装有四组发光二极管和光敏三极管，组成四对光电耦合器。当车身高度变化时，车身与车轮的相对运动使车身高度传感器的连接杆转动，通过传感器轴带动遮光盘转动。当遮光盘上的槽对准耦合器时，发光二极管发出的光线通过该槽,上一页,下一页,返回,3.5悬架,使光敏三极管受光，输出“通”(ON)信号，反之则输出“断”(OFF)信号。遮光盘上的槽适当分布，利用这四对光电耦合器通与断的组合，对车身高度的变化进行检测。(2)转向传感器如图3-5-32所示，转向传感器装在转向器上，用来检测转向时的转向角度和汽车转弯的方向，主要为转弯时提高操纵稳定性，防止侧倾，向ECU提供车态信号。其外形和工作原理如下。转向传感器由一个有槽圆盘和两个光电传感器组成。有槽圆盘随转向一起转动，并在圆盘上开有小孔，圆盘的两侧有两个发光二极管和两个光敏晶体管组成的光电传感器，它们两者之间的光线变化随着圆盘遮挡转换成“通”或“断”信号。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,当操纵转向盘时，有槽圆盘随着一起转动而引起发光二极管发出光线的“通”或“断”信号，这种信号是与转向盘转动成正比的数字信号，并通过判断两个光电传感器信号的相位差判断转弯方向。当ECU判断转向盘的转动角度和车速大于设定值时，ECU会使弹簧刚度和减振力增加。(3)车速传感器车速传感器的功用是检测出车轮的转速信号，ECU接收该信号与方向盘转动角度信号，计算出车身的侧倾程度，该传感器安装在车轮上。(4)节气门开度传感器节气门开度传感器的功用是可以间接检测汽车加速度信号。ECU利用此信号作为防下坐控制的一个工作状态参数。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,(5)车门传感器车门传感器的功用是为了防止行驶过程中车门未关闭而设置的。(6)高度控制开关高度控制开关的功用是用来选择汽车高度，ECU检测高度控制开关的状态和相应信号使汽车高度升高或下降。有的车辆上还有高度控制ON/OFF开关，用于停止车高控制。(7)模式选择开关模式选择开关的功用是用来选择悬架的“软”、“中”或“硬”状态，ECU检测到开关的状态后，操纵悬架控制执行器，从而改变减振器的弹簧刚度和阻尼系数。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,(8)制动灯开关制动灯开关的功用是当踩下制动踏板时，停车灯开关便接通，ECU接收这个信号作为防点头控制用的一个起始状态。2)电子控制单元电子控制单元(ECU)是电控悬架系统的控制中框。它由数字电路构成，各传感器传来信号经输入电路整形变换后，以数字信号的形式通过输入电路送人悬架ECU,ECU对这此信号进行分析、比较和判断处理，经精确计算后输出控制信号。此外，ECU还具有故障自诊断功能。3)执行机构的结构与工作原理(1)空气弹簧结构,上一页,下一页,返回,3.5悬架,电控悬架用空气弹簧代替传统悬架的螺旋弹簧或钢板弹簧，空气悬架的构造如图3-5-33所示。空气弹簧由主气室、副气室、悬架控制执行器组成。其中，悬架控制执行器包括弹性刚度执行机构、阻尼转换机构。悬架控制执行器的功用是驱动主、副气室的空气阀阀芯和减振器阻尼孔的回转阀转动。驱动装置的基本构造和工作原理如图3-5-34所示。(2)悬架刚度的调节空气悬架上端与车架相连，下端与车桥相连。主气室与副气室之间有一个通道供气体相互流动。改变主、副气室气体通道的大小，就可以改变空气悬架的刚度。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,主、副气室之间的气体通道由空气阀阀芯控制，开关空气阀的控制杆由悬架控制执行器驱动。当空气阀阀芯处于不同的位置时，可实现空气弹簧低、中、高三种状态的刚度调节。悬架刚度的调节原理如图3-5-35所示。主、副气室之间的气阀体上有大小两个气体通道。