08项目三任务四悬架

项目三行驶系统检修

学习目标任务四悬架的检修1.熟悉悬架的功用、类型及组成；2.熟悉各种弹性元件的结构特点；3.掌握减振器的结构和工作原理；4.熟悉电控悬架的结构和工作原理；5.会对悬架进行检测和故障排除；6.养成创新意识，敢想敢为、善作善成。知识准备

一、悬架的功用与组成

定义：是车架（或车身）与车桥之间一切传力连接装置的统称。1.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；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车身运动。2.组成悬架各组成部分的作用：弹性元件：减振器：导向装置：横向稳定杆：使车架与车桥的连接具有弹性，吸收、缓和路面冲击和振动。衰减弹性元件的振动，吸收并散发振动能量。约束车轮按一定的轨迹运动，承受并传递各方向的力和力矩。在汽车转向时，减小车身的倾斜和横向角振动。按悬架的结构不同分为：非独立悬架：两侧车轮刚性连接在一起，当一侧车轮受到冲击时会直接影响到另一侧车轮。独立悬架：两侧车轮由断开式车桥连接，车轮单独通过悬架与车架连接，可以单独跳动。

3.类型按悬架控制形式的不同，分为：被动悬架：悬架刚度、阻尼在行驶中不可调整的悬架。半主动悬架：只有悬架阻尼可以自动调节的悬架。主动悬架：悬架的刚度、阻尼根据行驶状况不同，可以自动调节的悬架。1.钢板弹簧由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的近似等强度的弹性梁。钢板弹簧最上面一片的两端用弹簧销与固定在车架上的支架或卷耳形成铰链连接，钢板弹簧的中心部位用U形螺栓与车桥固定连接。二、弹性元件

2.螺旋弹簧大多应用在独立悬架上。用弹簧钢料卷制而成，有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧两种。

目前汽车采用变钢丝直径、变螺距、变弹簧直径的非线性螺旋弹簧，以获得更好的乘坐舒适性。特点：

无须润滑，防污能力强；质量小，且单位质量的能量吸收率高；

本身没有减振作用，须装设减振器；只能承受垂直载荷，须装设导向装置。3.扭杆弹簧由弹簧刚制成的杆，通过沿轴向扭转变形来缓和冲击。特点：加工时可以预先产生内应力。储能能力大，因此质量轻。结构简单，不需润滑。和导向机构一起产生变刚度特性。布置方便。4.气体弹簧在密闭的容器内装入压缩气体，利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。气体弹簧的刚度是可变的：随着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，其刚度也随之增加；载荷减少，刚度也随空气压力降低而下降。主要有空气弹簧和油气弹簧两种。载荷增加：活塞上移，工作缸油压升高，打开阻尼阀进入球形室下部，推动隔膜向气室方向移动，气室压力升高，弹簧刚度增加；油气弹簧载荷减小：气室内的高压氮气伸张，隔膜下移，油液通过阻尼阀流回工作缸，活塞下移使油压降低，同时气室容积变大压力下降，弹簧刚度降低。特点：只能承受垂直载荷，须装横向推力杆和纵向导向装置；在满载和空载时都具有良好的行驶平顺性；体积小，质量轻。5.橡胶弹簧利用橡胶本身的特性来起作用的弹性元件。特点：可以制成任何形状；无噪声；不须润滑；不适于支承重载荷，主要用作辅助弹簧。三、减振器悬架系统中的弹性元件受冲击会相应产生振动。为加速车架与车身振动的衰减，改善汽车的行驶平顺性，在悬架中与弹性元件并联安装减振器。1.减振器的工作原理当车身与车桥进行往复相对运动时引起减振器的活塞在缸筒内往复移动，减振器内部的油液便反复地从一个腔通过一些狭小的孔隙流入另一个腔。此时，孔隙与油液间的摩擦及流体分子间的内摩擦便产生了阻尼力。减振器的要求1）在悬架压缩行程中，减振器阻尼力应较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。2）在悬架伸张行程中，减振器阻尼力应较大，以迅速衰减振动。2.减振器的类型按阻尼力是否可调：阻尼力不可调式和阻尼力可调式按工作原理分：单向作用式和双向作用式按结构分：双筒式和单筒式按工作介质分：液压式和充气式3.双向筒式减振器（阻尼力不可调式）的工作原理

