18 模块五 汽车行驶系统（项目3 悬架）

任务三任务二完成本学习任务后，你应当达到以下目标：知识目标1.掌握悬架的功用及基本组成。2.掌握悬架的类型及其特点。3.掌握液压式减振器的工作原理。4.掌握悬架的检修方法。能力目标1.能够识别悬架的结构类型。2.能够规范的拆装悬架。3.能够对悬架的故障进行检测与排除。学习目标项目三

悬架任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四模块五汽车行驶系统任务实施悬架是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上看，轿车悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车"点头"、加速"抬头"以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。悬架的基本结构和类型有哪些？什么是弹性元件？减振器的工作原理是怎样的？这些你都知道吗？任务引入悬架的作用悬架是汽车的车架与车桥之间一切传力连接装置的总称。悬架的作用是把车桥和车架弹性地连接起来，并用它来吸收和缓和行驶中因路面不平引起的车轮跳动而传给车架的冲击和振动；保持车架和车轮之间正确的运动关系，从而保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性；传递路面作用于车轮的支持力、驱动力、制动力和侧向力及其产生的力矩。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四悬架的组成导向装置减振器悬架的组成弹性元件为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，有的车辆上还设有辅助弹性元件——横向稳定杆。弹性元件使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间做弹性连接，可以缓和由于不平路面带来的冲击，并承受和传递垂直载荷。减振器可以衰减由于路面冲击产生的振动，使振动的振幅迅速减小。导向机构包括纵向推力杆和横向推力杆，用于传递纵向载荷和横向载荷，并保证车轮相对于车架（或车身）的运动关系。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四1．弹性元件弹性元件包括钢板弹簧螺旋弹簧扭杆弹簧气体弹簧1钢板弹簧钢板弹簧也称叶片弹簧，其结构如下图所示，在车桥靠近车架或车身时靠钢板弹簧的弹性变形来起缓冲作用，并在车桥靠近和离开车架或车身的整个过程中，通过各片相互之间的滑动摩擦，部分衰减路面的冲击作用。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四钢板弹簧结构钢板弹簧(非独立悬架)2螺旋弹簧螺旋弹簧广泛应用于独立悬架，有些轿车的后轮非独立悬架也采用螺旋弹簧做弹性元件。螺旋弹簧如右图所示，由特殊的弹簧钢棒卷制而成，可以制成圆柱形或圆锥形，也可以制成等螺距或不等螺距。圆柱形等螺距螺旋弹簧的刚度是不变的，圆锥形或不等螺距螺旋弹簧的刚度是可变的。螺旋弹簧任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四3扭杆弹簧扭杆弹簧是一根由铬钒弹簧钢制成的扭杆，如右图所示。扭杆一端固定在车架上，另一端固定在悬架的摆臂上，摆臂则与车轮相连。当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线而摆动，使扭杆产生扭转导致弹性变形，以保证车轮与车架的弹性联系。扭杆弹簧气体弹簧气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧。气体弹簧以空气做弹性介质，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。如右图所示4空气弹簧任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四减振器2．减振器弹性系统受到冲击会产生振动，持续的振动容易使乘员感到不舒适或疲劳，为了尽快使弹性系统的振动迅速衰减，改善汽车行驶平顺性，悬架中安装有减振器，使振动迅速衰减。作用液力式减振器汽车减振器液力式充气式阻力可调式这里主要讲述液力式减振器。目前汽车广泛采用筒式液力式减振器，其在压缩和伸张两个行程内均起减振作用，故又称为双向作用式减振器（如右图所示）。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四双向作用筒式减振器双向作用式减振器一般具有四个阀：压缩阀、伸张阀、流通阀和补偿阀。