汽車機械基礎第10章

1、第十章 車架與懸架 第十章 車架與懸架第一節(jié)第一節(jié) 車架車架第二節(jié)第二節(jié) 懸架概述懸架概述第三節(jié)第三節(jié) 懸架的主要零部件及總成懸架的主要零部件及總成第四節(jié)第四節(jié) 典型懸架系統(tǒng)典型懸架系統(tǒng)第五節(jié)第五節(jié) 懸架的檢修和故障診斷懸架的檢修和故障診斷第六節(jié)第六節(jié) 電子控制懸架系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理第七節(jié)第七節(jié) 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修 第十章 車架與懸架 第一節(jié)第一節(jié) 車車 架架 一、車架的功用和要求一、車架的功用和要求車架俗稱“大梁”，它是汽車的裝配基體，汽車絕大多數(shù)的零部件、總成都要安裝在車架上。另外，車架不僅承受各零部件、總

2、成的載荷，還要承受汽車行駛時來自路面各種復雜載荷的作用，如汽車加速、制動時的縱向力，汽車轉(zhuǎn)彎、側(cè)坡行駛時的側(cè)向力，不良路面?zhèn)鱽淼臎_擊，等等。 第十章 車架與懸架 所以車架的功用可以概括為兩點：(1) 支承、連接汽車各零部件、總成。(2) 承受車內(nèi)、外各種載荷的作用。從車架的功用可以看出，車架是一個形狀復雜、強度和剛度要求較高的剛性結(jié)構(gòu)，所以對于車架一般具有如下要求：(1) 在滿足足夠強度和剛度要求的前提下，要求質(zhì)量盡可能小。(2) 車架的結(jié)構(gòu)要滿足汽車總體布置的要求。(3) 車架結(jié)構(gòu)要盡量簡單，以減小應力集中，降低汽車質(zhì)心，獲得更大的轉(zhuǎn)向輪空間等。 第十章 車架與懸架 二、車架的類型和構(gòu)造二、

3、車架的類型和構(gòu)造1邊梁式車架邊梁式車架圖10-1-1所示為貨車上常見的邊梁式車架，它由兩根縱梁和若干根橫梁構(gòu)成。縱梁和橫梁之間通過鉚接或焊接的方法連接起來。這種車架結(jié)構(gòu)簡單，便于整車的布置，所以在各種類型的汽車上都廣泛應用。 第十章 車架與懸架 圖10-1-1 貨車用邊梁式車架 第十章 車架與懸架 縱梁結(jié)構(gòu)具有以下特點：一是從寬度上看有前窄后寬、前寬后窄和前后等寬三種形式，前窄使前輪具有足夠的偏轉(zhuǎn)角度，提高了車輛的機動性能，多用于轎車；后窄用于重型車輛，便于布置雙胎。二是從平面度上看有水平的和彎曲的兩種形式，水平的縱梁便于零部件、總成的安裝和布置；彎曲的縱梁可以降低車輛重心。三是從斷面形狀上看

4、有槽形、Z字形、工字形和箱形幾種，這些形狀主要為了滿足在質(zhì)量小的前提下，車架具有足夠的強度和剛度，以承受各種載荷。橫梁多為槽形。轎車用邊梁式車架如圖10-1-2所示。 第十章 車架與懸架 圖10-1-2 轎車用邊梁式車架 第十章 車架與懸架 2無梁式車架無梁式車架無梁式車架用車身兼做車架，汽車的所有零部件、總成都安裝在車身上，車身要承受各種載荷的作用，因而這種車身又稱為承載式車身或整體式車身，廣泛用于轎車和客車，如圖10-1-3所示。 第十章 車架與懸架 圖10-1-3 承載式車身 第十章 車架與懸架 3中梁式車架和綜合式車架中梁式車架和綜合式車架中梁式車架和綜合式車架分別如圖10-1-4和圖

5、10-1-5所示，由于這兩種車架結(jié)構(gòu)復雜，加工制造及維修困難，所以目前很少應用。 第十章 車架與懸架 圖10-1-4 中梁式車架 第十章 車架與懸架 圖10-1-5 綜合式車架 第十章 車架與懸架 三、車架的檢修三、車架的檢修1車架的失效形式車架的失效形式車架在使用過程中往往會出現(xiàn)變形(包括彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形)、裂紋、銹蝕、螺栓和鉚釘松動等失效形式。由于車架是汽車的裝配基體，并承受各種載荷的作用，因而在某些情況下有可能出現(xiàn)車架的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。車架的變形會導致汽車各總成之間的裝配、連接位置發(fā)生變化，使得各系統(tǒng)出現(xiàn)故障。 第十章 車架與懸架 為了汽車整體布局、安裝的需要，車架常要制成各種形狀，在

6、形狀急劇變化的地方往往會由于應力集中而導致裂紋、斷裂，所以早期發(fā)現(xiàn)車架的裂紋對于汽車的安全非常重要。惡劣的工作環(huán)境往往會使汽車車架銹蝕，路面不平產(chǎn)生的沖擊振動會使螺栓、鉚釘?shù)冗B接松動。 第十章 車架與懸架 2車架的檢修車架的檢修1) 外觀檢查外觀檢查從外觀上檢查車架是否有嚴重的變形、裂紋、銹蝕、螺栓或鉚釘松動等現(xiàn)象。2) 車架變形的檢修車架彎曲的檢查可以通過拉線、直尺等來測量和檢查。一般車架縱梁平面直線度允許誤差為1000mm長度上誤差不大于3mm。車架扭轉(zhuǎn)通常采用對角線法進行測量。如圖10-1-6所示，分段測量車架各段對角線11、22、33、44長度差，不應超過5mm。如果車架的各項形位誤差

