常見汽車懸架解析

1、汽車常見懸架一、汽車懸架的功用懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一起傳力連接裝置的總稱。其功用是把路面作用于車輪上的垂直反力（支承力）、縱向反力（驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力）和側(cè)向力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架（或承載式車身）上,以保證汽車的正常行駛。二、懸掛系統(tǒng)的基本構(gòu)成汽車的懸架機(jī)構(gòu)各有不同，但一般都由彈性元件、減振器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等三部分組成，分別起緩沖、減振和受力傳遞的作用。彈性元件即彈簧，承受垂直載荷，緩和及抑制不平路面對(duì)車體的沖擊。減振器又指液力減振器，其功能是為加速衰減車身的振動(dòng)，它也是懸掛系統(tǒng)中最精密和復(fù)雜的機(jī)械件。傳力裝置則是指車架的上下擺臂等叉形鋼架、轉(zhuǎn)向節(jié)等元件，用來

2、傳遞縱向力、側(cè)向力及力矩，并保證車輪相對(duì)于車架有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。止匕外，還鋪設(shè)了緩沖塊和橫向穩(wěn)定器。三、汽車懸掛的分類懸架按導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的基本形式分，有兩大類，分別是獨(dú)立懸掛和非獨(dú)立懸掛。1、非獨(dú)立懸掛非獨(dú)立懸架其特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時(shí)懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)，特別是導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，隨所采用的彈性元件不同而有所

3、差異，而且有時(shí)差別很大。采用螺旋彈簧、氣體彈簧時(shí)，需要有較為復(fù)雜的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；而采用鋼板彈簧時(shí)，由于鋼板彈簧本身可兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，并有一定的減振作用，使得懸架結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。因此，在非獨(dú)立懸架中大多數(shù)采用鋼板彈簧作為彈性元件。它中部用U型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定錢鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動(dòng)，形成活動(dòng)吊耳。當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能。1.1 非獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)1）、彈簧剛度大，整橋承載能力強(qiáng)，適用于中、重

4、型貨車或者輕型貨車前懸；2）、結(jié)構(gòu)可靠、制造成本低，易于維護(hù)；1.2 非獨(dú)立懸架的缺點(diǎn)1）、懸架定位參數(shù)少，操控性能較差；2）、轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸轉(zhuǎn)向作用，產(chǎn)生過度、不足轉(zhuǎn)向；3）、簧下質(zhì)量大，降低了平順性。1.3 非獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)形式非獨(dú)立懸架其特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，這是器最為明顯的特征。因?qū)驒C(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)以及所采用的彈性元件不同而大致分為縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架、螺旋簧非獨(dú)立懸架、空氣彈簧非獨(dú)立懸架、油氣彈簧非獨(dú)立懸架）等四類。1）、縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架鋼板彈簧在車上通常是縱向布置的。鋼板彈簧中部用兩個(gè)U型螺栓固定在車橋上。彈簧兩端的卷耳孔中壓入襯套。前端卷耳用鋼板彈簧銷與車身車架

5、相連，形成固定較鏈支點(diǎn)，而后端卷耳則通過板簧吊耳銷與可自由擺動(dòng)后吊耳相連，這樣鋼板彈簧變形時(shí)兩卷耳中心線之間的距離有改變的可能。這種用錢鏈和吊耳將鋼板彈簧兩端固定在車架上的結(jié)構(gòu)，是目前利用最廣泛的一種連接形式。其機(jī)構(gòu)如圖1。圖1縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架2）、螺旋簧非獨(dú)立懸架螺旋彈簧非獨(dú)立懸架左、右車輪用一根整橋相連，縱向擺臂連接車橋與車架，縱向擺臂前端開孔，孔中裝有橡膠襯套，連接螺栓通過襯套與車架相連形成橡膠較鏈點(diǎn)，車輪受力跳動(dòng)時(shí)，整個(gè)車橋在汽車縱向平面內(nèi)繞左、右橡膠較鏈中心連線擺動(dòng)，與此同時(shí)，左、右車輪還繞橫向推力桿與車架的錢鏈點(diǎn)在汽車的橫向平面內(nèi)擺動(dòng)。其機(jī)構(gòu)如圖2。螺旋簧獨(dú)立懸架一般用做轎車

6、的后懸架，其縱、橫向推力桿是懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，用來承受和傳遞車橋和車上之間的縱向和橫向作用力及力矩。此外，加強(qiáng)桿的作用是加強(qiáng)橫向推力桿的安裝強(qiáng)度，并可使車身受力均勻。圖2螺旋簧非獨(dú)立懸架3）、空氣彈簧非獨(dú)立懸架及油氣彈簧非獨(dú)立懸架空氣彈簧非獨(dú)立懸架其結(jié)構(gòu)與螺旋簧大致相似，兩者最大區(qū)別就是彈性元件不同。該懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)也是由縱向擺臂、很向推力桿、加強(qiáng)桿等組成，與連接左、右車輪的車橋、和空氣彈簧組成整個(gè)懸架?？諝鈴椈煞仟?dú)立懸架的彈性元件是空氣彈簧，空氣彈簧由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生氣壓，使氣囊形成具有一定剛度的彈性體，利用氣體可壓縮從而實(shí)現(xiàn)其彈性作用的。同時(shí)空氣彈簧可以通過高度閥調(diào)整車身高度。油氣彈簧非獨(dú)立懸