伸张阀和压缩阀分别是拉伸行程和压缩行程的卸荷阀。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。在压缩和伸张两行程内均起减振作用。压缩行程:活塞和活塞杆一起向下运动工作缸下腔油液压力增高,流通阀打开伸张阀和补偿阀关闭；下腔的高压打开压缩阀液体自压缩阀的常通孔流出到储油筒；阻尼力逐渐增大。伸张行程：连杆和活塞一起向上运动工作缸上腔油压增高，伸张阀打开油液自上腔通过阀体上的节流孔流向下腔；补偿阀打开，储油筒中油液流入到下腔；流通阀、压缩阀关闭。节流孔的节流作用产生阻尼力四、导向机构也称为传力机构，主要由上摆臂和下摆臂（纵、横推力杆）等连接杆件组成。通过这些连接杆件可以把弹簧、减振器、稳定杆、车轮和车身等连接起来，起到承受车辆质量以及控制车轮运动的作用。五、横向稳定杆作用：在汽车高速行驶中转向时，通过横向稳定杆增强悬架系统的刚度，减小车身的横向倾斜和横向角振动。设置原因：轿车的独立悬架较软，高速转向时，车身倾斜。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。最为常见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的。1.非独立悬架六、非独立悬架与独立悬架钢板弹簧式非独立悬架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，仅能受垂直载荷，因此，其悬架系统需要安装导向装置和减振器。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。2.独立悬架结构特点：两侧车轮独立地与车架或车身弹性连接。采用的弹性元件多是螺旋弹簧和扭杆弹簧。两侧车轮可以单独跳动，可减少车身振动，消除车轮偏摆；降低非簧载质量，提高平均车速；采用断开式车桥，降低汽车重心，提高行驶稳定性；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。独立悬架的优点：结构复杂、制造成本高，维护不便，车轮引起轮距变化，加剧轮胎磨损。独立悬架的缺点：独立悬架的分类：按车轮的运动方式分为：车轮在横向平面内摆动的悬架（横臂式独立悬架）车轮在纵向平面内摆动的悬架（纵臂式独立悬架）车轮沿主销移动的悬架；（烛式独立悬架和麦弗逊式）车轮在斜向平面侧摆动的悬架。（单斜臂式独立悬架）1)横臂式独立悬架根据横臂的数量分为：单横臂、双横臂特点：车轮在汽车的横向平面内跳动。单横臂式轮距变化；主销内倾和前轮外倾变化。双横臂式等臂长：轮距变；不等臂长：轮距变化小2)纵臂式独立悬架车轮上下跳动时，单纵臂式独立悬架将引起较大的主销后倾角变化。因此多用于后悬架。按采用的纵臂数目分为：单纵臂式；双纵臂式。双纵臂式独立悬架车轮跳动时，主销后倾角保持不变。三、车轮沿主销移动的独立悬架麦弗逊独立悬架属于无主销悬架：滑柱上支点A和下摆臂外端的球铰中心B构成主销轴线。前轮内侧布置空间较大，方便前置前驱布置。七、电子控制悬架系统可以主动地适应汽车行驶中不断变化的路面要求，使悬架性能总能达到最优状态。（1）车高调节(一定、提高、降低)（2）衰减力调节(前俯、后仰、侧倾)（3）弹性元件的刚度（起步）1.电控悬架的功用组成：传感器及开关、ECU、执行器等。工作原理：传感器、开关把汽车行驶的路面情况（汽车的振动）和车速及起动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，输送给ECU。ECU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。执行器按ECU的控制信号进行动作，及时调节悬架的刚度、阻尼和车身高度。2.组成与工作原理

