汽車底盤第12章 懸架

懸架是車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間的一切傳力連接裝置的總稱。橫向推力桿彈性元件縱向推力桿橫向穩(wěn)定器減振器組成：1、彈性元件2、減振器3、導向機構(gòu)（橫、縱向推力桿）注意：不需全套裝置（只要有上述功用即可）作用：分別起緩沖、導向和減振作用，三者聯(lián)合起到共同傳力的作用。組成部件功用傳遞除垂直力外的其它力和全部力矩，使車輪按最佳軌跡相對車身運動限制彈簧最大變形使車架與車橋之間作彈性連接，傳遞垂直力緩和沖擊衰減、限制車輪及車身的振動2、減振器1、彈性元件3、導向機構(gòu)5、緩沖塊防止車身發(fā)生過大橫向傾斜4、橫向穩(wěn)定器3、分類

⑴獨立懸架每一側(cè)車輪單獨通過懸架與車架相連，每個車輪能獨立上下跳動而互不影響。左右車輪安裝在一根整體車橋兩端，車橋則通過彈性元件與車架相連。車橋彈性元件車架斷開式車橋⑵非獨立懸架鋼板彈簧式非獨立懸架螺旋彈簧非獨立懸架按控制形式不同，懸架可分為被動式懸架和主動式懸架。被動式懸架：是汽車姿態(tài)(狀態(tài))只能被動地取決于路面、行駛狀況和汽車的彈性元件、導向裝置以及減振器這些機械零件。（目前多數(shù)汽車上采用）主動懸架：可根據(jù)路面和行駛工況自動調(diào)整懸架剛度和阻尼，從而使車輛能主動控制垂直振動及其車身或車架的姿態(tài)。半主動懸架：懸架剛度和阻尼之一可調(diào)，分類：金屬的：空氣彈簧，橡膠彈簧，油氣彈簧非金屬的：傳遞垂直載荷，緩和沖擊振動。鋼板彈簧，扭桿彈簧，螺旋彈簧彈性元件：作用：既有彈性元件的作用，又可起到導向和減振作用。1、鋼板彈簧鋼板彈簧套管螺栓螺母中心螺栓卷耳彈簧夾螺母螺栓套管鋼板彈簧彈簧夾

它是由若干片等寬不等長、弧度不等、厚度相等或不等的鋼板彈簧片組合而成的一根近似等強度的彈性梁。鋼板彈簧的第一片最長，稱為主片，其兩端彎成卷耳，內(nèi)裝襯套，用鋼板銷與車架連接。為了增加主片及卷耳的強度，常將第二片兩端做成加強卷耳，3/4包在主片卷耳外面。主片與第二片卷耳間通常留有較大間隙，以便主片受力變形時有較大的滑動余地。①卷耳卷耳的形式作用：用以連接各彈簧片，并保證裝配時各片的相對位置，且作為鋼板彈簧安裝到前軸或后橋殼上的定位銷。②中心螺栓鋼板彈簧螺母螺栓套管鋼板彈簧彈簧夾作用：是當鋼板彈簧反向變形，即車架離開車橋時，使各片不致互相分開，而將反力傳給較多的彈簧片，以免主片單獨承載，同時還可防止各片橫向錯動。注意：裝配鋼板夾時，應將螺栓頭朝向車架一面，而使螺母在車輪一面，以防止螺栓松脫時刮傷輪胎。鋼板彈簧螺母螺栓套管鋼板彈簧彈簧夾③鋼板夾為了減小彈簧片的磨損，在裝合彈簧片時，各片須涂上較稠的石墨潤滑脂。有些彈簧片間還夾裝塑料襯片或橡膠襯片，也有的將彈簧片裝在保護套內(nèi)，以防止?jié)櫥魇Щ驂m土污染。④片間潤滑鋼板彈簧套管螺栓螺母中心螺栓卷耳彈簧夾非對稱式鋼板彈簧，可以增加懸架的橫向抗扭能力，減小汽車在轉(zhuǎn)彎或行駛在斜面道路上時車身產(chǎn)生橫向傾斜，同時還有利于產(chǎn)生主銷后傾角。變厚度鋼板彈簧少片彈簧特點：斷面尺寸延長度方向變化；減輕重量，節(jié)約材料。鋼板彈簧與車架的連接由若干等寬但不等長的合金彈簧片組合而成的一根近似等強度的彈性梁。１．結(jié)構(gòu)簡單，既可以作為彈性元件，也可以作為導向機構(gòu)和減振元件。２.制造成本低，保養(yǎng)、維修方便。３.常作為非獨立懸架安裝在貨車上，在轎車的后橋也有使用。鋼板彈簧特點2.螺旋彈簧制造：用彈簧鋼棒料卷制而成。優(yōu)點：不需潤滑，不忌污垢，所需空間小，質(zhì)量輕。分類：可變剛度的圓柱形螺旋彈簧、剛度可變的圓錐形螺旋彈簧。螺旋彈簧廣泛地應用于前獨立懸架。螺旋彈簧與鋼板彈簧相比，具有無需潤滑，不忌泥污，所占縱向空間不大，彈簧質(zhì)量小等優(yōu)點。螺旋彈簧優(yōu)點應用：廣泛用于獨立懸架，特別時前輪獨立懸架中，有些轎車的后輪獨立懸架中也有采用。螺旋彈簧本身沒有減振作用，因此在螺旋彈簧懸架中必須另裝減振器。此外，螺旋彈簧只能承受垂直載荷，故必須裝設導向機構(gòu)以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。

