汽车-典型悬架结构

1、第14讲 典型悬悬架 HYPERLINK /jpkc/qichegouzao/dipanwljc/dp1014.htm#b#b l b#b 非独立悬悬架 HYPERLINK /jpkc/qichegouzao/dipanwljc/dp1014.htm#4#4 l 4#4 独立悬悬架 HYPERLINK /jpkc/qichegouzao/dipanwljc/dp1014.htm#w#w l w#w 平衡悬架架与主动动悬架 HYPERLINK /jpkc/qichegouzao/dipanwljc/dp1013.htm 上一讲 HYPERLINK /jpkc/qichegouzao/dipanw

2、ljc/dp10.htm 回本章章 HYPERLINK /jpkc/qichegouzao/dipanwljc/dp1015.htm 下一一讲一、非非独立悬悬架非独立悬悬架与整整体式车车桥配用用一般载货货汽车均均采用钢钢板弹簧簧作为弹弹性元件件的非独独立悬架架，因钢钢板弹簧簧既有缓缓冲、减减振的功功能，又又起传力力和导向向的作用用，使得得悬架结结构大为为简化。而采用螺螺旋弹簧簧或气体体弹簧则则需要有有较复杂杂的导向向机构。1、纵置板板簧式非非独立悬悬架（1）结构构分析在板簧式式非独立立悬架中中，钢板板弹簧一一般是纵纵向安置置，它与与车桥的的连接绝绝大多数数是用两两个u形形螺栓，将将钢板弹弹簧的

3、中中部刚性性地固定定在车桥桥上部。钢钢板弹簧簧两端通通过钢板板弹簧销销与车架架支座活活动铰接接，以起起传力和和导向作作用。由于载货货汽车后后悬架载载质量变变化较大大，为了了保持悬悬架的频频率不变变或变化化不大，广广泛地在在后悬架架中采用用后副钢钢板弹簧簧总成。副钢板弹弹簧总成成一般装装在主钢钢板弹簧簧总成上上方，当当后悬架架负荷较较小时，仅仅由主钢钢板弹簧簧起作用用。在负负荷增加加到一定定程度时时，副钢钢板弹簧簧总成与与车架上上的支架架接触，开开始起作作用。此此时，主主、副钢钢板弹簧簧一起工工作，一一起承受受载荷而而使悬架架刚度增增大，保保证车身身振动频频率不致致因载荷荷增加而而变化过过大。（

4、2）钢板板弹簧的的构造钢板弹簧簧由若干干长度不不等、等等宽等厚厚（厚度度也可不不等）的的弹簧钢钢片迭成成，构成成整体上上近似于于等强度度的弹性性梁? 最长的的第一片片称为主主片，两两端有卷卷耳自由状态态下钢片片曲率半半径不同同，下片片小于上上片? 多片钢钢板由中中心螺栓栓和若干干钢板夹夹连在一一起钢片之间间须涂上上较稠的的石墨润润滑脂（3）钢板板弹簧与与车架连连接结构构型式钢板弹簧簧变形时时，为保保证车架架两端与与钢板弹弹簧连接接的卷耳耳间的距距离有伸伸缩的余余地弹簧簧后端与与车架的的连接通通常采用用了以下下几种结结构型式式：1)吊耳支支架式，解解放CAAl0991型载载货汽车车前悬架架采用；

5、2)滑板支支承式，东东风EQQl0990E型型载货汽汽车前悬悬架采用用；3)橡胶块块支承式式，一汽汽早期生生产的225tt越野汽汽车前悬悬架采用用（4）钢板板弹簧非非独立悬悬架的结结构特点点钢板弹簧簧一般安安装在非非独立悬悬架上，沿沿汽车纵纵向放置置钢板弹簧簧中部用用U型螺螺栓通过过上下盖盖板和下下托板与与车桥固固定连接接，前端端卷耳用用销子与与支架相相连后端卷耳耳通过销销子与车车架上的的摆动吊吊耳相连连，形成成活动铰铰链支点点，保证证弹簧变变形时两两端卷耳耳间的距距离有改改变的可可能有的钢板板弹簧后后端与车车架之间间采用滑滑板式连连接滑板板式连接接结构简简单，拆拆装方便便，不须须润滑，广广泛

6、应用用于货车车货车后悬悬架所受受载荷因因汽车装装载量不不同在很很大范围围内变化化，要求求悬架刚刚度可变变，一般般采用加加副弹簧簧2、螺旋弹弹簧非独独立悬架架螺旋弹簧簧本身没没有减振振作用，并并且只能能承受垂垂直载荷荷，所以以螺旋弹弹簧悬架架中必须须另装减减振器和和导向机机构螺旋弹簧簧非独立立悬架一一般只用用作轿车车的后悬悬架。下下图所示示为一汽汽奥迪1100型型汽车后后悬架一一汽奥迪迪1000型汽车车后悬架架的构造造减振器下下端是吊吊耳和后后桥相连连。减振振器的外外面装有有防尘罩罩， 螺螺旋弹簧簧就固定定在弹簧簧上、下下座。 减振器器的活塞塞杆由弹弹簧上座座和弹簧簧上座橡橡胶支承承中间的的通孔