流通阀和补偿阀是一般的单向阀，其弹簧作用很弱，当阀上的油压作用力与弹簧力同向时，阀处于关闭状态；而当油压作用力与弹簧力反向时，只要有很小的油压，阀便能开启。压缩阀和伸张阀是卸载阀，其弹簧作用较强，预紧力较大，只有当油压升高到一定程度时，阀才能开启。双向作用式减振器的工作原理如下。压缩行程压缩行程如右图所示。当汽车车轮滚上凸起地面和滚出凹坑时，车轮移近车架（车身），减振器受压缩，减振器活塞下移。活塞下面的腔室（下腔）容积减小，油压升高，油液经流通阀流到活塞上面的腔室（上腔）。由于上腔被活塞杆占去一部分空间，上腔内增加的容积小于下腔减小的容积，故还有一部分油液推开压缩阀，流回储油缸。这些阀对油液的节流产生对悬架压缩运动的阻尼力。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四伸张行程当车轮滚进凹坑或滚离凸起地面时，车轮相对车身移开，减振器受拉伸，此时减振器活塞向上移动。活塞上腔油压升高，流通阀关闭，上腔内的油液便推开伸张阀流入下腔。同样，由于活塞杆的存在，自上腔流来的油液还不足以充满下腔所增加的容积，下腔内产生一定的真空度，这时储油缸中的油液便推开补偿阀流入下腔进行补充。这些阀的节流作用产生对悬架伸张运动的阻尼力。3．导向机构独立悬挂上的弹性元件，大多只能传递垂直载荷而不能传递纵向力和横向力，必须另设导向机构，以承受车轮传递过来的纵向力和力矩以及侧向力。悬架导向机构决定着车轮定位参数及其动态性能，是悬架的关键部件之一。如右图所示。导向机构任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四4．横向稳定杆横向稳定杆又称防倾杆、平衡杆，是汽车悬架中的一种辅助弹性元件。它的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，尽量使车身保持平衡。目的是减少汽车横向侧倾程度和改善平顺性。如左图所示。横向稳定杆导向机构的主要功用当车轮与车身产生相对运动时，保证轮距变化在一定的范围之内，以免轮胎过早磨损；当车轮上下跳动时，前轮定位参数要有合理的变化特性；转弯时，应使车轮与车身倾斜方向相同，增加汽车的不足转向效应；车辆加速和制动时能保持车身稳定，减少车身纵倾的可能性；制动时，悬架导向机构的运动应使车身具有抗点头的作用；加速时有抗俯仰的作用；行程恰当的侧倾中心，保证悬架有足够的侧倾刚度；各铰接点处受力尽量小，减少橡胶元件的弹性变形，以保证导向精度；导向杆系有足够的强度、刚度和疲劳强度。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四悬架的类型根据悬架结构不同分类（被动悬架）1.非独立悬架2.独立悬架两

独立悬架

非独立悬架1非独立悬架是左右两侧的车轮装在一个整体式车桥上，车轮连同车桥一起通过悬架与车架相连接，当一侧车轮因路面不平原因相对于车架的位置发生变化时，另一侧车轮的位置也随之发生变化。这样，自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左、右两侧车轮的互相影响，也容易影响车身的稳定性，在转向的时候较易发生侧翻。非独立式悬架如右上图所示。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四2独立悬架是两侧车轮各自独立地通过悬架与车架相连接，其配备的车桥都是断开式的，每个车轮都能独立地上下运动。因此，从使用过程来看，当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力，这种冲击力不会波及另一侧车轮，使得厂家可在车型的设计之初通过适当地调校使汽车在乘坐舒适性、稳定性、操纵稳定性三方面取得合理的配置。如上图所示。根据控制方式不同分类1.被动悬架2.主动悬架

主动悬架任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四悬架拆卸悬架的拆装1．前悬架的拆卸停放好车辆，将车辆用举升机稍稍顶起，拧松车轮紧固螺栓，如右图所示。步骤1步骤1将车辆升至工作位置，取下车轮，如右图所示。步骤2步骤2任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四打开发动机舱，机舱四周铺上防护垫，如右图所示。步骤3步骤3用扳手拆下转向节螺母和螺栓，如右图所示。步骤4步骤4从前滑竿上拆下稳定杆连杆螺母，取下连杆，如右图所示。步骤5步骤5任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四将制动软管从减振器上分离，如下图所示。