7、超過標準值，則應進行校正。 第十章 車架與懸架 圖10-1-6 車架扭轉(zhuǎn)的檢查 第十章 車架與懸架 3) 裂紋的檢修裂紋的檢修車架出現(xiàn)裂紋，應根據(jù)裂紋的長短及所在部位的不同，采取不同的修復方法。微小的裂紋可以采用焊修的方法。裂紋較長但未擴展至整個斷面，且受力不大的部位，應先進行焊修，再用三角形腹板進行加強，如圖10-1-7所示。第十章 車架與懸架 如果裂紋已擴展到整個斷面，或雖未擴展到整個斷面但在受力較大的部位，則應先對裂紋進行焊修，然后用角形或槽形腹板進行加強，如圖10-1-8所示。加強腹板在車架上的固定可以鉚接、焊接或鉚焊結(jié)合。采用鉚接方法時，鉚釘孔應上下交錯排列。采用鉚焊結(jié)合的方法時，應

8、先鉚后焊，以免降低鉚接質(zhì)量。采用焊接方法時，應盡量減少焊接部位的應力集中。 第十章 車架與懸架 圖10-1-7 用三角形腹板加強 第十章 車架與懸架 圖10-1-8 用槽形腹板加強 第十章 車架與懸架 第二節(jié)第二節(jié) 懸懸 架架 概概 述述 一、懸架的組成一、懸架的組成懸架是車架(或車身)與車橋(或車輪)之間一切傳力連接裝置的總稱。現(xiàn)代汽車的懸架雖有不同的結(jié)構(gòu)形式，但一般都由彈性元件、減振器、導向機構(gòu)等組成，轎車一般還有橫向穩(wěn)定器。懸架的組成如圖10-2-1所示。 第十章 車架與懸架 圖10-2-1 懸架的組成 第十章 車架與懸架 1彈性元件彈性元件彈性元件使車架(或車身)與車橋(或車輪)之間做

9、彈性連接，可以緩和由不平路面所帶來的沖擊，并承受和傳遞垂直載荷。常見的彈性元件有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等。 第十章 車架與懸架 2減振器減振器減振器可以衰減由路面沖擊而產(chǎn)生的振動，使振動的振幅迅速減小。3導向機構(gòu)導向機構(gòu)導向機構(gòu)包括縱向推力桿和橫向推力桿，用于傳遞縱向載荷和橫向載荷，并保證車輪相對于車架(或車身)的運動關系。 4橫向穩(wěn)定器橫向穩(wěn)定器橫向穩(wěn)定器可以防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜。 第十章 車架與懸架 二、懸架的功用二、懸架的功用從懸架的組成，我們可以總結(jié)出懸架具有如下功用：(1) 連接車架(或車身)和車輪，把路面作用到車輪的各種力傳給車架(或車

10、身)。(2) 緩和沖擊，衰減振動，使乘坐舒適，使車輛具有良好的平順性。(3) 保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 第十章 車架與懸架 三、懸架的分類三、懸架的分類按懸架結(jié)構(gòu)的不同，懸架可以分為非獨立懸架和獨立懸架，如圖10-2-2所示。非獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車橋上，車輪和車橋一起通過彈性懸架懸掛在車架(或車身)下面，所以一側(cè)車輪發(fā)生位置變化后會導致另一側(cè)車輪的位置也發(fā)生變化。獨立懸架的兩側(cè)車輪分別獨立地與車架(或車身)彈性相連，與其配用的車橋為斷開式車橋，所以兩側(cè)車輪的運動是相對獨立、互不影響的。 第十章 車架與懸架 圖圖10-2-2 非獨立懸架和獨立懸架非獨立懸架和獨立懸

11、架(a) 非獨立懸架；(b) 獨立懸架 第十章 車架與懸架 四、懸架原理分析四、懸架原理分析為了說明懸架的工作原理，可以將汽車的懸架進行簡化，如圖10-2-3所示。懸架的主要功用是緩和沖擊，衰減振動，提高乘坐舒適性，而車架(車身)的自然振動頻率與人體的舒適感有很大關系。 第十章 車架與懸架 圖10-2-3 懸架的簡圖 第十章 車架與懸架 一般情況下，人感覺最舒適的振動頻率為11.6Hz，即正常情況下心跳的頻率。所以懸架應使車身的自然振動頻率在11.6Hz范圍內(nèi)。車身的自然振動頻率可以近似表示如下： Mc21n式中：c為懸架的剛度；M為簧載質(zhì)量，即懸架彈性元件所承受的車身質(zhì)量。由于汽車的簧載質(zhì)量

12、是變化的(如貨車的空載和滿載)，為了保證車身的自然振動頻率相對穩(wěn)定(為11.6Hz)，就要求懸架的剛度也要隨著簧載質(zhì)量的變化而變化，如采用變剛度鋼板彈簧、主動懸架等。 第十章 車架與懸架 第三節(jié)第三節(jié) 懸架的主要零部件及總成懸架的主要零部件及總成 一、彈性元件一、彈性元件1鋼板彈簧鋼板彈簧鋼板彈簧廣泛應用于汽車的非獨立懸架中，其構(gòu)造如圖10-3-1所示。鋼板彈簧由若干片長度不等的合金彈簧鋼片疊加而成，構(gòu)成一根近似等強度的彈性梁。最長的一片稱為主片，其兩端卷成卷耳，內(nèi)裝襯套，以便用彈簧銷與固定在車架上的支架或吊耳進行鉸鏈連接。 第十章 車架與懸架 圖10-3-1 鋼板彈簧(a) 對稱式鋼板彈簧；