（1）传感器与开关

传感器名称传感器用途车身加速度传感器检测车身的摆动，可间断反映汽车行驶的路面情况车身高度传感器检测车身相对车桥的位移，可反映车身的平顺性和车身的高度车速传感器检测车轮的速度，可反映车速和用于计算车身侧倾程度转向盘转角传感器检测转向盘转角，用于计算车身侧倾程度制动压力开关检测制动管路的制动液压力，提供汽车制动信号制动灯开关检测制动灯电路的通断，提供汽车制动信号节气门位置传感器检测节气门的开度，提供汽车加速度信号加速踏板传感器检测加速踏板的动作，提供汽车加速信号3.电子控制悬架主要部件的构造与工作原理转向盘转角传感器安装在转向轴上，用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度。车身高度传感器用于把车身与车桥之间的相对高度变化转换为电信号并传送ECU。每个悬架上都安装有一个车身高度传感器。加速度传感器主要用于检测汽车转向时，汽车因离心力的作用而产生的横向加速度，并将产生的电信号输送给ECU。模式选择开关驾驶人根据汽车的行驶状况和路面情况选择悬架的运行模式，即悬架的“软”、“中”或“硬”状态，从而决定减振器的阻尼力大小。高度控制开关用于选择汽车高度，ECU检测高度控制开关的状态并相应地使汽车高度上升和下降，有的汽车还有高度控制ON/OFF开关，用于开始/停止车高控制。(2）电子控制单元电控悬架系统的控制中枢。由数字电路构成，各传感器传来的信号经输入电路整形变换后以数字信号的形式经输入电路送入悬架ECU，ECU对这些信号进行分析、比较和判断处理，经精确计算后输出控制信号。1）阻尼转换执行器（3）执行器的结构与工作原理安装在减振器的上部，由直流电动机、减速齿轮、阻尼调节杆和电磁线圈等组成。ECU根据接收到的信号，使直流电动机驱动扇形的减速齿轮左右转动，通过阻尼调节杆带动减振器中的回转阀旋转，有级地改变阻尼孔的开闭，从而改变阻尼系数，即减振阻力。2）刚度调节执行器与阻尼转换执行器组装在一起。3)车身高度控制执行器1-压缩机及调压阀；2-电动机；3-干燥器及排气阀；4-高度控制电磁阀；5-空气悬架；6-指示灯；7-悬架ECU；8-车身高度传感器4）空气悬架刚度的调节阀芯开口转到对准“低”：主副气体通道的大孔打开，主副气室连通，工作容积最大，“低（软）”；对准“中”：主副气室流量变小，气压较高，“中”；对准“高”：主气室工作，“高（硬）”。5）悬架阻尼的调节1-阻尼调节杆（回转阀控制杆）；2-阻尼孔；3-活塞杆；4-回转阀调节杆带动回转阀相对活塞杆转动，回转阀与活塞杆上的油孔连通或切断。全部阻尼孔关闭：悬架阻尼“高”；B处阻尼孔开：悬架阻尼“中”；全部阻尼孔开：悬架阻尼“低”（一）被动悬架常见故障的诊断与排除1．异响的诊断与排除（1）故障现象汽车在行驶过程中，特别是道路颠簸、突然制动、转弯时从悬架部位发出的噪声。（2）故障原因①钢板弹簧销、衬套、吊环等磨损过大引起零件间的间隙增大；钢板弹簧疲劳折断或变形；螺旋弹簧失效或折断。②前后悬架各部连接螺栓松动；各处橡胶衬套磨损、老化和损坏。③减振器漏油严重或失效。八、悬架故障的诊断与排除2．车身倾斜的诊断（1）故障现象汽车调整后停放在平坦地面上，车身横向或纵向歪斜，汽车行驶中方向自动跑偏。（2）故障原因①螺旋弹簧断裂、弹力下降、左右弹簧刚度不一致。②悬架变形。3．行驶跑偏的诊断（1）故障现象汽车在直线行驶时，驾驶员需不断向一边轻拉转向盘，方能保持直线行驶，否则，汽车自动向另一边跑偏。（2）故障原因主要由于汽车左右两边几何尺寸或滚动阻力不相等所致，具体原因如下：①左右两轮气压不等、轮胎磨损情况及规格不等，造成滚动半径不等，汽车自动向滚动半径小的一边跑偏。②两前轮的定