7、架采用油氣彈簧作為彈性元件。2、獨(dú)立懸掛獨(dú)立懸掛的特點(diǎn)是左、右車輪不連在一根車軸上，是單獨(dú)通過懸架與車架（或承載式車身）相連接，每個(gè)車輪都能獨(dú)立的上、下運(yùn)動(dòng)。目前，大多數(shù)乘用車前懸架都采用了獨(dú)立懸架。2.1、 獨(dú)立懸掛的優(yōu)點(diǎn)1）、簧下質(zhì)量小，有利于行駛平順性；2）、懸架占用的空間小；3）、可以用剛度小的彈簧，改善了汽車行駛平順性；4）、由于有可能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下降，又改善了汽車的行駛穩(wěn)定性；5）、左、右車輪各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)互不影響，可減少車身的傾斜和振動(dòng)，同時(shí)在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力。2.2、 獨(dú)立懸掛的缺點(diǎn)1）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，2）、成本較高3）、維修困難4）、一

8、般情況下，車輪上下跳動(dòng)時(shí)，因?yàn)檐囕喭鈨A角和輪距變化較大、輪胎磨損較大。2.3、 獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)形式獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)分有燭式、麥弗遜式、單橫臂式、雙橫臂式、縱臂式（單縱臂、雙縱臂、復(fù)合扭轉(zhuǎn)式）、連桿式等多種，其中燭式和麥弗遜式形狀相似，兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起，但因結(jié)構(gòu)不同又有重大區(qū)別。燭式采用車輪沿主銷軸方向移動(dòng)的懸掛形式，形狀似燭形而得名，特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，有利于汽車的操控和穩(wěn)定性。麥弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸掛形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)，特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)

9、造簡(jiǎn)單、布置緊湊、前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，目前轎車使用最多的獨(dú)立懸掛是麥弗遜式懸掛。1）、麥弗遜式（StrutTypeorMcphersonType）懸架與轉(zhuǎn)向節(jié)（SteeringKnuckle形成整體安裝減震器的滑柱（Strut）和下橫臂、連接懸吊臂和下部的球節(jié)（BallJoint及彈簧構(gòu)成?；纳喜客ㄟ^頂端連接板連接到車體上，頂端連接板與滑柱軸承相接。車身重量由車身通過懸架滑柱支撐，轉(zhuǎn)向后滑柱與轉(zhuǎn)向節(jié)一并旋轉(zhuǎn)。與橫臂式相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)成要素少，易于維護(hù)，可以降低簧下重量，所以，車輛行駛性能（RoadHolding及乘車舒適感良好。圖3麥弗遜式獨(dú)立懸架簡(jiǎn)圖2）、燭式獨(dú)

10、立懸架燭式獨(dú)立懸架車輪的轉(zhuǎn)向節(jié)是沿著剛性地固定在車架上的主銷上、下運(yùn)動(dòng)的。這種懸架對(duì)于轉(zhuǎn)向輪來說，當(dāng)懸架變形時(shí)，主銷的定位角不會(huì)發(fā)生改變，僅輪距、軸距稍有改變，因此有利于汽車的轉(zhuǎn)向操縱和行駛穩(wěn)定性。但側(cè)向力全部由主銷上的長套筒和主銷承受，則套筒和主銷之間磨損嚴(yán)重，容易損壞，故這種形式懸架很少使用。圖4燭式獨(dú)立懸架3）、單橫臂式獨(dú)立懸架單橫臂式獨(dú)立懸架的特點(diǎn)是當(dāng)懸架變形時(shí)，車輪平面將產(chǎn)生傾斜而改變兩側(cè)車輪與路面接觸點(diǎn)的距離一一輪距，致使輪胎相對(duì)于地面?zhèn)认蚧疲茐妮喬ヅc地面的附著，且輪胎磨損較為嚴(yán)重。止匕外，這種懸架用于轉(zhuǎn)向輪時(shí)，會(huì)使得主銷內(nèi)傾角和車輪外傾角發(fā)生較大的變化，對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱有一定的影

11、響，故目前在前懸架中很少使用。但是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、布置方便，在車速不高的重型越野車上也是有所采用。圖5單橫臂式獨(dú)立懸架4）、雙橫臂式獨(dú)立懸架雙橫臂式獨(dú)立懸架的兩個(gè)擺臂長度可以相等，也可以不等。在兩擺臂相等的懸架中，當(dāng)車輪上、下跳動(dòng)時(shí)，車輪平面沒有傾斜，但是輪距缺發(fā)生了較大的變化，這將增加車輪側(cè)向滑移的可能。在兩擺臂不等的懸架中，如果兩擺臂選擇合適，可以使得車輪和主銷的角度以及輪距的變化都不太大。不大的輪距變化在輪胎較軟的時(shí)可以由輪胎變形來適應(yīng)，目前轎車的輪胎可以容許輪距的改變?cè)诿總€(gè)車輪上達(dá)到4-5mm而不致沿路面滑移。因此，不等長的雙橫臂式獨(dú)立懸架在轎車前輪上的應(yīng)用較為廣泛圖6雙橫臂（叉