結(jié)構(gòu)：是一根由彈簧鋼制成的扭桿，斷面多為圓形，少數(shù)為矩形和管形。功用：當車輪跳動時，擺臂便繞著扭桿軸線擺動，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，以保證車輪與車架彈性連接。3.扭桿彈簧質(zhì)量小，無需潤滑。扭桿的懸架剛度是可變的，通過調(diào)整扭桿彈簧固定端的安裝角度，可以借此調(diào)節(jié)車身的高度。在汽車上的布置比較方便，扭桿彈簧也可以用做橫向穩(wěn)定器。扭桿彈簧特點

材料：鉛釩合金彈簧鋼。在制造時，經(jīng)熱處理后預先施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩載荷，使之產(chǎn)生一個永久的扭轉(zhuǎn)變形，從而使其具有一定的預應力。左、右扭桿預加扭轉(zhuǎn)的方向都與扭桿安裝在車上后承受工作載荷時扭轉(zhuǎn)的方向相同。其目的的減少工作時的實際應力，以延長扭桿彈簧的使用壽命。所以，左、右扭桿彈簧應刻有記號，不能互換。特點：空氣介質(zhì)(可壓縮性)，氣壓為0.5-1MPa；剛度可變(載荷增加剛度增大)、彈性特性較理想。分類：空氣彈簧(囊式和膜式--必須加設導向裝置和減振器)、油氣彈簧。4

氣體彈簧彈性特性曲線比較理想，車身自然振動頻率較低。尺寸較小，在車上便于布置。但是制造比較困難，壽命也比較短。在大型客車，尤其是高檔豪華大客車上廣泛應用。膜式空氣彈簧油氣彈簧特點：以惰性氣體(氮氣)為彈性介質(zhì)、油液作為傳力介質(zhì)。分類：單氣室(油氣分隔式和油氣不分隔式)、雙氣室以及兩級壓力式。利用橡膠本身的彈性來緩和沖擊、減小振動的。它可以承受壓縮載荷與扭轉(zhuǎn)載荷。優(yōu)點：單位質(zhì)量的儲能量較金屬彈簧多，隔音性能好，多用在懸架的副簧和緩沖塊。橡膠彈簧目前懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減振器。

1、功用：加速車架與車身振動的衰減，改善汽車行駛的平順性。

2、原理：當汽車振動時，減振器殼體內(nèi)的油液反復從一個內(nèi)腔通過一些窄小的空隙流入另一內(nèi)腔，同時，摩擦力便把振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，被油液、減振器吸收后散失到大氣中。減振器２．性能要求：１）在懸架的壓縮行程（車架橋與車架相互接近的行程）內(nèi)，減振器阻尼力應較小，以充分利用彈性元件的彈性，以緩和沖擊。２）在懸架的伸張行程（車架橋與車架相對遠離的行程）內(nèi)，減振器的阻尼力應較大，以求迅速減振。３）當車橋（車輪）與車架的相對運動速度過大時，減振器應當能自動加大液流通道截面積，使阻尼力始終保持在一定限度內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。雙向作用式減振器單向作用式減振器工作原理結(jié)構(gòu)雙筒式減振器單筒式減振器工作介質(zhì)液壓式充氣式減振器類型（一）雙向作用筒式減振器⑴、結(jié)構(gòu)：