7、穿穿出，活活塞杆上上部固定定在弹簧簧上座上上。弹簧簧上座法法兰 固固定在和和车身相相连的连连接件上上。后悬架中中，导向向元件的的横向推推力杆，下下连后桥桥，上连连车身，用用来传通通车桥和和车身之之间的横横向作用用力及其其力矩。加强杆也也是下连连车桥，上上连车身身，此杆杆的作用用是加强强横向椎椎力杆的的安装强强度，并并可减轻轻车重和和使车身身受力均均匀。3、空气气弹簧非非独立悬悬架空气弹簧簧非独立立悬架可可以满足足调节车车身高度度的要求求。空气气弹簧只只承受垂垂直载荷荷，纵向向力和横横向力由由悬架中中的纵向向和横向向的推力力杆来传传递。为为了减振振，还需需要加设设减振器器。1)结构左图中囊囊式空

8、气气弹簧的的上下端端分别固固定在车车架和车车桥上。从从压气机机产生的的压缩空空气 进进入贮气气筒。 储气罐罐 通过过管路与与两个空空气弹簧簧相通。储储气罐和和空气弹弹簧中的的空气压压力由车车身高度度控制阀阀控制。2）特点空气弹簧簧和螺旋旋弹簧一一样只能能传递垂垂直力；其纵向向力和横横向力及及其力矩矩也是由由纵向推推力杆和和横向推推力杆来来传递。采用空气气弹簧悬悬架时，可可以通过过车身高高度控制制阀来改改变空气气弹簧内内的空气气压力，从从而自动动调节车车身高度度，以保保证车身身高度不不因载荷荷变化而而变化。4、油气弹弹簧非独独立悬架架油气弹簧簧固定在在前桥上上的支架架 和纵纵梁上的的支架上上。上

9、、下两两纵向椎椎力杆构构成平行行四边形形，既可可传递纵纵向力和和力矩，又又可保证证车轮上上下跳动动时主销销后倾角角不变，有有利于汽汽车操纵纵的稳定定性。横向推力力杆装在在左侧纵纵梁与前前桥右侧侧的支架架上传递递侧向力力。在两纵梁梁下面装装有缓冲冲块，以以避免在在很大的的冲击载载荷下前前桥直接接碰撞车车架。采用油气气弹簧的的非独立立悬架具具有变刚刚度特性性，特别别适用在在 大型型自卸汽汽车上。二、独立悬悬架独立悬架架的结构构特点是是两侧的的车轮各各自独立立地与车车架或车车身弹性性连接。与与非独立立悬架相相反，独独立悬架架很少用用钢板弹弹簧作为为弹性元元件，而而多采用用螺旋弹弹簧和扭扭杆弹簧簧作为

10、弹弹性元件件，因而而具有导导向机构构。独立悬架架具有的的优点悬架弹性性元件的的变形在在一定的的范围内内，两侧侧车轮可可以单独独运动而而互不影影响，这这样可减减少车架架和车身身在不平平道路上上行驶时时的振动动，而且且有助于于消除转转向轮不不断偏摆摆的现象象。减轻了汽汽车上 非簧载载质量，从从而减小小了悬架架所受到到的冲击击载荷，可可以提高高汽车的的平均行行驶速度度。由于采用用断开式式车桥，发发动机位位置可降降低和前前移并使使汽车重重心下降降，有利利于提高高汽车行行驶的稳稳定性。同同时能给给予车轮轮较大的的上下运运动空间间，悬架架刚度可可设计得得较小，使使车身振振动频率率降低，以以改善行行驶平顺顺

11、性。可保证汽汽车在不不平道路路上行驶驶时，车车轮与路路面有良良好的接接触，增增大了驱驱动力。具有特殊殊要求的的某些越越野汽车车采用独独立悬架架后，可可增大汽汽车的离离地间隙隙，提高高了汽车车的通过过性能。独立悬架架的类型型独立悬悬架按车车轮的运运动形式式可分为为三种类类型：横横臂式独独立悬架架、纵臂臂式独立立悬架烛烛式和麦麦弗逊式式悬架1、横臂式式独立悬悬架 车轮在汽汽车横向向平面内内摆动的的悬架。横臂式独独立悬架架分为单单横臂式式独立悬悬架和双双横臂式式独立悬悬架两种种(1)单横横臂式独独立悬架架1）结构后桥半轴轴套管断断开，主主减速器器的左侧侧有一个个单铰链链，半轴轴可绕其其摆动在主减速速