13、(b) 非對稱式鋼板彈簧 第十章 車架與懸架 2螺旋彈簧螺旋彈簧螺旋彈簧廣泛應用于獨立懸架，有些轎車的后輪非獨立懸架也采用螺旋彈簧作為彈性元件。由于螺旋彈簧只能承受垂直載荷，且變形時不產(chǎn)生摩擦力，所以懸架中必須裝有減振器和導向機構(gòu)。螺旋彈簧由特殊的彈簧鋼棒卷制而成，可以制成圓柱形或圓錐形，也可以制成等螺距或不等螺距。圓柱形等螺距螺旋彈簧的剛度是不變的，圓錐形或不等螺距螺旋彈簧的剛度是可變的。 第十章 車架與懸架 3扭桿彈簧扭桿彈簧扭桿彈簧是由彈簧鋼制成的桿件，如圖10-3-2所示。扭桿的斷面通常為圓形，少數(shù)為矩形或管形，其兩端制成花鍵、方形、六角形等形狀，以便一端固定在車架上，另一端固定在懸架

14、的擺臂上。擺臂與車輪相連，當車輪跳動時，擺臂繞扭桿軸線擺動，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈性變形，以保證車輪與車架的彈性聯(lián)系。 第十章 車架與懸架 圖10-3-2 扭桿彈簧 第十章 車架與懸架 4氣體彈簧氣體彈簧氣體彈簧包括空氣彈簧和油氣彈簧兩種?？諝鈴椈扇鐖D10-3-3所示，又分為囊式和膜式兩種形式，分別如圖10-3-3(a)和圖10-3-3(b)所示。空氣彈簧的結(jié)構(gòu)和原理都很簡單，下面僅介紹油氣彈簧的結(jié)構(gòu)和原理。 第十章 車架與懸架 圖圖10-3-3 空氣彈簧空氣彈簧(a) 囊式空氣彈簧；(b) 膜式空氣彈簧 第十章 車架與懸架 如圖10-3-4所示，油氣彈簧的球形室固定在工作缸上，室的內(nèi)腔用橡膠油氣隔

15、膜隔開，充入高壓氮氣的一側(cè)為氣室，與工作缸相通并充滿油液的一側(cè)為油室。工作缸內(nèi)裝有活塞、阻尼閥及其閥座。 第十章 車架與懸架 圖10-3-4 油氣彈簧 第十章 車架與懸架 二、減振器二、減振器1減振器的基本原理減振器的基本原理目前，汽車中廣泛使用液壓減振器，其基本原理如圖10-3-5所示。當車架與車橋做往復相對運動時，減振器中的油液反復經(jīng)過活塞上的閥孔，由于閥孔的節(jié)流作用及油液分子間的內(nèi)摩擦力便形成了衰減振動的阻尼力，使振動的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒈挥鸵汉蜏p振器殼體吸收，然后散到大氣中。 第十章 車架與懸架 圖10-3-5 液壓減振器的基本原理(a) 壓縮行程；(b) 伸張行程 第十章 車架與懸架

16、 2雙向作用筒式減振器雙向作用筒式減振器雙向作用筒式減振器的基本組成如圖10-3-6所示。它有三個同心鋼筒，外面的鋼筒是防塵罩，其上部的吊耳與車架相連；中間是儲油缸筒，內(nèi)裝有一定量的油液，其下端的吊耳與車橋相連；里面是工作缸筒，其內(nèi)裝滿油液。它還有四個閥，即壓縮閥、伸張閥、流通閥和補償閥。流通閥和補償閥是一般的單向閥，其彈簧彈力很弱，當閥上的油壓作用力與彈簧彈力同向時，閥處于關閉狀態(tài)，完全不通油液；而當油壓作用力與彈簧彈力反向時，只要很小的油壓，閥便能開啟。壓縮閥和伸張閥是卸載閥，其彈簧彈力較強，預緊力較大，只有當油壓增高到一定程度時，閥才能開啟；而當油壓減低到一定程度時，閥即自行關閉。 第十

17、章 車架與懸架 圖10-3-6 雙向作用筒式減振器的基本組成 第十章 車架與懸架 1) 壓縮行程壓縮行程當車橋移近車架(或車身)時，減振器受壓縮，活塞下移，使其下方腔室容積減小，油壓升高，具有一定壓力的油液頂開流通閥進入活塞上方腔室。由于活塞桿占去上腔室的部分容積，使上腔室增加的容積小于下腔室減小的容積，因此還有一部分油液不能進入上腔室而只能壓開壓縮閥，流回儲油缸筒。油液流經(jīng)上述閥孔時，受到一定的節(jié)流阻力，為克服這種阻力而消耗了振動能量，使振動衰減。 第十章 車架與懸架 2) 伸張行程伸張行程當車橋相對遠離車架(或車身)時，減振器受拉伸，活塞上移，使其上腔室油壓升高，上腔室的油液便推開伸張閥流

18、入下腔室。同樣由于活塞桿的存在，上腔室減小的容積小于下腔室增力的容積，因而從上腔室流出來油液不足以充滿下腔室所增加的容積，使下腔室產(chǎn)生一定的真空度，這時儲油缸筒中的油液在真空度作用下推開補償閥流進下腔室進行補充。從上面的原理可以得知，這種減振器在壓縮、伸張兩個行程都能起減振作用，因此稱為雙向作用減振器。 第十章 車架與懸架 3充氣式減振器充氣式減振器充氣式減振器如圖10-3-7所示，其結(jié)構(gòu)特點是在缸筒的下部裝有一個浮動活塞，高壓的氮氣充在浮動活塞與缸筒一端形成的密閉氣室里。在浮動活塞的上面是減振器油液。O形密封圈把油和氣完全分開，因此活塞也叫封氣活塞。在工作活塞上裝有壓縮閥和伸張閥。這兩個閥都

19、是由一組厚度相同、直徑不等、由大到小而排列的彈簧鋼片組成的。 第十章 車架與懸架 圖10-3-7 充氣式減振器 第十章 車架與懸架 第四節(jié)第四節(jié) 典型懸架系統(tǒng)典型懸架系統(tǒng) 1鋼板彈簧非獨立懸架鋼板彈簧非獨立懸架鋼板彈簧非獨立懸架的鋼板彈簧一般縱向布置，所以也稱為縱置板簧式非獨立懸架。圖10-4-1所示為解放CA1091汽車的前懸架。鋼板彈簧中部通過U形螺栓(騎馬螺栓)固定在前橋上。鋼板彈簧的前端卷耳用彈簧銷與前支架相連，形成固定式鉸鏈支點，起傳力和導向作用；而后端卷耳則用吊耳銷與可在車架上擺動的吊耳相連，形成擺動式鉸鏈支點，從而保證了彈簧變形時兩卷耳中心線間的距離可以改變。 第十章 車架與懸架