伸張閥流通閥壓縮閥補償閥活塞桿防塵罩活塞儲油鋼桶導向座雙筒液壓式減振器結(jié)構(gòu)

減振器閥系主要零件減振器閥系主要零件減振器活塞組件減振器底閥組件桑塔納2000轎車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋⑵工作原理壓縮：車輪靠近車架容積減少，油壓升高，油液打開流通閥，經(jīng)過流通閥流入上腔。由于上腔容積被活塞桿用去部分空間，所以一部分油液打開壓縮閥流入儲油缸。由于各閥門的節(jié)流作用，便造成對懸架壓縮運動的阻力，使振動能量衰減。伸張行程：車輪下跳，減振器受拉伸活塞上移。上腔容積減少，油壓升高，油液推開伸張閥，流入下腔。由于活塞桿占去一定空間，所以自上腔流入的油液不足以充滿下腔容積的增加。儲油缸中油液推開補償閥流入下腔補充。由于各閥門的節(jié)流作用，便造成對懸架伸張運動的阻力，使振動能量衰減。3、減振器工作過程

伸張閥彈簧的剛度和預緊力比壓縮閥的大，在同樣油壓作用下，伸張行程產(chǎn)生阻尼力遠大于壓縮行程的阻尼力。減振器工作原理充氣式與阻力可調(diào)式減振器優(yōu)點：

1、由于采用浮動活塞而減少了一套閥門系統(tǒng)，使結(jié)構(gòu)大為減化，零件數(shù)約減少15%。

2、由于減振器內(nèi)充有高壓氣體，能有效地減少車輪受到突然沖擊時產(chǎn)生的高頻振動。3、相同防塵罩直徑時，其工作缸筒和活塞直徑比雙筒式減振器大，在同樣泄流條件下，它比雙筒式產(chǎn)生更大阻尼力4、內(nèi)部具有高壓氣體和油氣被浮動活塞隔開，消除了油的乳化現(xiàn)象缺點：對油封要求高，充氣工藝復雜，不能修理，當工作缸筒受到外界物體的沖擊而產(chǎn)生變形時，減振器就不能工作四、非獨立懸架非獨立懸架是由一根整體式的車橋與車架相連，兩側(cè)車輪裝在整體式車橋的兩端。特點：其中一側(cè)車輪跳動必然引起另一側(cè)車輪的擺動。應用：小貨車和客車的前后懸架，少數(shù)轎車的后懸架。懸架類型示意圖（a）非獨立懸架（b）獨立懸架特點左右車輪由一整體式車橋相連接兩側(cè)車輪各自通過懸架與車身連接且可獨立運動前、后懸架方案的選擇：3、前輪與后輪均采用獨立懸架。

1、前輪和后輪均采用非獨立懸架；

2、前輪采用獨立懸架，后輪采用非獨立懸架；非獨立懸架的特點：結(jié)構(gòu)簡單；工作可靠；采用鋼板彈簧的非獨立懸架中，省卻了導向結(jié)構(gòu)，方便布置。因此廣泛引用于貨車的前、后懸架和轎車的后懸架。非獨立懸架的分類：鋼板彈簧非獨立懸架；螺旋彈簧非獨立懸架；空氣彈簧非獨立懸架。1、縱置板簧式非獨立懸架鋼板彈簧被用做非獨立懸架的彈性元件，由于它兼起導向機構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡化。應用：貨車的前、后懸架中1、6、16—螺栓2、19、26、33—螺母3、7、20—防松墊圈4、13、14—鋼板彈簧銷5、12、15—黃油嘴8、31—橡膠限制件9、29—底座固定件10—U形螺栓11、32—鋼板彈簧減振墊17—襯墊18—鋼板彈簧吊耳總成21、28、30—襯墊22—后副鋼板彈簧總成23—后主鋼板彈簧總成24、27—中心螺栓25—后鋼板彈簧座鋼板彈簧中部用U型螺栓與車架連接。1）鋼板彈簧一端為固定鉸鏈，另一端為活動鉸鏈。鋼板彈簧銷軸向和徑向鉆有油道，用來潤滑鉸鏈的運動部分；鋼板彈簧和車架上裝有緩沖塊和限位塊，限制彈簧的變形量。將鋼板彈簧非獨立懸架應用于前懸架時，一般要安裝減振器。彈簧長度可隨變形的增加而增加，第二片后端帶有直角彎邊，彈簧下落時借此直角彎邊支靠于支架下端的限位螺栓上，防止鋼板彈簧從支架中脫出而發(fā)生事故。2、鋼板彈簧的后端采用滑板式支承優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，不用需要潤滑。缺點：鋼板彈簧采用滑板式支承將引起鋼板彈簧工作長度的變化，進而引起剛度的變化；