步骤6步骤6拆下支撑罩，如下图所示。步骤7步骤7松开固定螺栓，取下螺母和支撑板，如右图所示。步骤8步骤8任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四用拖顶支撑悬架下端，松开减振器下端螺栓，取出减振器总成，如右图所示。步骤9步骤9步骤10用弹簧压缩器压住减振弹簧，如下图所示。步骤10步骤11松开固定螺母，取下减振弹簧上盖，如下图所示。步骤11任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四取下弹簧和防尘套，如右图所示。步骤12步骤12取出减振垫、下隔振垫，如下图所示。步骤13步骤132.前悬架的安装按照拆卸过程的相反顺序安装。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四3.后悬架的拆卸将车辆升于工作位置，取下车轮，如右下图所示。步骤1步骤1用拖顶举起后桥，如右图所示。步骤2步骤2拆下减振器上部紧固螺栓，如右图所示。步骤3步骤3任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四放下拖顶，拆下减振器下部螺栓，如右图所示。步骤4步骤4取下减振器，如右下图所示。步骤5步骤5用撬棍压下后桥，取出减振弹簧，如右图所示。步骤6步骤6取下减振器防尘套，如右下图所示。步骤7步骤7任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四4.后悬架的安装按照拆卸过程的相反顺序安装。悬架的检修1．非独立悬架系统的检修①钢板弹簧的检修钢板弹簧长期使用会导致弹性下降甚至折断，钢板销、支架与吊耳磨损等。钢板弹簧不能有裂纹、折断，如有应更换新件。钢板弹簧弹性下降表现在钢板弹簧的弧高减小，一般在弹性实验器上检查有负荷或无负荷下弧高的减小。钢板弹簧弹性下降也表现在叶片的曲率半径变化，可用新片来进行靠合实验。左、右两侧的钢板弹簧的总片数要相等，总厚度相差和弧高差不大于极限值。钢板弹簧的夹子、中心螺栓应完整，U形螺栓要按规定的力矩拧紧。②螺旋弹簧的检修螺旋弹簧的检修主要是检查螺旋弹簧的自由长度，如自由长度比标准长度缩短了5％以上，则表示该弹簧已经永久变形，刚度变差，必须更换。注意：更换时应同时更换左、右两个螺旋弹簧，以使车辆两侧的高度保持相同。若螺旋弹簧上有裂纹，应要更换。弹性元件的检修任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四减振器的检修车辆行驶时，如减振器发出异常的响声，则说明该减振器已损坏，应更换。减振器为免维护机构，外面有轻微的油迹时，不必更换减振器。如有大量油迹即漏油，减振器在压缩到底或伸展时会产生跳动现象，这时只能更换减振器。减振器应在专用性能试验台上进行试验。若无试验条件，则可往复推拉减振器2～3次，检查其阻力恢复情况，推拉时应有一定阻力，而且拉伸的阻力比压缩的阻力要大一些，且推拉中无卡滞及明显的空行程。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．独立悬架的检修独立悬架系统的检修主要包括前减振器悬架轴承和橡胶挡块的检修以及副车架、横向稳定杆和下摆臂的检修。前减振器悬架轴承和橡胶挡块的检修·检查前减振器悬架轴承的磨损与损坏情况（如右图所示），支承装置应能灵活转动，损坏时必须整体更换。·检查橡胶挡块的损坏与老化情况，如损坏应及时更换。前减振器悬架轴承和橡胶挡块的检修任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四副车架、横向稳定杆和下摆臂的检修·检查副车架（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，应更换新件。·检查下摆臂的下球铰，如损坏应更换件。悬架的故障诊断与排除悬架系统用于联系车身和车轮，起到“承上启下”的作用。它的好坏直接影响到乘坐舒适性和行驶稳定性及安全性。其主要的故障如下。1．钢板弹簧折断故障现象汽车行驶时，方向定向跑偏；停车检查时，车身向一侧倾斜。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四故障原因①车辆在不平路面上超载、超速运行，或转弯时车速过快，负荷突然增大。②车辆长期在超载或装载不均匀状况下使用，在封存车辆时，未按规定解除钢板弹簧的负荷。③维护不及时，钢板弹簧片之间润滑不良或根本无润滑，使钢板弹簧片间的相对移位能力降低，造成承载能力下降而断裂。④弹簧夹松动，负荷集中在钢板弹簧上面几片，上面几片容易断裂。⑤更换的新钢板弹簧片曲率与原片曲率不同。