20、 圖10-4-1 解放CA1091汽車的前懸架 第十章 車架與懸架 圖10-4-2 變剛度鋼板彈簧懸架 第十章 車架與懸架 當汽車空載或?qū)嶋H裝載重量不大時，副鋼板彈簧不承受載荷而由主鋼板彈簧單獨工作。在重載或滿載情況下，車架相對車橋下移，使車架上副簧滑板式支座與副簧接觸，主、副簧共同參加工作，一起承受載荷而使懸架剛度增大，以保證車身振動頻率不致因載荷增大而變化過大。南京依維柯輕型貨車的后懸架采用漸變剛度的鋼板彈簧，如圖10-4-3所示。主簧由五片較薄的鋼板彈簧片組成，副簧由五片較厚的彈簧片組成，它們用中心螺栓固定在一起，主簧在上，副簧在下。 第十章 車架與懸架 圖圖10-4-3 漸變剛度鋼板彈

21、簧懸架漸變剛度鋼板彈簧懸架第十章 車架與懸架 2螺旋彈簧非獨立懸架螺旋彈簧非獨立懸架螺旋彈簧非獨立懸架一般只用于轎車的后懸架。圖10-4-4所示為上海桑塔納2000轎車的后懸架。兩根縱向推力桿的中部與后橋焊接為一體，前端通過帶橡膠的支承座與車身作鉸鏈連接，后端與輪轂相連接。縱向推力桿用以傳遞縱向力及其力矩。整個后橋、縱向推力桿及車輪可以繞支承座的鉸支點連線相對于車身作上、下縱向擺動。螺旋彈簧的上端裝在彈簧上座中，下端則支承在減振器外殼的彈簧下座上，它只承受垂直力。減振器的上端與彈簧上座一起裝在車身底部的懸架支座中，下端則與縱向推力桿相連接。 第十章 車架與懸架 圖10-4-4 螺旋彈簧非獨立懸

22、架(桑塔納2000轎車后懸架) 第十章 車架與懸架 二、獨立懸架二、獨立懸架現(xiàn)代汽車，特別是轎車上廣泛采用獨立懸架。獨立懸架能使兩側(cè)車輪各自獨立地與車架或車身彈性連接，具有以下優(yōu)點：(1) 由于左、右車輪的運動相對獨立，互不影響，因而可以減少行駛時車架或車身的振動，同時可以減弱轉(zhuǎn)向輪的偏擺。 第十章 車架與懸架 (2) 獨立懸架的非簧載質(zhì)量小，可以減小來自路面的沖擊和振動，提高行駛的平順性?；奢d質(zhì)量是指汽車上由彈性元件支承的質(zhì)量；而非簧載質(zhì)量是指彈性元件下吊掛的質(zhì)量。對于非獨立懸架，整個車橋和車輪都屬于非簧載質(zhì)量；而對于獨立懸架，只有部分車橋是非簧載質(zhì)量，主減速器、差速器、殼體等都裝在車架或車

23、身上，成了簧載質(zhì)量，所以獨立懸架的非簧載質(zhì)量要比非獨立懸架的小。(3) 獨立懸架與斷開式車橋配用，可以降低汽車的重心，提高汽車行駛的平順性。獨立懸架的結(jié)構(gòu)類型很多，一般可按車輪的運動方式分為三類，如圖10-4-5所示。 第十章 車架與懸架 圖圖10-4-5 獨立懸架的類型示意圖獨立懸架的類型示意圖(a) 橫臂式獨立懸架；(b) 縱臂式獨立懸架；(c) 燭式懸架；(d) 麥弗遜式懸架 第十章 車架與懸架 1橫臂式獨立懸架橫臂式獨立懸架橫臂式獨立懸架分為單橫臂式和雙橫臂式兩種。目前單橫臂式獨立懸架應用較少，下面僅介紹雙橫臂式獨立懸架。雙橫臂式獨立懸架示意圖如圖10-4-6所示，其兩個橫擺臂有等長的

24、和不等長的，分別如圖10-4-6(a)和圖10-4-6(b)所示。擺臂等長的獨立懸架當車輪上下跳動時，雖然車輪平面不傾斜，主銷軸線的方向也不發(fā)生變化，但輪距發(fā)生較大的變化，這將引起車輪的側(cè)滑和輪胎的磨損。而擺臂不等長的獨立懸架當車輪上下跳動時，雖然車輪平面、主銷軸線、輪距都發(fā)生變化，但都可以控制在允許范圍內(nèi)，所以這種形式的雙橫臂式獨立懸架應用較多，紅旗CA7560、凌志LS400等轎車的前橋都采用這種不等長雙橫臂式獨立懸架。 第十章 車架與懸架 圖10-4-6 雙橫臂式獨立懸架示意圖(a) 擺臂等長的獨立懸架；(b) 擺臂不等長的獨立懸架 第十章 車架與懸架 圖10-4-7 凌志LS400轎車

25、的前懸架 第十章 車架與懸架 2縱臂式獨立懸架縱臂式獨立懸架1) 單縱臂式獨立懸架單縱臂式獨立懸架如果用于前輪，車輪上下跳動時會使主銷后傾角變化很大，如圖10-4-8所示。因此，單縱臂式獨立懸架都用于后輪，如圖10-4-9所示?？v擺臂是一片寬而薄的鋼板，一端與半軸套管鉸接，另一端帶有套筒，套筒通過花鍵與扭桿彈簧的外端相連，扭桿的內(nèi)端固定在車架上。 第十章 車架與懸架 圖10-4-8 單縱臂式獨立懸架示意圖 第十章 車架與懸架 圖10-4-9 用于后輪的單縱臂式獨立懸架 第十章 車架與懸架 2) 雙縱臂式獨立懸架雙縱臂式獨立懸架圖10-4-10所示為用于前輪的雙縱臂式獨立懸架。轉(zhuǎn)向節(jié)和兩個縱擺臂