靠橡膠變形來保證彈簧變形時兩端的相對移動。主片不易損壞，無須潤滑，有良好的消除噪聲能力，但鋼板彈簧的縱向移動量受到限制，該結(jié)構(gòu)只能在比較長而且剛度較大的鋼板上才采用。一般用于前懸。3、兩端直接插入固定于車架上的橡膠支承墊塊中特點：主片不易損壞；不用潤滑吊耳處；橡膠具有吸振降噪的作用；鋼板彈簧的移動量受到限制。每片鋼板彈簧做成變截面，即中間厚，兩端薄。該結(jié)構(gòu)可減少夾箍的個數(shù)，使安置方便，結(jié)構(gòu)簡單。但變截面鋼板彈簧的產(chǎn)生工藝較復雜。少片變截面鋼板懸架：類型：有副簧在上和主簧在下兩種結(jié)構(gòu)。采用主副簧結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧懸架目的：通過主副簧先后起作用，得到變剛度特性提高汽車平順性。

副簧在上、主簧在下：當載荷增大時，副簧同時參與工作，使彈簧剛度增大很突出，對汽車行駛平性不利。副簧在下、主簧在上：當載荷增大時，隨載荷的增加，副簧逐漸參與工作，即懸架剛度逐漸增大，剛度變化較平穩(wěn)，汽車行駛的平順性好。但主、副簧間易積泥垢，要加裝護套。副簧在下、主簧在上：當載荷增大時，隨載荷的增加，付簧逐漸參與工作，即懸架剛度逐漸增大，剛度變化較平穩(wěn)，汽車行駛的平順性好。但主、副簧間易積泥垢，影響剛度特性，要加裝護套。FSFS副簧在上的剛度特性副簧在下的剛度特性副簧逐漸起作用，具有剛度漸變的特點，有利于汽車平順性。剛度突變，不利于汽車平順性。螺旋彈簧非獨立懸架優(yōu)點：不需潤滑，不怕泥垢，安裝時所需縱向空間小（可減小車身的長度及重量），重量輕，具有縱向布置方便，便于維護和保養(yǎng)的特點。缺點：螺旋彈簧只承受垂直力，故須設置橫、縱向?qū)驐U，以傳遞各種力和力矩，此外其本身減振功能較小，故須加減振器。

應用：一般只用作轎車的后懸架。

1、結(jié)構(gòu)：車架與每一側(cè)車輪間的懸架連接是獨立的，它的車橋為斷開式。2、運動規(guī)律：當一側(cè)車輪上下跳動時，不影響另一側(cè)車輪位置的變化。獨立懸架3、特點：舒適性和穩(wěn)定性好，可降低重心，但結(jié)構(gòu)復雜，造價昂貴。4、應用：

它主要應用在轎車上。注：獨立懸架減少了汽車的非簧載質(zhì)量(非獨立懸架的整個車橋和車輪均屬非簧載質(zhì)量；但對于獨立懸架的驅(qū)動橋而言，由于主減速器、差速器及其外殼均固定在車架上，成了簧載質(zhì)量）。獨立懸架按車輪的運動方式分為：橫臂式獨立懸架--車輪在橫向平面內(nèi)擺動的懸架；縱臂式獨立懸架--車輪在縱向平面內(nèi)擺動的懸架；燭式獨立懸架--車輪沿主銷移動的懸架；麥弗遜式獨立懸架--車輪沿主銷移動的懸架。獨立懸架中多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧作為彈性元件。橫臂式獨立懸架：1、單橫臂式獨立懸架：2、雙橫臂式獨立懸架：等臂式和不等臂式。注：單橫臂式在運動時輪距變化大，磨損嚴重；而雙橫臂式可將輪距控制在一定值內(nèi)，因此在轎車前輪應用廣泛?？v臂式獨立懸架：1、單縱臂式獨立懸架：