⑥汽车紧急制动过多，或在满载下坡时，使用紧急制动使汽车负荷前移。前钢板弹簧突受额外负荷，造成钢板弹簧的一、二片断裂。故障诊断与排除①当汽车行驶中听到“呱嗒、呱嗒”的金属撞击声，则将车辆支起，使钢板弹簧处于自由状态，在钢板弹簧支架端用撬棒上下撬动钢板弹簧，若能撬动，说明钢板弹簧销、衬套、吊环支架间的间隙过大。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四故障诊断与排除②若汽车在正常装载条件下行驶，车架与钢板弹簧之间发生撞击，当行驶在不平路面上时，产生异响更大，则将车辆支起，使弹簧处于自由状态，测量弹簧弧高，若不符合规定，或钢板弹簧反垂、钢板弹簧软垫破裂，则钢板弹簧因疲劳而失效，应更换。2．减振器失效故障现象汽车在不平路面上行驶，车身强烈振动并连续跳动，有时在一定范围内会发生“摆头”现象。故障原因①减振器连接销（杆）脱落或橡胶衬套（软垫）磨损破裂。②减振器油量不足或存有空气。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四故障原因③减振器阀门密封不良。④减振器活塞与缸筒磨损过量，配合松旷。故障诊断与排除①检查减振器连接销（杆）、橡胶衬套、连接孔是否有损坏、脱落、破裂，若有应及时更换。②察看减振器是否有漏油和陈旧性漏油痕迹。③用力按汽车保险杠，手放松，若车身能有2、3次跳跃，说明减振器良好；反之，故障在减振器内部，应更换。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四3．减振器漏油故障现象在减振器油封处或活塞连杆处有漏油痕迹。故障原因①油封垫圈、密封垫圈破裂，储油缸盖螺母松动。②减振器活塞杆弯曲或表面拉伤，破坏了油封。故障诊断与排除①拧紧储油缸盖螺母，若仍有油液漏出则是油封或密封垫圈失效。②更换新密封件后仍漏油，则应拉压减振器，若感到发卡、轻重不一时，则应进一步检查活塞杆是否弯曲，表面是否有划痕。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四4．前悬架有噪声故障现象汽车在行驶过程中，特别是道路颠簸、突然制动、转弯时从前悬架部位发出噪声。故障原因①前减振器、转向节、下摆臂的连接螺栓松动。②前减振器漏油严重或前减振器活塞杆与缸筒磨损严重。③下摆臂的前后橡胶衬套磨损、老化或损坏。④螺旋弹簧失效或折断。产生异响更大，则将车辆支起，使弹簧处于自由状态，测量弹簧弧高，若不符合规定，或钢板弹簧反垂、钢板弹簧软垫破裂，则钢板弹簧因疲劳而失效，应更换。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四故障诊断与排除①如果前减振器、转向节、下摆臂的连接螺栓松动，则重新紧固各松动螺栓。②如果前减振器漏油严重或前减振器活塞杆与缸筒磨损严重，则需更换前减振器。③如果下摆臂的前后橡胶衬套磨损、老化或损坏，则需更换橡胶衬套。④如果螺旋弹簧失效或折断，则需要更换螺旋弹簧。5．后悬架有噪声故障现象汽车在行驶过程中，特别是道路颠簸、突然加速、转弯时从后悬架部位发出噪声。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四故障原因①后减振器漏油或损坏。②后减振器端缓冲套损坏。③后轮毂轴承损坏。④后桥体橡胶支承损坏。⑤后减振器的螺旋弹簧损坏，纵摆臂与后轴管支架之间的滚针轴承损坏。⑥扭杆与纵摆臂、后轴管支架总成的花键磨损松动。⑦后悬架各紧固螺栓或螺母松动。故障诊断与排除①如果后减振器漏油或损坏，则更换后减振器。②如果后减振器端缓冲套损坏，则更换缓冲套。③如果后轮毂轴承损坏，则更换轴承。④如果后桥体橡胶支承损坏，则需要更换后桥体橡胶支承。⑤如果后减振器的螺旋弹簧损坏，需要更换螺旋弹簧。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四故障诊断与排除⑥如果扭杆与纵摆臂、后轴管支架之间的滚针轴承损坏，则需要更换滚针轴承。⑦如果扭杆与纵摆臂、后轴管支架总成的花键磨损松动，则需要更换扭杆。⑧如果后悬架各紧固螺栓或螺母松动，则紧固螺栓或螺母。6．前轮自动跑偏故障现象汽车行驶时，不能保持直线行驶方向，而自动偏向一边。故障原因①两前轮的气压不一致。②两前轮轮胎磨损不一致。任务三任务二任务一项目五项目一项目三项目二任务四项目四故障原因③左、右螺旋弹簧损坏或产生永久变形。④左、右前减振器损坏或变形。⑤前轮定位角不正确。⑥横向稳定杆橡胶套损坏或固定螺栓松动。故障诊断与排除①若两前轮的气压不一致，导致跑偏，则将两前轮均充至正常气压。②若两前轮轮胎磨损不一致，则需要更换成色相同的轮胎。③若左、右螺旋弹簧损坏或产生永久变形，则需要两侧一起更换螺旋弹簧。④若左、右前减振