26、用鉸鏈連接，在車架的兩根管式橫梁的內(nèi)部裝有由若干層矩形端面的薄彈簧鋼片疊成的扭桿彈簧。兩根扭桿彈簧的內(nèi)端用螺栓固定在橫梁中部，而外端則插入縱臂軸的矩形孔中。縱臂軸用襯套支承在管式橫梁內(nèi)，軸和縱臂剛性連接。 第十章 車架與懸架 圖10-4-10 用于前輪的雙縱臂式獨立懸架 第十章 車架與懸架 3車輪沿主銷移動的獨立懸架車輪沿主銷移動的獨立懸架1) 燭式獨立懸架燭式獨立懸架圖10-4-11所示為燭式獨立懸架，主銷的上、下兩端剛性固定在車架上。套在主銷上的套筒固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上。套筒的中部固定裝著螺旋彈簧的下支座。筒式減振器的下端與轉(zhuǎn)向節(jié)相連，上端與車架相連。懸架的摩擦部分套著防塵罩。通氣管與防塵罩內(nèi)腔

27、相通，以免罩中空氣被密封而影響懸架的彈性。 第十章 車架與懸架 圖10-4-11 燭式獨立懸架 第十章 車架與懸架 2) 麥弗遜式獨立懸架麥弗遜式獨立懸架麥弗遜式獨立懸架目前在轎車中應用很廣泛，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖10-4-12所示，由減振器、螺旋彈簧、橫擺臂、橫向穩(wěn)定桿(圖中未畫出)等組成。減振器與套在它外面的螺旋彈簧合為一體，構(gòu)成懸架的彈性支柱，支柱上端與車身撓性連接，支柱的下端與轉(zhuǎn)向節(jié)剛性連接。橫擺臂的外端通過球頭銷與轉(zhuǎn)向節(jié)的下部連接，內(nèi)端與車身鉸接。 第十章 車架與懸架 麥弗遜式獨立懸架沒有傳統(tǒng)的主銷實體，轉(zhuǎn)向軸線為上下鉸接中心的連線AB(般與彈性支柱的軸線重合)。當車輪上下跳動時，B點隨橫

28、擺臂擺動，因而主銷軸線AB隨之擺動(彈性支柱也擺動)。這說明車輪沿著擺動的主銷軸線運動。麥弗遜式獨立懸架結(jié)構(gòu)較簡單，布置緊湊，用于前懸架時能增大兩前輪內(nèi)側(cè)的空間，故多用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的轎車上。 第十章 車架與懸架 圖10-4-12 麥弗遜式獨立懸架結(jié)構(gòu)簡圖 第十章 車架與懸架 前輪采用麥弗遜式獨立懸架時，前輪定位各參數(shù)的變化較小，除前束可調(diào)整外，其他參數(shù)有的車型規(guī)定不可調(diào)整，有的車型則規(guī)定可以調(diào)整。常見的調(diào)整部位及調(diào)整方法如下：(1) 改變轉(zhuǎn)向節(jié)與橫擺臂外端的位置。如圖10-4-13(a)所示，松開轉(zhuǎn)向節(jié)球頭銷與橫擺臂的連接螺栓，左右橫向移動球頭銷及轉(zhuǎn)向節(jié)，可以改變車輪外傾角。上海桑塔納

29、轎車即采用這種結(jié)構(gòu)形式。 第十章 車架與懸架 (2) 改變彈性支柱上支座的位置。如圖10-4-13(a)所示，懸架的彈性支柱上支座用螺栓固定在車身上，松開螺栓，左右橫向移動上支座，可以調(diào)整車輪外傾角。一汽奧迪100型轎車即采用這種結(jié)構(gòu)形式。(3) 改變轉(zhuǎn)向節(jié)上端的位置。如圖10-4-13(b)所示，由減振器和螺旋彈簧組成的彈性支柱下端通過上、下兩個螺栓與轉(zhuǎn)向節(jié)上端固定，其中上螺栓經(jīng)偏心凸輪將兩者連接在一起。轉(zhuǎn)動上螺栓可使偏心凸輪轉(zhuǎn)動，從而帶動轉(zhuǎn)向節(jié)上端左右橫向(A向)移動，進而改變車輪外傾角。豐田花冠轎車即采用這種結(jié)構(gòu)形式。 第十章 車架與懸架 圖10-4-13 麥弗遜式獨立懸架前輪定位調(diào)整示

30、意圖 第十章 車架與懸架 第五節(jié)第五節(jié) 懸架的檢修和故障診斷懸架的檢修和故障診斷 一、懸架的檢修一、懸架的檢修1減振器的檢修在車輛行駛過程中，如減振器發(fā)出異常的響聲，則說明該減振器已損壞，必須更換。一般減振器是不進行修理的，如有很小的滲油現(xiàn)象不必調(diào)換，如漏油較多可通過拉伸和壓縮減振器來檢查滲油現(xiàn)象。漏出的減振器油不能再加入減振器內(nèi)重新使用，漏油的減振器不能再使用。 第十章 車架與懸架 2鋼板彈簧和螺旋彈簧的檢修鋼板彈簧和螺旋彈簧的檢修對鋼板彈簧和螺旋彈簧主要進行目視檢查，檢查其是否有裂紋、斷裂，鋼板彈簧上的元件是否有脫落或松動等；還可檢查螺旋彈簧的自由長度是否符合標準。如果出現(xiàn)問題一般應更換。