車輪上下跳動時，前輪外傾和輪距不變；但主銷后傾角會有很大變化，所以不用于轉(zhuǎn)向輪。2、雙縱臂式獨立懸架

車輪上下跳動時，主銷后傾角不變，適用于轉(zhuǎn)向輪。單斜臂式懸架：

介于單橫臂和單縱臂之間的一種懸架，一般用于轎車后橋。單斜臂的位置車輪沿主銷移動的懸架：1、燭式懸架：

車輪跳動時定位角不變但側(cè)力全由套筒承受，是套筒和主銷間磨損嚴重。2、麥弗遜式懸架：

車輪跳動時，主銷定位角和輪距均變化，但桿系調(diào)整合理可使這些變化極小。注：這種類型的減振器兼作懸架支柱，故將這種方式稱為撐桿式懸架，若用于前輪時稱為麥弗遜式撐桿式懸架。特點：這種懸架構(gòu)件數(shù)量少，質(zhì)量輕，節(jié)省空間。各車橋單獨與車架剛性連接(1）一輪懸空（或負荷減?。赡苁蛊渌嚇蜻^載；(2）不能全輪附著，最大牽引力減小，降低越野性；(3）若前輪懸空，汽車操縱能力大大降低，失去操縱性；(4）減振器性能差（輪胎彈性未充分發(fā)揮）。若在不平道路上行駛，將帶來不良后果：中后橋用平衡懸架與車架連接（三橋）將中后橋裝在一副鋼板彈簧的兩端，鋼板彈簧就相當于一根平衡桿，而平衡桿的中部與車架作鉸鏈連接。由于平衡桿兩臂等長，則兩個車橋上的垂直載荷在任何情況下都相等。各車橋單獨與車架彈性連接采用獨立懸架，可以保證所有車輪與地面良好地接觸。多軸汽車平衡懸架：（越野車上采用較多）

能保證所有車輪均能與地面有良好接觸，消除上述的危險；保證中、后轎車輪垂直載荷相等的懸架，稱為平衡懸架。擺臂式平衡懸架這種懸架主要用于6×2的貨車上。這種貨車的結(jié)構(gòu)特點是前橋為轉(zhuǎn)向橋，中橋為驅(qū)動橋，后橋為可以升降的支持橋。當汽車在輕載荷或空載行駛時，操縱舉升油缸，可通過杠桿機構(gòu)將后輪舉起，使6×2汽車變?yōu)?×2汽車。這樣既可以減少輪胎磨損和降低燃油消耗，同時又能增大驅(qū)動輪上的附著力。

1．減振器的檢查

如圖所示，檢查時應固定住減振器，上下運動活塞桿時應有一定阻力，而且向上比向下的阻力要大一些。若阻力過大，應檢查活塞桿是否彎曲；若無阻力，則表示前減振器油已漏光或失效，必須更換。減振器為免維護機構(gòu)，減振器外面有輕微的油跡，不必更換減振器。如有大量油跡即漏油時，減振器在壓縮到底或伸展時會產(chǎn)生跳動現(xiàn)象。車輛行駛時，有缺陷的減振器會發(fā)出沖擊噪音，減振器失效后用手模其外殼不發(fā)熱，這時應更換減振器。

懸架系統(tǒng)的故障診斷

2．減振器懸架軸承主橡膠擋塊的檢查

如圖所示，檢查減振器懸架軸承的磨損與損壞情況，軸承應能靈活轉(zhuǎn)動，損壞時必須整體更換；檢查橡膠擋塊的損壞與老化情況，如損壞應及時更換。

3．螺旋彈簧的檢查

如圖所示，檢查減振器螺旋彈簧有無損壞與變形，并測量螺旋彈簧的自由長度A，若比標準彈簧長度減少5％，即表示螺旋彈簧已產(chǎn)生永久變形，必須更換。更換時必須更換左右兩側(cè)的兩個彈簧，以保持車輛兩側(cè)高度相同。若螺旋彈簧上有裂紋也要更換。

4．鋼板彈簧的檢修與維護

鋼板彈簧日常維護作業(yè)是檢查、緊固U形緊固螺栓。緊固力矩必須符合原廠規(guī)定，絕非越緊越好。其次是按時向鋼板彈簧銷加注潤滑脂。若發(fā)現(xiàn)斷片，鋼板彈簧固定卡、隔套、卡子螺栓缺少時應及時進行小修。二級維護時，拆檢鋼板彈簧，并向片間涂抹石墨潤滑脂。鋼板