由悬架控制执行器带动空气阀控制杆转动，使空气阀阀芯转过一个角度，从而改变气体通道的大小，就可以改变主、副气室之间的气体流量，使悬架刚度发生变化。(3)车身高度的调节汽车的高度控制执行机构除空气悬架中的主气室外，还有空气压缩机和空气阀等。空气压缩机由驱动电机、排气阀、干燥器等组成，如图3-5-36所示。车身高度的调节原理如图3-5-37所示，,上一页,下一页,返回,3.5悬架,电控悬架ECU根据车高传感器送来的信号和控制模式指令，向高度控制阀发出指令。当车高需要升高时，高度控制阀打开，压缩空气进人空气弹簧的主气室，车身升高;达到规定高度时，高度控制阀关闭时，空气弹簧主气室的空气量保持不变，车身维持一定的高度不变;当车身需要降低时，压缩机停止工作，高度控制阀打开，此时排气阀也打开，悬架的主气室中的空气通过高度控制阀、管路，由排气阀排出，车身高度下降。(4)减振器结构减振器的结构原理如图3-5-38。在空气悬架的下边，与控制杆连接的回转阀上有三个阻尼孔(油孔)，回转阀外面的活塞杆上有两,上一页,下一页,返回,3.5悬架,个阻尼孔(油孔)，悬架控制机构可以带动控制杆使回转阀旋转，从而改变阻尼孔的开闭组合，实现阻尼系数“高”、“中”、“低”的有级转换，即“软”、“中”、“硬”三种状态调节。(5)悬架阻尼的调节悬架阻尼的调节基本原理如图3-5-39所示4.典型电控悬架系统三菱主动电子控制悬架系统属于空气悬架系统，系统能够动态控制悬架特性。使汽车具有较高的操纵稳定性和乘坐舒适性。三菱主动电子控制悬架系统(AECS)的主要组成及布置如图3-5-40所示。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,由图可见，系统主要由空气弹簧、普通螺旋弹簧、可调减振器及调节悬架特性以适应路面状况的电子控制装置、车速传感器、G传感器、转角传感器、节气门开度传感器和阻尼力转换执行器、高度传感器、电磁阀、空气压缩机和储气筒、空气管路和继电器等组成。系统用以下五个传感器来检测汽车行驶状态转角角传感器:用于检测汽车转向操作。节气门位置传感器:用于检测汽车加速度。高度传感器:用于检测汽车行驶高度。传感器:用于检测汽车转弯时的横向加速度。压力传感器:用于检测空气弹簧中的空气压力。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,根据以上传感器的输入信号，ECU控制9个电磁阀的开闭，以控制空气弹簧的空气压力，使汽车水平并保持合适的行驶高度，甚至当汽车转向或制动时，仍可以实现汽车水平并保持合适的行驶高度。图3-5-41为ECS系统空气压力回路构成图。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,图3-5-42显示厂汽车侧倾控制的过程。汽车左转弯时，车身在离心力作用下欲向外倾斜(图中虚线所示)，此时，系统电子控制装置根据转向盘转角传感器、横向G传感器和车速传感器的输入信号，计算出汽车转向角速度、车身横向加速度以及汽车车速，通过分析以上行驶状态参数向前后轮电磁阀总成发出控制指令，使外侧车轮空气弹簧充气，使内侧车轮空气弹簧放气，产生与车身侧倾相反的作用力(图中实线所示)，达到防止车身侧倾的目的。1)传感器由于车高传感器和转角传感器使用频繁，为避免迅速磨损，一般采用光电式非接触传感器。2)ECS电子控制装置,上一页,下一页,返回,3.5悬架,图3-5-43为ECS电子控制装置(ECU)框图，同时给出厂其所有的输入和输出信号。ECU包括一台8位微型计算机、输入接口电路和输出驱动电路，同时还包括一失效保护电路，也用于诊断装置的接口。本系统采用的光电式转角传感器包括三对固定的遮光器和一个带窄槽的圆盘，带窄槽的圆盘固定在转向柱上并随转向盘一起转动。当转动转向盘时，带窄槽的圆盘移过遮光器，各遮光器向ECU输出阶跃信号，ECU利用这些信号来确定转向盘转角和转动速率。3.5.8悬架维修1.