31、 第十章 車架與懸架 二、非獨立懸架的常見故障二、非獨立懸架的常見故障1鋼板彈簧折斷鋼板彈簧折斷鋼板彈簧折斷，尤其是主片折斷，會因彈力不足等原因，使車身歪斜。前鋼板彈簧一側(cè)主片折斷時，車身在橫向平面內(nèi)傾斜；后鋼板彈簧一側(cè)主片折斷時，車身在縱向平面內(nèi)傾斜。2鋼板彈簧彈力過小或剛度不一致鋼板彈簧彈力過小或剛度不一致當某一側(cè)的鋼板彈簧由于疲勞導致彈力下降，或者更換的鋼板彈簧與原彈簧剛度不一致時，會使車身傾斜。 第十章 車架與懸架 3鋼板彈簧銷、襯套和吊耳磨損過量鋼板彈簧銷、襯套和吊耳磨損過量鋼板彈簧銷、襯套和吊耳磨損過量，會出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象：(1) 不嚴重的車身傾斜。(2) 行駛跑偏。(3) 汽車行

32、駛擺振。(4) 異響。 4U形螺栓松動或折斷形螺栓松動或折斷 U形螺栓松動或折斷，會由于車輛移位傾斜而導致汽車跑偏。 第十章 車架與懸架 三、獨立懸架和減振器的常見故障三、獨立懸架和減振器的常見故障1獨立懸架總成常見故障獨立懸架總成常見故障獨立懸架總成主要由螺旋彈簧、上下擺臂、橫向穩(wěn)定桿及減振器等組成?？偝傻你q接點多，其常見的故障現(xiàn)象有：(1) 異響，尤其在不平路面上轉(zhuǎn)彎時。(2) 車身傾斜，汽車在轉(zhuǎn)彎時車身過度傾斜等。(3) 前輪定位參數(shù)改變。(4) 輪胎異常磨損。(5) 車輛擺振及行駛不穩(wěn)。 第十章 車架與懸架 產(chǎn)生以上故障的原因有：(1) 螺旋彈簧彈力不足。(2) 穩(wěn)定桿變形。(3) 上

33、、下擺臂變形。(4) 各鉸接點磨損、松曠。當汽車產(chǎn)生上述現(xiàn)象時，應對懸架系統(tǒng)進行仔細檢查，即可發(fā)現(xiàn)故障部位及原因。 第十章 車架與懸架 2減振器的常見故障減振器的常見故障減振器的常見故障為襯套磨損和泄漏。襯套磨損后，因松曠易產(chǎn)生響聲。減振器輕微的泄露是允許的，但泄露過多會使減振器失去減振作用。 第十章 車架與懸架 第六節(jié)第六節(jié) 電子控制懸架系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理 一、概述一、概述豐田凌志LS400轎車的電控懸架系統(tǒng)為空氣彈簧主動懸架，可以根據(jù)行駛條件自動控制彈簧剛度、減振器阻尼力及車身高度，以抑制加速時后坐、制動時點頭、轉(zhuǎn)向時側(cè)傾等汽車行駛狀態(tài)的變化，明顯改善

34、乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。1系統(tǒng)控制功能系統(tǒng)控制功能豐田凌志LS400轎車的電子控制懸架系統(tǒng)主要對車速及路面感應、車身姿態(tài)、車身高度三個方面進行控制。 第十章 車架與懸架 1) 車速與路面感應控制車速與路面感應控制車速與路面感應控制包括：(1) 當車速高時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以提高汽車高速行駛時的操縱穩(wěn)定性。(2) 當前輪遇到突起時，減小后輪懸架彈簧剛度和減振器阻尼力，以減小車身的振動和沖擊。(3) 當路面差時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以抑制車身的振動。 第十章 車架與懸架 2) 車身姿態(tài)控制車身姿態(tài)控制車身姿態(tài)控制包括：(1) 轉(zhuǎn)向時側(cè)傾控制，即急轉(zhuǎn)向時，提高彈簧剛度和減振器阻尼

35、力，以抑制車身的側(cè)傾。(2) 制動時點頭控制，即緊急制動時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以抑制車身的點頭。(3) 加速時后坐控制，即急加速時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以抑制車身的后坐。 第十章 車架與懸架 3) 車身高度控制車身高度控制車身高度控制包括：(1) 高速感應控制，即當車速超過90km/h時，降低車身高度，以減小空氣阻力，提高汽車行駛的穩(wěn)定性。(2) 連續(xù)差路面行駛控制，即當車速在4090km/h時，提高車身高度，以提高汽車的通過性；當車速在90km/h以上時，降低車身高度，以滿足汽車行駛的穩(wěn)定性。(3) 點火開關OFF控制，即當駐車時，在點火開關關閉后，降低車身高度，便于乘客的

36、乘降。(4) 自動高度控制，即當乘客和載重量變化時，保持車身高度恒定。 第十章 車架與懸架 2系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作豐田凌志LS400轎車的電控懸架系統(tǒng)有三個操作選擇開關：高度控制ON/OFF開關、高度控制開關和LRC(模式控制)開關。高度控制ON/OFF開關安裝在汽車尾部后備箱的左邊。當高度控制ON/OFF開關處于ON位置時，系統(tǒng)可按選擇方式進行車身高度自動控制；當該開關處于OFF位置時，系統(tǒng)不執(zhí)行車身高度控制。 第十章 車架與懸架 高度控制開關和LRC(模式控制)開關安裝在駕駛室內(nèi)變速操縱桿的旁邊。高度控制開關用于選擇控制車身高度，當高度控制開關處于“HIGH”位置時，系統(tǒng)對車身高度進行“高值自