12、臂）式獨(dú)立懸架5）、縱臂式獨(dú)立懸架縱臂式懸架亦稱曲軸式懸架。它由沿行駛方向布置在汽車兩側(cè)的縱向擺臂組成。縱臂較接在副車架或者車架上，必須承受所有方向的力，故而所受的彎矩及轉(zhuǎn)矩均較大。止匕外，還要求垂直力和側(cè)向力不致引起車輪外傾角和前束的過大變化?？v臂式懸架比較簡(jiǎn)單，常在前輪驅(qū)動(dòng)式車輛中用作后懸架。它的優(yōu)點(diǎn)是車身底板平整，油箱和備胎可安置在縱臂之間。如果轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與地面平行，則輪距、車輪外傾角和前束都不會(huì)因車輪的上下跳動(dòng)而產(chǎn)生變化，只有軸距會(huì)稍微縮短。在采用扭桿時(shí)，縱臂的長度對(duì)懸架剛度有影響故可據(jù)此使得加載狀態(tài)下的振動(dòng)特性良好?？v臂轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)同時(shí)又是縱傾中心O,即制動(dòng)時(shí)車尾部分在這個(gè)位置下跌。圖7單縱

13、臂式獨(dú)立懸架圖8縱臂式扭轉(zhuǎn)梁懸架6）、多連桿獨(dú)立懸掛獨(dú)立懸架中多采用螺旋彈簧，因而對(duì)于側(cè)向力，垂直力以及縱向力需加設(shè)導(dǎo)向裝置即采用桿件來承受和傳遞這些力。因而一些轎車上為減輕車重和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)采用多桿式懸架。如圖5所示。上連桿用支架與車身（或車架）相連，上連桿外端與第三連桿相連。上桿的兩端都裝有橡膠隔振套。第三連桿的下端通過重型止推軸承與轉(zhuǎn)向節(jié)連接。下連桿與普通的下擺臂相同，下連桿的內(nèi)端通過橡膠隔振套與前橫梁相連接。球較將下連桿的外端與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。多桿紗前懸架系統(tǒng)的主銷軸線從下球較延伸到上面的軸承，它與上連桿和第三連桿無關(guān)。多桿懸架系統(tǒng)具有良好操縱穩(wěn)定性，可減小輪胎摩損。這種懸架減振器和螺旋彈簧不

14、象麥弗遜懸架那樣沿轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖9多連桿獨(dú)立懸架四、選擇獨(dú)立懸掛的因素汽車獨(dú)立懸掛的評(píng)價(jià)指標(biāo)有側(cè)傾中心高度、車輪定位參數(shù)、懸架側(cè)傾角剛度、橫向剛度、懸架占用的空間。以上是決定汽車選擇何種懸掛的關(guān)鍵因素。1、評(píng)價(jià)指標(biāo)側(cè)傾中心高度：側(cè)傾中心位置高，它到車身質(zhì)心的距離縮短，可使側(cè)傾力臂及側(cè)傾力矩小些，車身的側(cè)傾角也會(huì)減小。但側(cè)傾中心過高，會(huì)使車身傾斜時(shí)輪距變化大，加速輪胎的磨損；車輪定位參數(shù)：若主銷后傾角變化大，容易使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；若車輪外傾角變化大，會(huì)影響汽車直線行駛穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)影響輪距的變化和輪胎的磨損速度；懸架側(cè)傾角剛度：車廂側(cè)傾角與側(cè)傾力矩和懸架總的側(cè)傾角剛度大小有關(guān)，并影響汽車的操縱穩(wěn)定性和平順性；橫向剛度：懸架的橫向剛度影響操縱穩(wěn)定性。若用于轉(zhuǎn)向軸上的懸架橫向剛度小，則容易造成轉(zhuǎn)向輪發(fā)生擺振現(xiàn)象；懸架占用的空間：占用橫向尺寸大的懸架影響發(fā)動(dòng)機(jī)的布置和從車上拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的困難程度；占用高度空間小的懸架，則允許行李箱寬敞，而且底部平整，布置油箱容易。2、不同獨(dú)立懸掛對(duì)比懸架雙橫臂式單橫臂式單縱臂式單斜臂式麥弗遜式扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式側(cè)傾中心高比較低比較局比較低居單橫臂和單縱臂之間比較局比較低車輪定位參數(shù)的變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均啟變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化大主銷后傾角變化大后義化變化小左、右輪同時(shí)跳動(dòng)時(shí)/、父輪距變化小，輪胎磨損速度慢變化大，輪