12、器上面面安装着着可调节节车身水水平位置置的油气气弹性元元件，它它和螺旋旋弹簧一一起承受受并传递递垂直力力。纵向推力力杆主要要承受车车轮上的的纵向力力。中间支承承不仅可可承受侧侧向力，而而且还可可以部分分地承受受纵向力力。当车轮上上下跳动动时，为为避免干干涉，其其纵向推推力杆的的前端用用球铰链链与车身身连接2）单横臂臂式独立立悬架的的特点采用单横横臂式独独立悬架架的车轮轮上下运运动时，车车轮平面面将产生生倾斜而而改变轮轮距的大大小；并使主销销内倾角角及车轮轮外倾角角均发生生较大变变化。轮距变化化使轮胎胎产生横横向滑移移，破坏坏轮胎与与地面的的附着很少在转转向轮中中采用。(2)双横横臂式独独立悬架

13、架悬架的两两个横臂臂长度可可以相等等，也可可以不等等。1）等臂长长的双横横臂式独独立悬架架在车轮轮上下跳跳动时，虽虽然车轮轮平面不不发生倾倾斜，却却会使轮轮距发生生较大的的变化。这这将使车车轮产生生横向滑滑移。2）不等臂臂长的双双横臂式式独立悬悬架不等臂长长的双横横臂式独独立悬架架若两臂臂长度选选择合适适，则可可以使主主销角度度与轮距距的变化化均不过过大不等长的的双横臂臂式独立立悬架在在轿车的的前轮上上应用较较为广泛泛。3）典型的的不等长长双横臂臂式独立立悬架典型的不不等长双双横臂式式独立悬悬架。上上横臂和和下横臂臂为不等等长横臂臂螺旋弹弹簧与减减振器位位于上、下下横臂之之间。2、纵臂式式独立

14、悬悬架车轮在汽汽车纵向向平面内内摆动的的悬架(1)单纵纵臂式独独立悬架架单纵臂式式独立悬悬架在车车轮上下下运动时时，主销销后倾角角会产生生很大变变化一般不用用在前悬悬架中。当车轮跳跳动时，纵纵臂以套套管的轴轴线为中中心摆动动，使扭扭杆弹簧簧产生扭扭转变形形，以缓缓和不平平路面产产生的冲冲击。 (2)双纵纵臂式独独立悬架架悬架的两两个纵臂臂长度一一般做成成相等，形形成平行行四连杆杆机构。这这样可使使车轮上上下运动动时，主主销后倾倾角不变变，因而而这种型型式的悬悬架适用用于转向向轮。双纵臂扭扭杆弹簧簧式前独独立悬架架的两根根纵臂的的后端与与转向节节铰接，前前端则通通过各自自的摆臂臂轴支承承在车架架

15、横梁内内部。摆摆臂轴与与纵臂刚刚性地连连接，扭扭杆弹簧簧外端插插入摆臂臂轴的矩矩形孔内内，中部部用螺钉钉使之与与管形横横梁相固固定。这这种悬架架两侧车车轮共用用两根扭扭杆弹簧簧。3、烛式和和麦弗逊逊式悬架架烛式和麦麦弗逊式式悬架：车轮沿沿主销移移动的悬悬架（1）烛式式独立悬悬架车轮沿固固定不动动的主销销轴线移移动1）烛式独独立悬架架的结构构特点烛式独立立悬架主主销刚性性地固定定在车架架上，转转向轮、转转向节则则装在套套筒上。悬架的主主销定位位角不变变化，使使汽车转转向操纵纵及行驶驶稳定性性较好。侧向力全全部由套套在主销销上的套套筒和主主销承受受，套筒筒与主销销之间的的摩擦阻阻力大，磨磨损严重重

16、。（2）麦弗弗逊式独独立悬架架车轮沿摆摆动的主主销轴线线移动的的。1）麦弗逊逊式悬架架的结构构悬架横摆摆臂以球球铰链与与转向节节相连接接外面面套有螺螺旋弹簧簧的减振振器上端端通过螺螺栓与橡橡胶垫圈圈与车身身相连接接，下端端固定在在转向节节上。主主销的轴轴线为上上下铰链链中心的的联线。2）麦弗逊逊式独立立悬架的的工作特特点当车轮上上下跳动动时，因因减振器器下支点点随横摆摆臂摆动动，故主主销轴线线的角度度是变化化的，显显然车轮轮是沿着着摆动的的主销轴轴线运动动。悬架变形形时，使使主销的的定位角角和轮距距都有些些变化。合合理地调调整杆系系的布置置，可使使车轮的的这些定定位参数数变化极极小。悬架的突突