37、動控制”；當高度控制開關處于“NORM”時，車身高度則進入“常規(guī)值自動控制”狀態(tài)。LRC(模式控制)開關用于選擇控制懸架的剛度、阻尼力參數(shù)。當LRC(模式控制)開關處于“SPORT”位置時，系統(tǒng)進入“高速行駛自動控制狀態(tài)”；當LRC(模式控制)開關處于“NORM”位置時，系統(tǒng)對懸架剛度、阻尼力進行“常規(guī)值自動控制”。此時，懸架ECU根據(jù)車速傳感器等信號，使懸架的剛度、阻尼力自動地處于軟、中或硬三種狀態(tài)之一。 第十章 車架與懸架 二、系統(tǒng)組成及工作原理二、系統(tǒng)組成及工作原理1組成組成任何電子控制空氣懸架系統(tǒng)都是由傳感器、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行器三部分組成的，豐田凌志LS400轎車的電子控制

38、懸架系統(tǒng)也是這樣。具體來說，傳感器包括車身高度傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等，執(zhí)行器包括高度控制閥、排氣閥、懸架控制執(zhí)行器等。豐田凌志LS400轎車的電子控制懸架系統(tǒng)元件在車上的位置如圖10-6-1所示。 第十章 車架與懸架 圖10-6-1 凌志LS400轎車的電子控制懸架系統(tǒng) 第十章 車架與懸架 2控制原理控制原理1) 車身高度控制車身高度控制車身高度控制系統(tǒng)由壓縮機、干燥器、排氣閥、1號高度控制繼電器、2號高度控制繼電器、1號高度控制閥、2號高度控制閥、前后左右4個空氣彈簧、4個車身高度傳感器及懸架ECU等組成。圖10-6-2所示為車身高度控制系統(tǒng)示意圖，圖10-6-3

39、為高度控制閥控制電路圖，圖10-6-4為空氣壓縮機控制電路圖。 第十章 車架與懸架 圖10-6-2 車身高度控制系統(tǒng)示意圖 第十章 車架與懸架 圖10-6-3 高度控制閥控制電路圖 第十章 車架與懸架 圖10-6-4 空氣壓縮機控制電路圖 第十章 車架與懸架 當點火開關接通時，ECU使2號高度控制繼電器線圈通電，2號高度控制繼電器觸點閉合，使前、后、左、右4個高度傳感器接通蓄電池電源。當車身高度需要上升時，從ECU的RCMP端子送出一個信號，使1號高度控制繼電器接通，1號高度控制繼電器觸點閉合，壓縮機控制電路接通產(chǎn)生壓縮空氣。ECU使高度控制電磁閥線圈通電后，電磁線圈將高度控制閥打開，并將壓縮

40、空氣引向空氣彈簧，從而使車身高度上升。當車身高度需要下降時，ECU不僅使高度控制閥電磁線圈通電，而且還使排氣閥電磁線圈通電，排氣閥電磁線圈使排氣閥打開，將空氣彈簧中的壓縮空氣排到大氣中。 第十章 車架與懸架 1號高度控制閥用于前懸架控制，它有兩個電磁閥分別控制左、右兩個空氣彈簧。2號高度控制閥用于后懸架控制，它與1號高度控制閥一樣，也采用兩個電磁閥。為了防止空氣管路中產(chǎn)生不正常的壓力，2號高度控制閥中采用了一個溢流閥。懸架系統(tǒng)的車身高度傳感器采用光電式傳感器。為了檢測汽車高度和因道路不平而引起的懸架位移量，在每個懸架上都裝有一只車身高度傳感器，用于連續(xù)監(jiān)測車身與懸架下臂之間的距離。每個傳感器由

41、一個帶槽圓盤和4對遮光器組成，帶槽圓盤發(fā)光管在每個遮光器的光敏晶體管之間旋轉(zhuǎn)。傳感器利用遮光器通斷信號的輸出組合用16個選擇脈沖檢測車身高度，并將它們轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)送至ECU。圖10-6-5所示為車身高度傳感器與ECU之間的連接電路圖。 第十章 車架與懸架 圖10-6-5 車身高度傳感器與ECU之間的連接電路圖 第十章 車架與懸架 2) 彈簧剛度和減振器阻尼力控制彈簧剛度和減振器阻尼力控制電子控制空氣懸架系統(tǒng)空氣彈簧的結(jié)構(gòu)如圖10-6-6所示。懸架系統(tǒng)彈簧剛度和減振器阻尼力控制執(zhí)行器安裝在空氣彈簧的上部。懸架控制執(zhí)行器電路如圖10-6-7所示，ECU將信號送至懸架控制執(zhí)行器以同時驅(qū)動減振器的阻

42、尼調(diào)節(jié)桿和空氣彈簧的氣閥控制桿，從而改變減振器的阻尼力和懸架彈簧的剛度。 第十章 車架與懸架 圖10-6-6 空氣彈簧的結(jié)構(gòu) 第十章 車架與懸架 圖10-6-7 懸架控制執(zhí)行器電路 第十章 車架與懸架 3系統(tǒng)電路圖系統(tǒng)電路圖圖10-6-8為凌志LS400轎車電子控制空氣懸架系統(tǒng)的線路連接圖，圖10-6-9為懸架系統(tǒng)ECU連接器。 第十章 車架與懸架 圖10-6-8 凌志LS400轎車電子控制空氣懸架系統(tǒng)的線路連接圖 第十章 車架與懸架 圖10-6-9 懸架系統(tǒng)ECU連接器 第十章 車架與懸架 表表10-6-1 連接器各接線端子與連接器各接線端子與ECU連接對象的對應關系連接對象的對應關系 序號

43、 代號 連 接 對 象 序號 代號 連 接 對 象 1 SLFR 1 號右高度控制閥 33 2 SLRR 2 號右高度控制閥 34 CLE 高度控制連接器 3 RCMP 1 號高度控制繼電器 35 4 SHRL 左后高度控制傳感器 36 5 SHRR 右后高度控制傳感器 37 6 SHFL 左前高度控制傳感器 38 RM 壓縮機電動機(馬達) 7 SHFR 右前高度控制傳感器 39 B 懸架控制執(zhí)行器電源 8 NSW 高度控制 ON/OFF 開關 40 IGB 高度控制電源 9 41 BATT 備用電源 10 TSW LRC 開關 42 11 STP 停車燈開關 43 SHLOAD 高度控制傳