非独立悬架的维修,上一页,下一页,返回,3.5悬架,非独立悬架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不能有裂纹、折断现象，发现断片、钢板弹簧固定卡、隔套卡子螺栓缺少时应及时更换新件，补充缺少件。钢板弹簧弹性下降表现在钢板弹簧的弧高减小，也表现在叶片的曲率半径变化，可用新片来进行靠合比较实验。左、右两侧的钢板弹簧的总片数要相等，总厚度差不大于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控紧。装配好并压紧的钢板弹簧，片与片之间应紧密配合，并向片间,上一页,下一页,返回,3.5悬架,涂抹石墨润滑脂，相邻两片在总接触长度的1/4长度内，间隙不大于1.2mm。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。2.独立悬架的检修1)前减振器悬架轴承主橡胶挡块的检查首先检查前减振器悬架轴承的磨损与损坏情况，轴承应能灵活转动，损坏时必须整体更换;其次检查,上一页,下一页,返回,3.5悬架,橡胶挡块的损坏与老化情况，如损坏应及时更换。2)前托架、横向稳定杆和下摆臂的检查首先检查前托架、横向稳定杆和下摆臂有无变形或裂纹。若存在变形或裂纹，不允许在前悬架支撑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、下摆臂的前衬套和后衬套的损坏和老化情况，若损坏需要及时更换。3.5.9悬架系统的故障诊断1.非独立悬架系统的常见故障非独立悬架系统的常见故障是车身倾斜、异响、行驶跑偏和行驶摆振等。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,1)车身倾斜车身倾斜表现在:汽车停放在平坦地面上，车身横向或纵向歪斜;汽车行驶中方向自动跑偏。主要原因是:当某一侧弹簧折断，会因弹簧弹力不足等原因，使车身歪斜。当某一侧的弹簧由于疲劳导致弹力下降，或者更换的弹簧与原弹簧刚度不一致时，会使车身歪斜。钢板弹簧销、衬套和吊耳磨损过甚，会造成车身轻微歪斜、行驶跑偏、行驶摆振和异响等故障现象。u形螺栓松动或折断(或钢板弹簧第一片折断)。此时，会由于车辆移位歪斜，导致汽车跑偏。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,诊断与排除方法:车身横向歪斜，通常是由于弹簧折断、弹性减弱及钢板销、衬套和吊耳磨损过甚等引起的;若车身歪斜，且汽车行驶中自动跑偏，则多属某侧前钢板弹簧或螺旋弹簧不良使前桥移位所致，应检查钢板弹簧是否折断或螺旋弹簧弹力下降;如钢板销、衬套和吊耳磨损过甚，除上述现象外还可以造成汽车行驶摆振;若车身纵向歪斜，则多属某侧后钢板弹簧或螺旋弹簧不良使后桥位移所致，可测量两侧轮距是否一致，不一致则表明车桥移位。2)异响悬架的异响表现在:汽车在行驶过程中，特别是道路颠簸、突然制动或转弯时从悬架部位发出噪声。主要原因是:,上一页,下一页,返回,3.5悬架,减振器漏油，造成油量不足。活塞与缸筒磨损，配合松旷。连接部位松脱。铰链点磨损、松旷。橡胶衬套磨损、老化或损坏。弹簧折断。诊断与排除方法:首先应检查悬架与车架或车桥的连接部位，看是否脱落，其橡胶垫是否损坏或松旷。如果正常，用手按下保险杠，放松后如汽车有23次跳跃，说明减振器良好，可路试减振器效能。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,当汽车缓慢行驶并不断制动减速时车身跳跃强烈，或行驶一段路程后，减振器外壳温度高于其他部位，均说明减振器工作正常。如减振器工作不正常应予以更换。2.独立悬架的常见故障独立悬架系统的常见故障是车身倾斜、异响、前轮异常磨损等。车身倾斜和异响的故障现象和原因基本类同于非独立悬架系统，前轮的异常磨损与车架、车轮、悬架等系统的技术状况变坏有关，与悬架相关的是悬架磨损后因配合间隙变大而使前轮定位参数改变所致。