17、出优点点是两前前轮内侧侧空间较较大，便便于发动动机等机机件的布布置。一汽奥迪迪looo、捷达达高尔尔夫及上上海桑塔塔纳型轿轿车均采采用麦弗弗逊式独独立悬架架。三、平衡衡悬架与与主动悬悬架1、多轴汽汽车的平平衡悬架架（1）采用用原因多轴汽车车的全部部车轮如如若都单单独刚性性地悬挂挂在车架架上车轮轮对地面面的附着着力小甚甚至等于于零。转向车轮轮将使汽汽车操纵纵能力大大大降低低以致失失去操纵纵；驱动动车轮不不能产生生足够的的(甚至至为零)驱动力力；此外外，会发发生车桥桥及车轮轮超载的的危险。（2）多轴轴汽车平平衡悬架架多轴汽车车的平衡衡悬架：将两个个车桥(如三轴轴汽车的的中桥和和后桥)装在两两根平衡

18、衡杆的两两端，而而将平衡衡杆中部部与车架架铰链 。（3）钢板板弹簧平平衡悬架架的结构构钢板弹簧簧平衡悬悬架在三三轴和四四轴越野野汽车中中获得了了普遍的的应用。下下图为汽汽车的中中、后驱驱动桥平平衡悬架架（4）平衡衡悬架的的特性采用平衡衡悬架，可可使中、后后桥形成成一个总总支承机机构，能能连同钢钢板弹簧簧一起绕绕心轴转转动。钢板弹簧簧变形时时，中、后后桥能各各自单独独移位，适适应行驶驶在不平平道路上上的需要要。在中、后后桥载荷荷平均分分配的条条件，增增强了汽汽车的行行驶性能能。2、主动悬悬架 从控制制力的角角度划分分，悬架架可分为为被动悬悬架，半半主动悬悬架和主主动悬架架。 目前，大大多数汽汽车

19、的悬悬架系统统装有弹弹簧和减减振器，悬悬架系统统内无能能源供给给装置，其其弹性和和阻尼不不能随外外部工况况变化，因因此称这这种悬架架是被动动悬架。 主动动悬架有有作为直直接力发发生器的的动作器器，可以以根据输输入与输输出进行行最优的的反馈控控制，使使悬架有有最好减减震特性性，以提提高汽车车的平顺顺性和操操纵稳定定性。它它由弹性性元件CC和一个个力发生生器Fee组成。 半主主动悬架架可看作作由可变变特性的的弹簧和和减振器器组成的的悬架系系统，虽虽然它不不能随外外界的输输入进行行最优的的控制和和调节，但但它可按按存储在在计算机机的各种种条件下下最优弹弹簧和减减振器的的优化参参数指令令来调节节弹簧的

20、的刚度和和减振器器的阻尼尼状态。它它由弹性性元件CC和一个个一个阻阻尼系数数能在较较大范围围内调节节的阻尼尼器组成成。 电子技技术控制制汽车悬悬架系统统主要由由（车高高、转向向角、加加速度、路路况预测测）传感感器、电电子控制制ECUU、悬架架控制的的执行器器等组成成。系统统的控制制功能通通常有以以下三个个： 1）车高调调整 当汽车车在起伏伏不平的的路面行行驶时，可可以使车车身抬高高，以便便于通过过；在良良好路面面高速行行驶时，可可以降低低车身，以以减少空空气助力力，提高高操纵稳稳定性。 2）阻尼力力控制 用来来提高汽汽车的操操纵稳定定性，在在急转弯弯、急加加速和紧紧急制动动情况下下，可以以抑制

21、车车身姿态态的变化化。 33）弹簧簧刚度控控制 改变弹弹簧刚度度，使悬悬架满足足运动或或舒适的的要求。 采用用主动式式悬架后后，汽车车对侧倾倾、俯仰仰、横摆摆跳动和和车身的的控制都都能更加加迅速、精精确，汽汽车高速速行驶和和转弯的的稳定性性提高，车车身侧倾倾减少。制制动时车车身前俯俯小，启启动和急急加速可可减少后后仰。即即使在坏坏路面，车车身跳动动也较少少，轮胎胎对地面面的附着着力提高高。 （1）主动动式液压压悬架电子控制制的主动动式液压压悬架能能根据悬悬架的质质量和加加速度等等，利用用液压部部件主动动地控制制汽车的的振动。主动式液液压悬架架在轿车车上的布布置如图图所示，在在汽车重重心附近近安装有有纵向、横横向加速速度和横横摆陀螺螺仪传感感器，用用来采集集车身振振动、车车轮跳动动、车身身高度和和倾斜状状态等信信号，这这些信号号被输入入到控制