44、感器 12 SLFL 1 號左高度控制閥 44 SHCLK 高度控制傳感器 13 SLRL 2 號左高度控制閥 45 MRLY 2 號高度控制繼電器 14 46 VH 高度控制“HIGH”指示燈 15 47 VN 高度控制“NORM”指示燈 16 48 第十章 車架與懸架 17 49 FS 前懸架控制執(zhí)行器 18 50 FS 前懸架控制執(zhí)行器 19 51 FCH 前懸架控制執(zhí)行器 20 DOOR 門控燈開關 52 IG 點火開關 21 HSW 高度控制開關 53 GND ECU 搭鐵 22 SLEX 排氣閥 54 RC 1 號高度控制繼電器 23 L1 發(fā)動機和 ECT ECU 55 SHG

45、高度控制傳感器 24 L3 發(fā)動機和 ECT ECU 56 25 Tc TDCL 57 26 Ts 檢查連接器 58 27 SPD 汽車車速傳感器 59 VS LRC 指示器 28 SS2 轉(zhuǎn)向傳感器 60 29 SS1 轉(zhuǎn)向傳感器 61 30 RM 壓縮機傳感器 62 RS 后懸架控制執(zhí)行器 31 L2 發(fā)動機和 ECT ECU 63 RS 后懸架控制執(zhí)行器 32 REG IC 調(diào)節(jié)器 64 RCH 后懸架控制執(zhí)行器 第十章 車架與懸架 第七節(jié)第七節(jié) 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修 一、初步檢查一、初步檢查(功能檢查功能檢查)1車身高度調(diào)整功能的檢查車身高度

46、調(diào)整功能的檢查1) 車身升高檢查車身升高檢查(1) 檢查輪胎氣壓是否正常(前后分別為2.3kg/cm2和2.5kg/cm2)。(2) 檢查車身高度(下橫臂安裝螺栓中心到地面的距離)。 第十章 車架與懸架 (3) 如圖10-7-1所示，將高度控制開關由NORM位置轉(zhuǎn)換到HIGH位置，車身高度應升高1030mm，所需時間為2040s。如果不符合要求，則應對車身高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行檢查。 第十章 車架與懸架 圖10-7-1 高度控制開關 第十章 車架與懸架 2) 車身降低檢查車身降低檢查(1) 在車身處于高狀態(tài)下(高度控制開關處于HIGH位置)啟動發(fā)動機。(2) 將高度控制開關從HIGH位置撥至NORM

47、位置，車身高度應降低1030mm，所需時間為2040s。如果不符合要求，則應對車身高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行檢查。 第十章 車架與懸架 2溢流閥的檢查溢流閥的檢查迫使壓縮機工作，檢查溢流閥能否動作。(1) 點火開關置于ON，將高度控制連接器的1、7端子短接，如圖10-7-2所示，使壓縮機工作。 第十章 車架與懸架 圖10-7-2 短接高度控制連接器的1、7端子 第十章 車架與懸架 (2) 等壓縮機工作一會后，檢查溢流閥是否放氣，如圖10-7-3所示；如果不放氣則說明溢流閥堵塞、壓縮機有故障或有漏氣的部位。 (3) 檢查結(jié)束后，將點火開關置于OFF，清除故障碼。 第十章 車架與懸架 圖10-7-3 檢查溢

48、流閥 第十章 車架與懸架 3漏氣檢查漏氣檢查(1) 將高度控制開關置于HIGH位置。(2) 使發(fā)動機熄火。(3) 在管子的接頭處涂抹肥皂水，如圖10-7-4所示。 第十章 車架與懸架 圖10-7-4 檢查漏氣 第十章 車架與懸架 二、故障自診斷二、故障自診斷1指示燈檢查指示燈檢查(1) 將點火開關置于ON。(2) LRC指示燈(SPORT指示燈)和HEIGHT指示燈(NORM和HI指示燈)應點亮2s，指示燈的位置如圖10-7-5所示。(3) 如果NORM指示燈以每1s的間隔閃亮，則表明ECU中存在故障碼；如果出現(xiàn)故障，應檢查相應電路。第十章 車架與懸架 2讀取故障碼讀取故障碼(1) 將點火開關

49、置于ON。(2) 跨接TDCL或檢查連接器的Tc與E1端子，如圖10-7-6所示。(3) 根據(jù)NORM指示燈的閃爍情況讀取故障碼，NORM指示燈的位置如圖10-7-5所示。如果高度控制ON/OFF開關置于OFF位置，會輸出代碼71，這是正常的。 第十章 車架與懸架 圖10-7-5 指示燈的位置 第十章 車架與懸架 圖10-7-6 跨接TDCL或檢查連接器的Tc與E1端子 第十章 車架與懸架 3清除故障碼清除故障碼將點火開關置于OFF，拆下1號接線盒中的ECU-B保險絲10s以上，如圖10-7-7所示；或?qū)Ⅻc火開關置于OFF，跨接高度控制連接器的端子9與端子8在10s以上，如圖10-7-8所示。 第十章 車架與懸架 圖10-7-7 拆下1號接線盒中的ECUB保險絲 第十章 車架與懸架 圖10-7-8 跨接高度控制連接器的端子9與端子8 第十章 車架與懸架 4故障碼表故障碼表 表表10-7-1 凌志凌志LS400轎車電子控制懸架系統(tǒng)故障碼表轎車電子控制懸架系統(tǒng)故障碼表 故障代碼 故 障 部 位 故 障 原 因 11 右前高度傳感器電路 12 左前高度傳感器電路 13 右后高度傳感器電路 14 左后高度