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。总成铰接点多，独立悬架总成常见的故障有如下几项。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,1)现象异响，尤其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)原因螺旋弹簧弹力不足。稳定杆变形。上、下摆臂变形。各铰接点磨损、松旷。,上一页,下一页,返回,3.5悬架,当汽车产生上述现象时，应对悬架系统进行仔细检查，找出故障部位及原因。3.减振器常见故障减振器常见的故障为衬套磨损和泄漏。衬套磨损后，因松旷易产生响声，同时会导致减振液泄漏，如果减振液泄漏过多，会使减振器失去减振作用而失效。,上一页,返回,图3-5-1悬架系统组成示意图,返回,1-纵向椎力杆;2-弹性元件;3-横向椎力杆;4-横向稳定杆;5-减振器,图3-5-2非独立悬架与独立悬架,返回,(a)非独立悬架;(b)独立悬架,图3-5-3钢板弹簧,返回,(a)钢板弹簧总成图;(b)钢板弹簧装配图1-中心螺栓;2-螺栓;3-套管;4-螺母;5-钢板弹簧;6-弹簧夹;7-卷耳,图3-5-5螺旋弹簧,返回,图3-5-6扭杆弹簧,返回,1-扭杆;2-车架;3-车轮;4-摆臂,图3-5-7囊式空气弹簧,返回,1-盖板;2-气囊;3-腰环,图3-5-8膜片空气弹簧,返回,1-橡胶膜片;2-金属座,图3-5-9油气弹簧,(a)油气定隔式;(b)油气不定隔式1-球形室;2-气体;3-隔膜;4-油液;5-阻尼阀;6-工作缸;7-活塞,返回,图3-5-10压缩橡胶弹簧,(a)受压缩载荷;(b)受扭转载荷,返回,图3-5-11减振器与弹性元件的相互位置,返回,1-车桥;2-弹性元件;3-车架;4-减振器,图3-5-12双作用筒式减振器结构,返回,1-支撑座圈;2-压缩阀弹簧座;3-压缩阀弹簧;4-压缩阀;5-补偿阀;6-压缩阀杆;7-补偿阀弹簧片;8-上吊环;9-流通阀限位座;10-流通阀弹簧片;11-流通阀;12-活塞;13-伸张阀;14-支撑座圈;15-伸张阀弹簧;16-调整垫片;17-压紧螺母;18-下吊环,图3-5-13双向作用筒式减振器,返回,1-压缩阀;2-储油缸筒;3-伸张阀;4-活塞;5-工作缸筒;6-活塞杆;7-油封;8-防尘罩;9-导向座;10-流通阀;11-补偿阀,图3-5-14充气式减振器,返回,1-O形密封圈;2-伸张阀;3-压缩阀;4-工作缸;5-活塞杆;6-工作活塞;7-浮动活塞,图3-5-15阻力可调式减振器,返回,1-空心连杆;2-气室;3-弹簧;4-柱塞杆;5-柱塞;6-节流孔;7-活塞,图3-5-16横向稳定器,返回,1-横向稳定杆支座;2-横向稳定杆;3-连接杆,图3-5-17货车前悬架,返回,1-钢板弹簧前支架;2-钢板弹簧前端;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;9-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;14-前板簧吊耳销;15-钢板弹簧销,图3-5-20螺旋弹簧非独立悬架,返回,1-纵向椎力杆;2-后轴;3-横向椎力杆;4-加强杆;5-螺旋弹簧和减振器总成,图3-5-21上海桑塔纳轿车后悬架,返回,1-后桥;2-纵向椎力杆;3-弹簧上座;4-螺旋弹簧;5-弹簧下座;6-减振器;7-支撑座,图3-5-22空气弹簧非独立悬架,返回,1-压力调节器;2-油水定离器;3-压气机;4-空气滤清器-车身高度控制阀;6-空气滤清器;7-控制杆;8-空气弹簧;9-储气罐;10-贮气筒,图3-5-23戴姆勒-奔驰轿车单横臂后独立悬架,返回,1-减振器;2-油气弹性元件;3-中间支撑;4-单